李 飛

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

裝配式鋼筋混凝土橋梁施工工藝的探究

李 飛

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

根據(jù)裝配式鋼筋混凝土橋梁的基本特點(diǎn)，介紹了其施工的前期準(zhǔn)備工作及地基處理方法，并結(jié)合實(shí)例，從梁的形狀尺寸、混凝土設(shè)計(jì)、橋梁施工等方面，提出了具體的施工方法，為其在橋梁工程中的推廣應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。

裝配式橋梁，地基處理，鋼筋混凝土

0 引言

橋梁施工技術(shù)是需要不斷研究的課題，其施工方法和橋梁形式存在多樣性，不同的施工環(huán)境、不同的施工技術(shù)都會(huì)產(chǎn)生全新的橋梁形式。裝配式鋼筋混凝土橋梁的出現(xiàn)，是我國(guó)橋梁工程施工的一個(gè)重大突破，其在實(shí)際的應(yīng)用中也表現(xiàn)出了良好的性能。比如，在汶川地震或是蘆山地震中，被破壞的橋梁大多是在塊體間缺少鋼筋的連接，為了在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)震區(qū)的通行能力，采用了裝配式鋼筋混凝土橋梁，不僅在短時(shí)間內(nèi)對(duì)受損橋梁實(shí)現(xiàn)了修復(fù)或是重建，而且其還具備良好的抗震性能，為保持震區(qū)生命通道的順暢作出了重要貢獻(xiàn)。因此，必須加強(qiáng)對(duì)裝配式鋼筋混凝土橋梁施工的研究，不斷提升施工水平和施工質(zhì)量。

1 裝配式鋼筋混凝土橋梁的基本特點(diǎn)

在橋梁工程中，根據(jù)主梁斷面的形式不同，可以將橋梁分為三種基本結(jié)構(gòu)，即箱形梁、Ⅱ型梁和T型梁。這幾種不同形式的橋梁，基本都是橫向分片裝配預(yù)制梁，之后再通過(guò)鉸接構(gòu)成一個(gè)整體梁橋。在相關(guān)施工技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，目前又出現(xiàn)了一種新型的裝配式鋼筋混凝土橋梁，其主要是在拼接橋梁的方法上和傳統(tǒng)的方法存在較大區(qū)別，在預(yù)制梁的基礎(chǔ)上沿車(chē)行道方向縱向拼接橋梁，再通過(guò)后張法對(duì)拼接梁橋進(jìn)行加固，使其成為一個(gè)整體。

根據(jù)這種方法在實(shí)際橋梁工程中的應(yīng)用效果看，其主要表現(xiàn)出了四個(gè)方面的特點(diǎn)：

首先，在受力體系方面，縱向裝配改變了傳統(tǒng)裝配方式依靠縱向排列支撐車(chē)輛載荷和梁支撐橋面的支撐體系，可以通過(guò)橋梁兩側(cè)的架構(gòu)護(hù)欄承擔(dān)行車(chē)載荷以及橋梁自身的載荷。

其次，傳統(tǒng)的裝配式鋼筋混凝土橋梁在拼接完成之后，還需對(duì)人行道板和車(chē)行道板進(jìn)行澆筑施工，還要安裝護(hù)欄。但是，新型的縱向裝配可以直接在預(yù)制梁段的時(shí)候就將道板、扶手和護(hù)欄等全部完成制作。

再次，傳統(tǒng)的裝配式橋梁需要通過(guò)鋼板焊接或是混凝土企口連接的形式，使橋梁裝配板塊構(gòu)成一個(gè)整體，以便能夠?qū)?chē)輛載荷起到良好的承擔(dān)作用。而新型的縱向裝配可以最大程度保證梁橋的整體性，減少連接口等，具有良好的整體性和抗震性。

最后，一般說(shuō)來(lái)，傳統(tǒng)的裝配式橋梁需要在受拉區(qū)設(shè)置受力鋼筋，以此對(duì)外載荷的拉應(yīng)力起到承擔(dān)作用。在梁體受到載荷時(shí)，受力鋼筋和混凝土?xí)l(fā)生形變，但是由于混凝土和鋼筋存在一定的抗拉性，會(huì)對(duì)這一形變形成抵抗力。這就導(dǎo)致受力鋼筋不能充分發(fā)揮其自身作用。而縱向裝配式鋼筋混凝土橋梁可以將鋼筋的高抗拉性能和混凝土的高抗壓強(qiáng)度充分發(fā)揮出來(lái)。

2 裝配式鋼筋混凝土橋梁施工的準(zhǔn)備工作和地基處理

2.1 施工準(zhǔn)備

就實(shí)際的情況而言，裝配式鋼筋混凝土橋梁進(jìn)行施工之前的準(zhǔn)備工作較多，主要可以歸結(jié)為三個(gè)方面：

首先，預(yù)制長(zhǎng)方體鋼筋混凝土橫向塊體，如圖1所示。

該橫向鋼筋混凝土塊體1上側(cè)設(shè)有一個(gè)和混凝土塊體縱軸對(duì)稱(chēng)的“土”形通槽，即圖中所示的3。該通槽的兩邊是內(nèi)鉤狀的邊肋，即圖中所示的4。在整個(gè)鋼筋混凝土塊體中，其是以橫軸形成對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，并且在橫軸上設(shè)有兩個(gè)圓形通孔，即圖中所示的2。橫向塊體的預(yù)制需要根據(jù)橋梁工程的實(shí)際情況決定預(yù)制數(shù)量，避免預(yù)制過(guò)多出現(xiàn)浪費(fèi)。

其次，除去上述的鋼筋混凝土塊體之外，還需預(yù)制另外的鋼筋混凝土縱向塊體，其如圖2所示。

該縱向塊體和橫向塊體存在一定的相似之處，即塊體橫軸以下基本相同，但是橫軸以上只有圓形通孔形成對(duì)稱(chēng)，下部的內(nèi)鉤狀邊肋不存在?？v向塊體和橫向塊體的功能存在一定的差異，在橋梁工程施工中需要加以區(qū)別。

最后，還需對(duì)鋼筋進(jìn)行預(yù)制，在鋼筋兩端設(shè)置螺紋，同時(shí)預(yù)備能夠配合該螺紋的螺母。在鋼筋長(zhǎng)度上，也許與橋梁墩臺(tái)設(shè)計(jì)保持相符。在墩臺(tái)的頂部應(yīng)該對(duì)螺母凹槽進(jìn)行預(yù)留，在部分縱向塊體的圓形通孔頂部也應(yīng)該預(yù)留螺母凹槽，并且預(yù)留凹槽的尺寸形狀保持一致。此外，在邊肋、通槽等方面，也需嚴(yán)格保持一致，以便施工順利進(jìn)行。

2.2 地基處理

進(jìn)行裝配式鋼筋混凝土橋梁施工時(shí)，地基處理是一個(gè)十分關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)。在基坑中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求逐層放置石塊、預(yù)埋件和石籠網(wǎng)等。石籠網(wǎng)應(yīng)該利用粗鋼絲進(jìn)行連接加固，在其外圍還應(yīng)該設(shè)置裝有水泥和石塊的土工袋，以起到圍護(hù)支擋的效用，避免細(xì)小集料從石籠網(wǎng)中泄露。在施工過(guò)程中，還需在放置石塊、預(yù)埋件的過(guò)程中逐步澆水，確保水泥集料可以實(shí)現(xiàn)凝結(jié)。不僅如此，還需根據(jù)設(shè)計(jì)方案將一定數(shù)量的鋼筋豎立在石籠網(wǎng)中，同時(shí)利用水泥砂漿找平表面，然后靜置1 d～2 d，構(gòu)成基礎(chǔ)裝配墩臺(tái)。然后，再利用鋼筋穿過(guò)鋼筋混凝土橫塊，之后將其放置在地基基礎(chǔ)上，然后再重復(fù)這一步驟，并且確保兩個(gè)橫塊之間應(yīng)該同軸緊貼，直到滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求為止。

3 裝配式鋼筋混凝土橋梁的實(shí)際應(yīng)用

3.1 工程簡(jiǎn)介

在實(shí)際的橋梁工程中，裝配式橋梁的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。比如，在某橋梁工程中，橋型屬于跨線(xiàn)橋，其和主干道之間具有39°的夾角，整橋長(zhǎng)度為72.2 m，一共分為三跨，每一跨的長(zhǎng)度分別是32 m,32 m和8.2 m。通過(guò)實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)勘查，明確該橋的施工場(chǎng)地位于183 m半徑豎曲線(xiàn)和155.5 m平曲線(xiàn)的路段上，外側(cè)的超高達(dá)到了3%。

3.2 梁的形狀和尺寸

在預(yù)制梁中，一般可以分為中梁和端梁，結(jié)合該工程的實(shí)際情況，其中梁和端梁的基本尺寸參數(shù)如表1所示。

表1 中梁與端梁基本尺寸參數(shù)

從表1中的相關(guān)數(shù)據(jù)不難看出，在該橋梁工程中，中梁和端梁在寬度上保持了一致，但是在厚度上存在一定差別，即端梁的厚度要比中梁的厚度高出45 cm。圖3,圖4為中梁和端梁的示意圖。

從圖中不難看出，在中梁上，其兩側(cè)均設(shè)有5個(gè)預(yù)留孔，而端梁只有一側(cè)設(shè)有5個(gè)預(yù)留孔。在這5個(gè)預(yù)留孔中，中間預(yù)留孔內(nèi)設(shè)置了63.5 mm的鍍鋅鋼管預(yù)埋件，而在周邊4個(gè)孔均設(shè)置了鍍鋅鋼管預(yù)埋件。利用后張法進(jìn)行施工時(shí)，在周邊的預(yù)留孔中需要穿入直徑15.2 mm的鋼絞線(xiàn)19根，在中間預(yù)留孔中穿入直徑15.2 mm的鋼絞線(xiàn)7根。在所有的28個(gè)中梁中，預(yù)留孔的位置和數(shù)目設(shè)置是相同的，只是其中部分中梁的預(yù)留孔中沒(méi)有預(yù)埋鍍鋅鋼管。

3.3 混凝土設(shè)計(jì)

運(yùn)用裝配式鋼筋混凝土橋梁進(jìn)行施工時(shí)，混凝土的設(shè)計(jì)是其中一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其直接影響到橋梁的整體性能和質(zhì)量。根據(jù)該工程的實(shí)際設(shè)計(jì)要求看，其7 d抗壓強(qiáng)度要求是31 MPa，28 d抗壓強(qiáng)度要求是41.4 MPa?；谶@一強(qiáng)度要求，充分考慮實(shí)際施工條件的情況下，對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行了設(shè)計(jì)，按照1 m3混凝土進(jìn)行計(jì)算，其所包含的水泥為3 060 kg，集料為1 275 kz，粉煤灰51 ks，引氣劑133 mL，減水劑4.7 L，水106 kg，硝酸鈣20.4 L，緩凝劑177 mL。按照這一配比進(jìn)行混凝土的拌制，就可以得出強(qiáng)度要求符合設(shè)計(jì)的混凝土，從而保證橋梁質(zhì)量可靠。

3.4 橋梁施工

從實(shí)際的施工流程說(shuō)來(lái)，縱向裝配式橋梁的施工過(guò)程可以分為梁段預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)吊裝兩個(gè)環(huán)節(jié)。就梁段預(yù)制而言，其常規(guī)的施工流程分為7步:

1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求制作尺寸不同的模板;

2)進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的綁扎;

3)錨孔安裝;

4)澆筑混凝土以及搗振；

5)對(duì)預(yù)制的梁段進(jìn)行養(yǎng)生處理;

6)在混凝土的強(qiáng)度達(dá)到17.3 MPa之后進(jìn)行拆模;

7)梁段的強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到29 MPa之后，將其運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝施工。

梁段預(yù)制的施工完成之后，預(yù)制的梁段被運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)。在進(jìn)行吊裝施工之前，需要設(shè)置豎向桁架和懸掛導(dǎo)梁，然后通過(guò)相關(guān)設(shè)備將預(yù)制梁吊到施工地點(diǎn)并進(jìn)行安放，在安放的同時(shí)需要加強(qiáng)做好臨時(shí)錨固。完成這些施工之后，就需利用鋼絞線(xiàn)從梁段上的預(yù)留孔穿過(guò)，拉緊各片梁段。在梁段穩(wěn)定之后，就可以對(duì)臨時(shí)錨固裝置和相關(guān)附屬設(shè)施進(jìn)行拆除，然后對(duì)鋪裝層進(jìn)行混凝土澆筑。待混凝土澆筑施工完成之后，橋梁主體的施工就算全部完成。

4 結(jié)語(yǔ)

裝配式鋼筋混凝土橋梁在橋梁工程中的運(yùn)用逐漸增多，尤其是在縱向裝配式橋梁出現(xiàn)之后，更是推動(dòng)了橋梁工程建設(shè)的發(fā)展?？v向裝配式橋梁施工特點(diǎn)顯著，在實(shí)際的工程中，應(yīng)該從準(zhǔn)備工作入手，同時(shí)加強(qiáng)地基處理等相關(guān)工作。在此基礎(chǔ)上，才能進(jìn)一步展開(kāi)梁段預(yù)制、混凝土設(shè)計(jì)等工作。裝配式鋼筋混凝土橋梁給橋梁施工提供了全新的施工方法，有效提高了整橋施工質(zhì)量。

[1] 李 偉.裝配式鋼筋混凝土橋梁施工工藝[J].黑龍江科學(xué),2015(4):78-79.

[2] 方 華,余培玉,劉士林.裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋通用設(shè)計(jì)圖成套技術(shù)[J].公路,2011(11):46-53.

[3] 葛繼平,王志強(qiáng),李建中.裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土雙柱橋墩抗震性能研究進(jìn)展[J].地震工程與工程振動(dòng),2013(3):192-198.

Exploration on prefabricated reinforced concrete bridge construction technology

Li Fei

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupLimitedCompany,Jinzhong030600,China)

According to the basic characteristics of prefabricated reinforced concrete bridge,this paper introduced its construction preparatory work and foundation treatment method,and combining with the examples,from the shape and size of beam,concrete design,bridge construction and other aspects,put forward specific construction methods,accumulated experience for its popularization and application in bridge engineering.

prefabricated bridge,foundation treatment,reinforced concrete soil

2015-10-14

李 飛(1979- )，男，工程師

1009-6825(2015)36-0175-02

U445 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A