对装配式桥梁发展前景的分析_师昊.pdf

运输经理世界隧道与桥梁工程0引言装配式施工技术相比于传统的现浇混凝土施工具有施工效率高、环境污染小、资源节约率高等优势，在工程施工领域已得到广泛应用。桥梁工程施工中结构体量大，对装配式施工技术的应用提出较高的要求。因此，本文结合太原市桥梁工程案例，总结装配式桥梁施工技术及注意事项并就其发展前景予以展望，对于推进桥梁工程建设事业具有重要意义。1工程概况山西省太原市某桥梁工程设计为双向 6 车道，总长度为 1.78km，设计使用寿命 100 年。全线采取“高架桥+地面道路”的形式布局，地面道路设计为双向 8车道，通过平行匝道进行桥梁上下的交通转换。桥梁主线设计速度为 100km/h，匝道设计速度为 60km/h。分析该项目具有较高的建设标准且施工工期紧张，整体施工充分遵循节能、环保、高效的原则，尽量减少对周边居民的影响。经多方研究决定对部分墩柱、盖梁结构实施预制装配式施工。总结梳理装配式桥梁施工技术方案如下。2太 原 市 某 桥 梁 工 程 装 配 式 施 工 技 术方案2.1 预制构件施工该项目对于 12m 以下高度的墩柱采取一节整体预制施工，高于 12m 的墩柱采取分节预制，由墩顶至下方 8m 为第一节，剩余长度为第二节。考虑到标准段宽度范围内盖梁的重量和体积均较大，因此采取三段预制并在现场安排拼装。该项目共有 119 个预制墩柱和 29 榀预制盖梁，其中 12 个墩柱和 6 榀盖梁需分节预制。2.1.1墩柱预制施工该项目墩柱预制施工流程总结为如下几点：（1）加工钢筋：为保证钢筋加工的准确性，符合装配式标准，该项目运用智能化的大型数控机床对钢筋进行下料、弯曲加工。（2）安装套筒：与加工钢筋胎架上对套筒定位板进行安装并安装灌浆套筒，安装精度要求为2mm。（3）绑扎钢筋并安装：绑扎立柱钢筋包括上排钢筋安装，两道钢筋安装，底排主筋及侧面带拉钩主筋安装，竖向及横向拉钩安装，侧面主筋安装，焊接箍筋、拉钩及主筋。（4）墩柱顶部钢绞线吊点：在立柱顶端以15.2钢绞线做 2 个吊点，间隔 1m 设置，钢绞线于结构内埋深 1m 并于顶部露出 20cm。对钢绞线顶部弯曲部分套装镀锌铁皮管并在吊点位置加装钢丝网片。底部采取 P 锚固定。（5）吊装钢筋骨架：现场配合使用 2 台规格为 20t的龙门吊实现钢筋骨架的平整起吊，在墩柱翻转平台上安装1。（6）模板安装并翻转：墩柱模板为装配式定型钢模板，具有较好的稳定性及强度、刚度，变形小，能够实现多次重复利用。拼装加固模板后对其进行翻转调整。经系统校验合格后，将其移动至墩柱浇筑台座位置，调整柱底模板的螺栓孔对齐台座螺栓孔，配合使用高强螺栓进行连接。为避免偏移或者倾覆，在四角位置布设缆风绳进行微调整。（7）混凝土浇筑及养护：依据设计方案对模板做好固定后，对结构混凝土进行浇筑，待混凝土强度达到 5MPa 以上时将模板拆除并持续予以至少 7d 的养护施工。2.1.2盖梁预制施工盖梁预制施工要点总结如下：对装配式桥梁发展前景的分析师昊（山西路桥集团隰吉高速公路有限公司，山西 太原 030000）摘 要：为提高桥梁工程施工效率，契合低碳环保节能的整体发展理念，以山西省太原市某桥梁工程为案例背景，结合实际分析装配式桥梁施工技术的应用路径，从施工效率、环保节能等方面阐述施工技术优势，以供参考。关键词：装配式施工；桥梁工程；预制梁；装配式拼装中图分类号：U445文献标识码：A80运输经理世界隧道与桥梁工程（1）利用大型数控机床对钢筋进行加工，保证制作精确度。（2）钢筋、预应力安装：套筒底框架、挂片、支架以及定位架一同构成盖梁钢筋加工胎架。在拼装时保证胎架底部水平，严格控制精度在2mm 之内。于胎架上安装钢筋笼绑扎预应力波纹管，严格依照设计内容对钢筋和预应力管道进行定位。（3）设置盖梁吊点：利用15.2 钢绞线设置吊点，根据盖梁尺寸和重量合理调整设置位置和数量，保证在吊装过程中结构平衡性及稳定性。（4）安装灌浆套筒：将灌浆套筒竖向安装在浇筑台座底模上，将定位框架安装在套筒顶端位置，对套筒间距和垂直度予以调整，将角钢焊接于套筒内侧，有效固定套筒。（5）安装钢筋笼：完成盖梁钢筋骨架安装后，使用龙门吊吊起钢筋骨架，于浇筑台座上进行模板拼装。（6）安装模板：将钢筋笼入模后对锚具予以安装，拼接封头板，对侧模和内衬管进行安装2。（7）浇筑混凝土并养护：使用混凝土泵对盖梁混凝土进行浇筑，为保证浇筑施工质量，由中间向两侧分层浇筑，随着浇筑的进行使用插入式振捣器对混凝土予以振捣密实。完成浇筑后予以覆膜养护，待强度达到吊运标准后使用龙门吊进行吊运安装。2.2 墩柱装配施工该项目墩柱和盖梁均在预制场中集中进行生产制作，借助于套筒注浆连接而形成一个整体，墩柱和桥梁基础承台由套筒注浆进行连接。对于施工中存在的分解墩柱，以套筒注浆配合连接面胶结的方法进行拼装，形成整体。2.2.1墩柱拼装施工工艺流程，墩柱装配式拼装施工工艺流程如下：清理拼接面；挡浆模板铺设；调整预拼装位置；湿润处理拼接缝表面；砂浆垫层铺设；调整对准导向装置；测量调整偏位；连接灌浆套筒。（1）拼装前准备工作：在出厂前对结构件予以质量检验，检查施工机械性能良好。对施工道路及吊车站位点予以地基强化，提高地基基础稳定性。对套筒以高压水枪进行冲水并使用空压机吹干立柱预埋套筒，确 保 在 结 构 装 配 时 能 够 顺 利 插 入 承 台 的 预 埋钢筋。（2）承台处理：安排施工人员对预埋钢筋的锈蚀情况予以处理，对预埋钢筋长度予以测量，确保钢筋长度在（-5,0）mm 之内3。对于过长的钢筋使用砂轮切割机进行打磨，对承台墩柱位置予以凿毛处理，将新鲜的混凝土面露出。（3）对垫板予以复测、调节、安装：对承台横、纵中线予以测量，将规格为 200mm200mm20mm 的橡胶支座调节垫块安装在承台中心，将薄钢板铺设于上方，复测承台中心点的标高。以复测结果为依据对钢板厚度进行调整，确保垫板厚度在 30mm 以下。（4）安装千斤顶及限位调整装置：在承台中心线位置放置规格为 30t 的机械千斤顶，通过千斤顶对立柱拼装的平整度和垂直度进行调整。调整合适后对千斤顶予以锁住固定，调整千斤顶安装位置对应墩柱的安装调节牛腿，如图 1 所示。在装配过程中通过对限位装置予以调整实现立柱底部横纵位置的微调和固定，严格控制立柱底部偏差为5mm。将“L”形型钢限位板设置在下口的四个倒角位置，通过碰撞螺丝对限位板和承台进行连接。在“L”形型钢的每个边各设置一个孔，使螺杆能够顺利穿过孔洞将钢板顶住。在拼装立柱钢板时确保钢板紧贴于立柱，立柱的横纵向位置使用进出螺杆筋进行调整，该项目所使用的螺杆为32mm，钢板厚 20mm。图 1 预制墩柱安装牛腿用千斤顶固定防止偏位（5）预拼装墩柱：在吊机辅助下沿着预埋钢筋将墩柱缓慢放下，到位后，初步调整墩柱位置。首先，对立柱底部位置进行调整，施工时将立柱下放至底部时吊机还剩余 20t 吊力，此时利用拼接面四个倒角位置的限位装置对立柱底部位置进行调整。其次，对立柱顶面位置进行调整，在 4 台千斤顶辅助下调整立柱底端纵横向位置。在调整过程中现场测量人员全程监测，误差控制标准如表 1 所示。表 1 墩柱预拼装立柱调整误差控制范围序号123控制指标轴线位置偏差高程偏差垂直度偏差误差参数2mm10mm0.2%H且15mm（6）铺设砂浆垫层并安装密封圈：完成预拼装墩柱后，铺设承台拼接面砂浆垫层，并将橡胶密封圈安装在预埋钢筋上，有效防止砂浆进入套筒内，如图 2所示。在砂浆施工前对拼接面以高压水枪进行全面冲洗并吹干。施工时所用的砂浆垫层材料为高强度无收缩砂浆，其 1d 强度和 28d 强度分别为 C30 和 C60，口内置水灰比为 0.15。在承台结合面均匀分布砂浆并找平，控制砂浆厚度至少为 2cm，需微高出调节块顶面，砂浆凝固时间在 30min 内，因此要求在 30min 内完成立柱安装。（7）墩柱拼装施工流程总结如表 2 所示。81运输经理世界隧道与桥梁工程图 2 预埋钢筋上套放橡胶密封圈表 2 墩柱拼装施工流程序号123456流程处理拼接缝表面，将顶端的吊点以打磨机割除，彻底清理杂物保证平整度复测立柱节段拼接缝表面，将标高偏差控制在5mm，水平偏差控制在1mm/m通过上下节墩柱设置抱箍，并在抱箍间设置精轧螺纹钢，调节精轧螺纹钢起到固定、微调的作用匹配拼装时利用抱箍平台四倒角处限位装置对立柱水平位置进行调整，检测墩柱的垂直度和接触面的平整度，标记不符合的点，挪开立柱后打磨在接触面均匀涂抹环氧黏结剂，控制涂刷时间不超过30min。在固化立柱节段时，控制节段间压力0.3MPa使用2台全站仪同时对立柱的中心进行监测校核，在抱箍平台的辅助下完成底部中心线的调整，严格控制立柱偏位在5mm内2.2.2套筒压浆施工，该项目于墩柱拼装完成的24h 后且结构强度在 30MPa 时进行套管压浆施工。灌浆材料强度为 C100 的无收缩水泥灌浆料，经性能检验其质量符合 钢筋连接用套筒灌浆料（JG/T 4082019）等相关规范要求。在注浆施工前使用高压气流再次清理注浆的套筒，将套筒内水汽或杂物吹出。在出浆孔位置安装 L 型 UPVC 管，高度高于注浆孔至少15cm，如图 3 所示4。待出浆口有连续浆液冒出并无气泡后则停止压浆，封堵注浆口。为保证施工质量，该项目注浆施工选择在环境温度高于 5时进行。2.3 盖梁装配施工2.3.1拼装前准备工作，盖梁拼装准备工作包括如下几点：（1）复测立柱中心，复测立柱四个面的中心线及顶面标高，为立柱拼装提供便利。（2）校核立柱预埋钢筋并切割吊点，将墩顶的杂物彻底清理干净。（3）安装抱箍，将抱箍安装在立柱顶面，发挥挡浆模板的作用，避免浆液溢出。施工所用抱箍由 7030mm 的角钢制成，厚度为 3mm，尺寸与立柱断面相同，安装完成后对其密闭性进行检查。（4）放置调节垫块，在立柱顶部放置 4 个厚度为2cm 的调节垫块，确保垫块在同一水平面。垫片安装位置距离立柱长边 30cm，距离短边 20cm，安放后利用水准仪对顶面标高予以测量，严格控制设计标高差值在5mm 以内。（5）确定盖梁和柱顶的中线，为方便盖梁拼装控制，分别确定盖梁端部中线、底部中心线和墩顶的中线，以套筒中心为控制中心。图 3 预制墩柱套筒注浆施工2.3.2盖梁试吊装，为保证正式吊装时间控制在30min 内，对盖梁进行试吊装以调整标高误差、安装垂直度以及拼接面缝隙等，控制调整偏差值在5mm 内。2.3.3铺设立柱顶面砂浆垫层，盖梁和墩柱拼接面的砂浆垫层为强度为 C60 的无收缩砂浆，砂浆垫层铺设及密封圈的安装施工与墩柱施工一致。2.3.4盖梁拼装及压浆施工，下放盖梁后对其进行准确调整，使用全站仪在不同方向进行中线的监测与校核，确保在 30min 内完成安装。安装完成后对立柱表面的浆液以清水进行冲洗。拼装完成后 24h 将抱箍拆除，根据墩柱压浆施工工艺对盖梁实施套筒压浆施工。3结语太原市某桥梁工程综合应用装配式施工技术，相比于计划工期提前 60 个日历天竣工，经质量检验桥梁质量稳定性满足施工要求，开放通车至今未出现明显质量病害。由此可见，装配式桥梁施工效益显著，具有较好的应用前景。参考文献：1李纯.基于新材料与新结构的预制装配式桥梁发展趋势分析J.运输经理世界，2021（9）：81-82.2周志祥，钟世祥，张江涛，等.桥梁装配式技术发展与工业化制造探讨J.重庆交通大学学报，2021（10）：29-40+72.3王晟，桂晓明，宁平华，等.全装配式桥梁在国内 的 发 展 与 建 设 经 验 J.公 路 与 汽 运，2019（3）：151-154.4李鹏.研究装配式桥梁的设计重点J.黑龙江交通科技，2021（4）：115-116.作者简介：师昊（1996-），男，汉族，山西和顺人，本科，研究方向：桥梁施工82