楊 煒，任 才

（1.無錫市公共工程建設中心，江蘇 無錫214031；2.上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市200092）

0 引 言

城市道路的快速化改造，基本是在既有道路基礎上進行拓寬升級或修建高架快速路，施工期間勢必會影響交通。隨著經(jīng)濟發(fā)展，人們對城市建設的要求越來越高，施工對周邊環(huán)境及交通的影響逐漸成為方案選擇的重要參考因素之一。預制裝配化結構具有施工快、質量易控以及對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點，在城市高架建設中逐漸得到應用。

橋梁上部結構預制裝配化技術較為成熟，預制小箱梁、預制組合梁以及節(jié)段拼裝梁等多種形式都已在城市高架中廣泛應用；而橋梁下部結構的預制裝配化相對滯后。近年來，隨著國家大力推行預制裝配式建筑及建筑工業(yè)化，橋梁下部結構的預制拼裝技術得到快速發(fā)展，預制橋墩、預制蓋梁的受力性能[1，2]連接方式[3]及施工工藝[4-6]的研究逐漸趨于成熟，全預制裝配化橋梁將成為今后的發(fā)展趨勢。

以無錫市鳳翔路快速化改造工程為例對多種蓋梁施工方法的優(yōu)缺點進行對照，并對分段式預制拼裝蓋梁的分段方式及詳細施工工藝進行對比分析，為蓋梁預制拼裝技術在同類工程中的應用提供一定參考。

1 工程概況

鳳翔路南起鳳翔路立交，北至規(guī)劃北外環(huán)，全長10.5 km。作為無錫市規(guī)劃快速路網(wǎng)中的重要射線，該線路是一條集過境、到發(fā)、轉換等功能于一身的復合型干道，將作為實現(xiàn)無錫“南拓北展”發(fā)展戰(zhàn)略、“錫澄一體化”的重要快速走廊。

鳳翔路快速化改造工程是在現(xiàn)有地面道路的基礎上，通過新建全線高架達到城市快速路標準。道路標準斷面（如圖1 所示）為高架主線雙向六車道+地面輔道雙向六車道，高架主線設計速度80 km/h，地面輔道設計速度60 km/h。全線包含高架1 座，立交2 座，平行匝道10 對。高架上部結構采用預制裝配式小箱梁，標準跨徑30 m。下部結構采用倒T 蓋梁和雙柱式橋墩，立柱及蓋梁采用預制拼裝施工工藝。

圖1 標準橫斷面（單位：m）

上下部結構均采用預制裝配式的橋梁，具有施工快速、質量易控、工業(yè)化程度高等優(yōu)點，近年來在上海、長沙等地區(qū)已被逐漸推廣。鳳翔路作為江蘇省第一個采用預制拼裝蓋梁的工程實例，創(chuàng)新性強，技術難度大，應重點對蓋梁的受力性能和預制拼裝施工工藝進行研究，保證結構安全與施工快速化。

2 蓋梁施工方法

蓋梁的施工主要有現(xiàn)澆施工和預制安裝兩種方法。其中預制安裝又根據(jù)分段方式的不同分為整體式、分段式和分層式三種類型。

2.1 現(xiàn)澆式蓋梁

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆蓋梁是在樁基及立柱施工完成的基礎上，連續(xù)進行臨時支架搭設、蓋梁模板安裝、蓋梁鋼筋綁扎、混凝土澆筑與養(yǎng)護、鋼束張拉、模板及支架拆除等施工步驟，蓋梁施工的全部過程基本在現(xiàn)場完成。現(xiàn)澆蓋梁施工質量的關鍵在于模板制作、鋼筋綁扎以及混凝土養(yǎng)護這三道工序。模板系統(tǒng)的精度、剛度以及穩(wěn)定性是保證蓋梁制作精度的關鍵。大懸挑蓋梁受力復雜，鋼束與鋼筋交錯密集，且鋼筋綁扎處于高空作業(yè)，質量難以控制。目前部分工程通過采用工廠胎架制作，現(xiàn)場整體吊裝的工藝保證鋼筋制作的質量。混凝土質量受養(yǎng)護條件的影響十分明顯，應采取先進的養(yǎng)護方法及嚴格的施工管理措施以避免蓋梁出現(xiàn)強度不足、開裂等質量問題。

現(xiàn)澆蓋梁的優(yōu)點在于前后工序對施工精度的要求較低，施工難度小，不需要大型吊裝運輸設備，直接成本較低。但是現(xiàn)澆施工現(xiàn)場工作量大，施工質量不易控制，特別是施工現(xiàn)場的噪音、揚塵等污染對現(xiàn)狀交通影響較嚴重，進而帶來的間接成本較高?，F(xiàn)澆蓋梁施工現(xiàn)場如圖2 所示。

圖2 現(xiàn)澆蓋梁施工現(xiàn)場

2.2 整體式預制拼裝蓋梁

整體式預制蓋梁是將整片蓋梁在工廠預制，運輸?shù)浆F(xiàn)場后整體起吊至立柱頂端并與立柱有效連接拼裝成整體。

相對于現(xiàn)場澆筑蓋梁，該方法將大部分工作移至工廠完成，施工質量得到有效控制，最大限度地減少了施工對周邊環(huán)境及交通的影響。但整體預制蓋梁自重較重，起吊運輸難度較大，僅在橋寬較窄、橋跨較小、蓋梁自重較輕的情況下具有明顯優(yōu)勢。整體式預制蓋梁施工現(xiàn)場如圖3 所示。

圖3 整體式預制蓋梁施工現(xiàn)場

2.3 分層式預制裝配蓋梁

整體式預制蓋梁在蓋梁較重的情況下實施難度較大，采用部分預制的分層蓋梁可以很好地解決該問題。

將蓋梁豎向分成兩部分，下層蓋梁采用預制拼裝工藝施工，上層蓋梁采用現(xiàn)場澆筑施工。下層預制蓋梁不僅是蓋梁主體受力結構的重要組成部分，同時也充當了上層蓋梁現(xiàn)澆施工的操作平臺和底模，省去了大量臨時設施，經(jīng)濟性能較優(yōu)。分層式預制蓋梁施工現(xiàn)場如圖4 所示。

圖4 分層式預制蓋梁施工現(xiàn)場

該方案雖然克服了重量問題，但對于橫向尺寸較大的蓋梁結構采用豎向分層預制構件尺寸較大，制作、運輸依舊不方便。

2.4 分段式預制裝配蓋梁

分段式預制裝配蓋梁是沿著橫橋向將蓋梁劃分成多個節(jié)段，各節(jié)段在工廠預制后運輸?shù)浆F(xiàn)場拼裝成整體。分段式預制蓋梁施工現(xiàn)場如圖5 所示。

圖5 分段式預制蓋梁施工現(xiàn)場

節(jié)段間的連接方式可采用濕接縫、膠接縫或者干接縫。當采用干接縫與膠接縫時，節(jié)段必須采用匹配施工的方式進行預制，保證拼接密實與傳力均勻。分段式拼裝蓋梁施工的關鍵在于精度的控制，預制精度與拼裝精度都將影響最終的線形與標高。

蓋梁橫橋向尺寸較大，采用橫向分段方式可以減小節(jié)段自重，同時也減小節(jié)段的尺寸，方便運輸與吊裝。橫向分段具有節(jié)段劃分靈活的優(yōu)點，可根據(jù)工程需求將整片蓋梁劃分成任意數(shù)量、任意長度的節(jié)段。采用膠接縫或干接縫拼裝，可實現(xiàn)現(xiàn)場零澆筑施工作業(yè)，極大地提升了施工速度，改善了施工環(huán)境。

表1 鳳翔路蓋梁施工方法比選

2.5 施工方法對比分析

鳳翔路高架橋較寬，采用整體預制式蓋梁難度較大，方案可行性較低，不作為本次比選方案。僅對整體式現(xiàn)澆、分層式預制和分段預制三種方案進行對比研究（見表1）。

通過上述多方面比選研究表明，分段預制裝配式蓋梁具有工廠化程度高、施工質量好、節(jié)段重量輕、運輸?shù)跹b方便、現(xiàn)場拼裝快速、對周邊環(huán)境及交通影響小等優(yōu)點，鳳翔路快速化改造工程最終采用了該方案。

3 蓋梁分段方案

橫向分段式預制拼裝蓋梁根據(jù)工程實際需求有多種分段方案，分段方案的選擇需要綜合考慮采用的接縫類型、拼裝方案及設備。對于鳳翔路工程采用的雙柱式大懸挑蓋梁，本文對兩種典型的分段方案進行深入地對比研究。

3.1 方案一兩節(jié)段濕接縫拼裝方案

蓋梁橫向分兩段預制，單個節(jié)段長約11.7 m，節(jié)段重量約180 t，濕接縫寬度1.5 m 設置于蓋梁正中間。該方案需要詳細設計節(jié)段蓋梁拼裝時的臨時支撐方式，可采用落地式輔助支架支撐方案，場地受限路段無法搭設支架時亦可采用托梁支撐方案。如圖6 所示。

圖6 兩節(jié)段濕接縫拼裝方案

該方案的蓋梁施工流程主要包括如下步驟：

（2）蓋梁吊裝與試拼。蓋梁吊裝采用一臺350 t和一臺260 t 履帶吊雙機抬吊。試拼過程主要檢查立柱預埋鋼筋的精度，同時通過立柱頂墊板厚度與臨時支撐上的千斤頂對蓋梁軸線和標高進行初調。

（3）蓋梁座漿施工。座漿前應對砂漿接觸面進行鑿毛與清理。將其表面浮塵、油污、松動顆粒等清理干凈，并用水充分潤濕，但不得存在積水。

（4）蓋梁就位與姿態(tài)調整。在座漿料鋪筑完成后立即進行蓋梁安裝工作，確保在初凝前完成吊裝就位。蓋梁就位過程中確保四周都有漿液擠出，保證座漿密實。同時對軸線、垂直度、標高等數(shù)據(jù)進行復測微調，直至滿足精度要求。為保證壓漿密實，出漿口必須持續(xù)出漿且無氣泡時才可進行持壓封堵。

（5）套筒灌漿施工。灌漿料必須經(jīng)過試驗后方可采用，壓漿過程嚴格按照規(guī)程及產(chǎn)品手冊執(zhí)行，嚴格控制施工溫度以及漿體材料的存放時間。

（6）濕接縫施工。濕接縫施工主要包括普通鋼筋及鋼束管道的安裝、濕接縫吊模的安裝以及濕接縫混凝土澆筑。濕接縫采用C55 收縮補償混凝土，混凝土澆筑應在一天中溫度較低且穩(wěn)定的時間內進行，同時應加強濕接縫的養(yǎng)護。

（7）蓋梁預應力施工。鋼束張拉必須要等到濕接縫強度達到設計要求后方可進行。蓋梁預應力設計為分批次張拉，對鋼束張拉時機與張拉數(shù)量應嚴格按照設計文件執(zhí)行。

3.2 方案二三節(jié)段膠接縫拼裝方案

蓋梁橫向分三段預制，中間節(jié)段長約9.9 m，節(jié)段重量約150 t，兩邊節(jié)段長度約7.5 m，節(jié)段重量約105 t。

該拼裝方案主要流程為：中間節(jié)段S1 拼裝→梁上平衡吊具安裝→兩邊節(jié)段S2 拼裝→張拉鋼束→拆除平衡吊具。其中S2 節(jié)段與S1 節(jié)段之間采用膠接縫，其關鍵在于鍵齒的設計與匹配預制工藝，保證接縫的受力性能及施工精度。三節(jié)段膠接縫拼裝方案如圖7 所示。

圖7 三節(jié)段膠接縫拼裝方案

3.3 分段方案的優(yōu)缺點分析

三節(jié)段膠接縫拼裝方案相較于兩節(jié)段濕接縫拼裝方案，主要在分段數(shù)量與接縫形式的選擇上有較大差異，相應的拼裝施工方式及設備也不一樣。兩種分段方案的優(yōu)缺點如下：

（1）三節(jié)段方案分段數(shù)量增加，單個節(jié)段的尺寸及重量減少，從制作、運輸?shù)降跹b，對設備的要求低，施工更加靈活與簡單。

（2）拼裝方式采用膠接縫拼裝，可完全實現(xiàn)現(xiàn)場零現(xiàn)澆施工即全預制裝配施工，施工更加快速。

（3）膠接縫拼裝現(xiàn)場無需支架，僅吊裝期間對橋下有交通影響，其余過程基本不影響現(xiàn)狀交通。

（4）三節(jié)段方案需對平衡吊具進行專門設計，以滿足拼裝過程的受力及功能需求。

（5）膠接縫對偏差的可調節(jié)能力較弱，對預制及拼裝的精度要求更高，施工難度更大。

膠接縫拼裝在施工方便性具有較大的優(yōu)勢，但目前采用膠接縫拼裝的工程案例較少，理論研究與規(guī)范體系尚不成熟，鳳翔路快速化改造工程最終選擇了技術成熟的濕接縫拼裝方案。今后隨著技術與工藝的不斷成熟，膠接縫方案也將會被更多地采用。

4 結 語

經(jīng)過綜合對比，無錫鳳翔路快速化改造工程預制裝配式蓋梁最終采用分兩段預制濕接縫拼裝的方案。預制裝配式蓋梁具有標準化、工廠化、機械化、信息化等多方優(yōu)勢，符合國家大力推行裝配式建筑的總體方針，但在推廣預制裝配蓋梁的同時也需要重視理論體系的研究與成套技術的完善。