周家勇

(中鐵二十四局集團(tuán) 安徽工程有限公司，安徽 合肥 230012)

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裝配式橋梁預(yù)制混凝土橋面板安裝施工工藝

周家勇

(中鐵二十四局集團(tuán) 安徽工程有限公司，安徽 合肥 230012)

濟(jì)祁高速公路淮合段壽縣淮河特大橋引橋工程采用裝配式鋼-混凝土組合橋梁結(jié)構(gòu)。橋墩、橋面板、鋼板梁均采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝工藝。大規(guī)模應(yīng)用了預(yù)制裝配式技術(shù)，使橋梁構(gòu)件工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化。預(yù)制橋面板吊裝就位后，橋面板外伸鋼筋與鋼板梁上焊接剪力釘綁扎形成鋼筋網(wǎng)，通過現(xiàn)澆混凝土濕接縫連成一體，保證了連接質(zhì)量，提升了橋梁的整體性能。形成的裝配式橋梁預(yù)制混凝土橋面板安裝施工方法，為今后類似的橋梁施工提供了可以借鑒的方法。

裝配式；橋梁；橋面板；濕接縫；安裝工藝

0 引 言

20世紀(jì)60年代起，組合結(jié)構(gòu)以其整體受力的經(jīng)濟(jì)性，發(fā)揮材料各自優(yōu)勢的合理性及便于施工的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用[1]。鋼-混凝土組合橋梁兼有鋼橋和混凝土橋的優(yōu)點(diǎn)，在建筑和橋梁結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域已經(jīng)得到越來越多的應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[2-3]。建設(shè)工業(yè)化已經(jīng)成為世界各國共同追求的目標(biāo)。裝配式鋼-混凝土組合橋梁結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，工程質(zhì)量高，有利于環(huán)境保護(hù)，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的施工理念。裝配式預(yù)制橋梁已經(jīng)在國外的橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展裝配式橋梁結(jié)構(gòu)是建設(shè)工業(yè)化的必由之路。

預(yù)制裝配式橋梁的震害主要發(fā)生在下部結(jié)構(gòu)[4]，水平地震作用主要由橋墩承擔(dān)。橋面板作為鋼-混凝土組合梁橋的上部結(jié)構(gòu)，是車輛荷載的直接載體，鋼板梁與混凝土橋面板結(jié)合及濕接縫是施工的關(guān)鍵工序，其施工質(zhì)量的好壞，不僅影響到橋梁的外觀質(zhì)量，也直接關(guān)系到橋梁的內(nèi)在質(zhì)量和使用壽命[5-6],是質(zhì)量控制的難點(diǎn)和重點(diǎn)[7]。

濟(jì)祁高速公路淮合段壽縣淮河特大橋引橋工程，采用裝配式鋼-混凝土組合橋梁結(jié)構(gòu)。橋墩、橋面板、鋼板梁均在工廠預(yù)制生產(chǎn)再運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行拼裝。大規(guī)模應(yīng)用了預(yù)制裝配式技術(shù)，使橋梁構(gòu)件工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化。

淮河特大橋引橋上部結(jié)構(gòu)為35 m鋼板組合梁，橋面板在預(yù)制廠預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場拼裝的施工工藝。預(yù)制橋面板和鋼板梁通過栓釘連接。采取在鋼板梁上焊接剪力釘將鋼板梁與混凝土橋面板通過相鄰橋面板間外伸鋼筋綁扎形成鋼筋網(wǎng)，通過二次澆筑濕接縫混凝土使之形成整體。項(xiàng)目部施工技術(shù)人員，圍繞預(yù)制橋面板的安裝開展研究，形成了裝配式橋梁預(yù)制混凝土橋面板安裝施工方法，可為給今后類似的預(yù)制橋面板安裝起到指導(dǎo)和借鑒作用。

1 橋面板預(yù)制

目前，預(yù)制混凝土橋面板與鋼梁的連接方法可分為預(yù)制法與現(xiàn)澆法兩種[8-9]。采用預(yù)制法，可在先期完成橋面板的制作與養(yǎng)護(hù)工作，節(jié)約工期，且便于后期的更換；采用現(xiàn)澆法，結(jié)構(gòu)的整體性較好，但施工緩慢、后期混凝土的收縮徐變影響明顯、且不便于破損后的更換。

該工程預(yù)制橋面板的預(yù)制生產(chǎn)和蒸汽養(yǎng)護(hù)在同一臺(tái)座上進(jìn)行。橋面板鋼模板(圖1)底部臺(tái)座上布置蒸汽養(yǎng)護(hù)管道，采用養(yǎng)護(hù)罩封閉分隔獨(dú)立養(yǎng)護(hù)(圖2)。蒸汽養(yǎng)護(hù)全程采用電腦控制，預(yù)制橋面板混凝土強(qiáng)度高，外觀質(zhì)量優(yōu)良，性能可靠。

預(yù)制橋面板在預(yù)制廠預(yù)制生產(chǎn)(圖3)，運(yùn)至現(xiàn)場采用汽車吊進(jìn)行拼裝。橋面板架設(shè)于鋼板梁上，橋面板外伸鋼筋和焊接于鋼板梁上的剪力釘綁扎形成鋼筋網(wǎng)，通過濕接縫現(xiàn)澆混凝土連成整體。橋面板連接性能可靠，橋面結(jié)構(gòu)整體性好。

圖1 橋面板生產(chǎn)模板

圖2 橋面板蒸汽養(yǎng)護(hù)

圖3 橋面板成品堆放

2 橋面板安裝

2.1 工藝流程

裝配式橋梁預(yù)制橋面板安裝施工，先架設(shè)橋梁鋼板梁，并安裝臨時(shí)翼緣支撐，橋面板預(yù)制生產(chǎn)養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，預(yù)制橋面板由平板運(yùn)輸車運(yùn)至橋位處，采用汽車吊進(jìn)行吊裝就位。邊吊裝橋面板，邊焊接固定剪力鍵及橋面板外伸鋼筋，待焊接完成后，安裝橋面板濕接縫鋼筋、模板，澆筑濕接縫混凝土，與鋼板梁形成整體，最后拆除濕接縫模板及臨時(shí)翼緣支撐，汽車吊前移，再安裝前面的橋面板和澆筑濕接縫，循環(huán)往復(fù)直至橋面板安裝施工完成。裝配式橋梁預(yù)制橋面板安裝施工工藝流程如圖4所示。

圖4 裝配式橋梁預(yù)制橋面板安裝施工工藝流程

2.2 安裝部位測量放線

橋面板吊裝前，使用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀檢測、校核鋼板梁的尺寸和高程，按照設(shè)計(jì)圖紙確定橋面板橡膠支座位置、每塊橋面板的具體位置，復(fù)核后在每塊橋面板兩端標(biāo)出豎向中心線以及梁板端位置橫線，用墨斗彈線標(biāo)明做好標(biāo)識(shí)，以便后期安裝就位。將鋼板梁安裝頂面位置清理干凈，距梁邊緣65 mm用墨斗彈線，然后涂刷密封膠，粘貼彈性密封墊，安裝完成24 h后方可進(jìn)行橋面板安裝，安裝前在橡膠上表面涂刷密封膠。

2.3 橋面板吊裝就位

預(yù)制橋面板檢驗(yàn)合格，對(duì)橋面板板底泥土、外露鋼筋進(jìn)行清洗，將多余水泥漿、浮漿、鐵銹等清理干凈后吊運(yùn)安裝橋面板。采用100 t汽車吊起吊(圖5)，人工配合吊機(jī)進(jìn)行對(duì)位。使用專門吊具(圖6)掛住橋面板兩端底層外伸鋼筋，進(jìn)行吊裝，為確保橋面板安裝后鋼板梁的整體線形及鋼梁承受荷載后下?lián)现担凑諒目缰芯鶆驅(qū)ΨQ向墩頂方向的順序，先中板、后邊板的原則完成每跨橋面板的安裝。

橋面板吊裝過程中，汽車吊使用慢擋，避免橋面板出現(xiàn)強(qiáng)烈的碰撞，損傷混凝土。吊裝時(shí)當(dāng)橋面板落至鋼板梁頂10 cm時(shí)，應(yīng)將安裝準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)再松鉤，如此反復(fù)直至對(duì)好位。橋面板就位后應(yīng)立即檢查受力是否均勻，與支座是否貼合，如未受力，必須吊起重放，直至支座受力均勻，確保橋面板平穩(wěn)，不出現(xiàn)翹動(dòng)現(xiàn)象。

圖5 橋面板吊裝示意圖

圖6 橋面板吊裝吊具

2.4 濕接縫鋼筋焊接

橋面板吊裝就位，檢驗(yàn)合格后，及時(shí)對(duì)橋面板外伸鋼筋進(jìn)行連接(圖7)，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊對(duì)接縫鋼筋焊接(圖8)，先焊接下層鋼筋接頭，再焊接上層鋼筋，并確保鋼筋焊接長度、焊縫飽滿度符合規(guī)范要求。該焊接方法以二氧化碳為保護(hù)氣體，可以得到穩(wěn)定的焊接過程，使飛濺降低到最小的程度，可獲得無內(nèi)部缺陷的高質(zhì)量焊接接頭。鋼筋搭接、焊接自檢合格，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗(yàn)收認(rèn)可后，方可進(jìn)行下道工序施工。

橋面板濕接縫鋼筋制作及安裝應(yīng)嚴(yán)格按施工圖紙及技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。由于橋面板外伸鋼筋、鋼板梁上剪力釘較多，安裝時(shí)注意相互之間的位置關(guān)系，防止相互沖突，如遇到外伸鋼筋與剪力釘沖突，需調(diào)整鋼筋以確保橋面板定位精度。鋼筋的所有交叉點(diǎn)均應(yīng)綁扎，必要時(shí)，可用點(diǎn)焊焊牢。以避免在澆筑混凝土?xí)r移位，不允許在澆筑混凝土以后再安設(shè)或插入鋼筋。為保證保護(hù)層厚度，應(yīng)在鋼筋與模板間設(shè)置墊塊，墊塊應(yīng)與鋼筋扎緊，且互相錯(cuò)開。

圖7 橋面懸挑板鋼筋連接

圖8 濕接縫鋼筋焊接

2.5 濕接縫混凝土澆筑

濕接縫混凝土澆筑前，要安裝濕接縫底模。濕接縫底模采用優(yōu)質(zhì)竹膠板，底模比濕接縫寬度每側(cè)擴(kuò)大10 cm，竹膠板寬度采用60 cm，膠板底采用60 cm長方木龍骨，方木間距30 cm。底模支撐采用吊模方式。用8#槽鋼做吊模橫擔(dān)，并用φ12的帶拉桿螺栓將底模懸吊在頂面槽鋼上，并螺栓固定。橋面板濕接縫混凝土采用C40膨脹混凝土。采用料斗配合汽車吊進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑按照整聯(lián)為單位，順序?yàn)閺目缰邢蚨枕敺较??；炷翝仓^程中，使用小型插入式振動(dòng)棒及時(shí)振搗，使?jié)窠涌p混凝土各個(gè)部分都受到均勻充分的振搗，確?；炷恋拿軐?shí)性。澆筑完畢，即覆蓋塑料薄膜，封住水分防止早期收縮出現(xiàn)裂縫。澆筑混凝土2 h后除去薄膜，進(jìn)行2次收面，采用木抹子收平，及時(shí)覆蓋土工布并灑水養(yǎng)護(hù)，待濕接縫混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值50%即可拆除吊模。

3 質(zhì)量控制

3.1 橋面板吊裝就位

預(yù)制橋面板吊裝之前，應(yīng)對(duì)橋面板進(jìn)行進(jìn)廠檢驗(yàn)，檢查編號(hào)、混凝土強(qiáng)度、外觀質(zhì)量、尺寸偏差、保護(hù)層厚度及橋面板接觸面混凝土鑿毛情況，嚴(yán)禁不合格的橋面板上橋。預(yù)制橋面板吊裝之前，起重吊裝機(jī)械進(jìn)場時(shí)必須場地、通道平整，作業(yè)前查驗(yàn)所有輔助起重吊裝機(jī)械作業(yè)人員的操作證并進(jìn)行全面技術(shù)交底及安全交底。初次使用汽車吊時(shí)應(yīng)先進(jìn)行試吊。試吊時(shí)，將橋面板吊離支撐面2～3 cm后暫停，對(duì)各主要受力部件的作用情況做細(xì)致檢查，確認(rèn)受力良好，方可繼續(xù)起吊。吊裝過程中,應(yīng)保持吊裝動(dòng)作平穩(wěn)。待橋面板就位平穩(wěn)后方能解開吊裝索具，橋面板安裝就位后及時(shí)進(jìn)行安裝質(zhì)量檢查。

3.2 接縫鋼筋焊接

鋼筋焊接前應(yīng)將表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈，鋼筋的表面應(yīng)潔凈，保證鋼筋無損傷。鋼筋連接采用單面搭接焊，焊縫長度要求滿足≥10d(d為鋼筋直徑)，焊縫厚度0.3d，同時(shí)焊縫寬度要達(dá)到橋梁施工規(guī)范要求，采用J502級(jí)以上焊條焊接。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場焊接情況對(duì)焊接速度進(jìn)行調(diào)整。通常半自動(dòng)焊的速度不超過0.5 m/min，自動(dòng)焊的速度不超過1.5 m/min。焊速過高，容易產(chǎn)生咬邊和未焊透等缺陷，同時(shí)氣體保護(hù)效果變壞，易產(chǎn)生氣孔。焊接速度過低，易產(chǎn)生燒穿、組織粗大等缺陷，并且變形增大，生產(chǎn)效率降低。

3.3 濕接縫澆筑要求

混凝土澆筑前，應(yīng)檢查模板、鋼筋的位置、尺寸和保護(hù)層厚度，確保其位置準(zhǔn)確、保護(hù)層足夠，清理底模內(nèi)的干灰、雜物，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查簽認(rèn)后，方可進(jìn)行混凝土的澆筑。混凝土澆筑前用水濕潤接縫兩側(cè)預(yù)制橋面板側(cè)面，以使新老混凝土連成整體。

混凝土澆筑時(shí)，采用插入式振動(dòng)棒振搗密實(shí)各部位混凝土，振搗棒，先四周后中部，做到快插慢拔，振動(dòng)棒的插點(diǎn)距離不超過其作用半徑的1.5倍，振動(dòng)棒不得碰觸模板、鋼筋?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間要派專人24 h值守，土工布一直要保持濕潤，確?；炷帘砻媸冀K處于潮濕狀態(tài)。養(yǎng)護(hù)期間要設(shè)立警示標(biāo)志，盡量避免外部荷載的干擾影響，嚴(yán)禁任何車輛在新澆筑的濕接縫混凝土上行駛，以免使鋪裝層混凝土受到損傷。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14 d。

3.4 安裝偏差控制

預(yù)制橋面板從吊裝至拼裝的全過程中，應(yīng)對(duì)橋面板的平面位置、平整度、相鄰板高差、濕接縫寬度等進(jìn)行監(jiān)控量測，預(yù)制橋面板拼裝允許偏差應(yīng)滿足表1的規(guī)定。

表1 預(yù)制橋面板安裝允許偏差 mm

4 結(jié)束語

(1) 預(yù)制橋面板架設(shè)速度快，可以一次性安裝完成后，再進(jìn)行橋面板間的濕接縫連接作業(yè)，節(jié)省了濕接縫澆筑、等強(qiáng)度的時(shí)間，大大縮短橋面板架設(shè)的工期，同時(shí)確保橋面板架設(shè)的安全和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利潤最大化，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

(2) 主橋采用預(yù)制橋面板外伸鋼筋與鋼板梁上焊接剪力釘綁扎形成鋼筋骨架，通過濕接縫現(xiàn)澆混凝土連成一體，保證了連接質(zhì)量，提高了橋面板的牢固穩(wěn)定性和橋梁路面整體性及路面使用耐久性，提升了橋梁的整體性能。

(3) 該施工方法減小現(xiàn)場焊接及混凝土澆筑的工作量，施工操作方便，提高機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，降低生產(chǎn)成本，有利于環(huán)境保護(hù)，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的施工理念，可給今后類似的預(yù)制橋面板安裝起到指導(dǎo)和借鑒作用，有利于推動(dòng)預(yù)制裝配式混凝土橋梁施工技術(shù)的發(fā)展。

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2016-05-03

周家勇(1981-)，男，甘肅永昌人，中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司工程師．

U445. 4

A

1673-5781(2016)03-0403-04