王祥云，隋新義，孫業(yè)發(fā)

（中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066000）

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土在國內(nèi)外工程中應(yīng)用廣泛，在增大結(jié)構(gòu)跨度、抗裂、抗震方面起到非常重要的作用。港珠澳大橋CB03標(biāo)預(yù)制墩柱72座，超高墩柱采用分節(jié)預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)，上下節(jié)之間為匹配干接縫，通過直螺紋預(yù)應(yīng)力粗鋼筋連接成整體[1]。其中兩節(jié)式墩柱11座，三節(jié)式墩柱17座，單節(jié)最大高度21.787m。采用的預(yù)應(yīng)力粗鋼筋直徑75mm，是目前國內(nèi)使用直徑最大的預(yù)應(yīng)力粗鋼筋。屈服強(qiáng)度930MPa，抗拉強(qiáng)度1100MPa。預(yù)應(yīng)力粗鋼筋系統(tǒng)安裝精度決定能否順利實(shí)現(xiàn)上下節(jié)墩柱對接[2]。文章依托港珠澳大橋CB03標(biāo)對墩柱預(yù)應(yīng)力粗鋼筋安裝定位技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

1 施工思路

墩柱豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋及波紋管定位通過底端定位、頂端定位、中間加固和干接縫頂模具校核保證安裝精度。下節(jié)段底端定位采用測量放線的方法，在勁性骨架的托架上放出錨固端的設(shè)計位置，進(jìn)行點(diǎn)焊加固；中上節(jié)段下部干接縫底模具設(shè)固定粗鋼筋凹槽，通過凹槽及橡膠圈固定粗鋼筋系統(tǒng)的底部位置。頂端定位采用空間桁架結(jié)構(gòu)的專用定位架定位。定位架上層按各粗鋼筋位置布設(shè)粗鋼筋定位孔。完成底端和頂端定位后，利用垂線控制波紋管垂度，焊接“井”字筋加固波紋管。砼澆注前利用干接縫頂模具及其他組裝件校核預(yù)應(yīng)力鋼筋系統(tǒng)頂端位置。

2 施工方法

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

實(shí)現(xiàn)精確安裝定位的關(guān)鍵技術(shù)有粗鋼筋底端定位技術(shù)、頂端定位技術(shù)、粗鋼筋定位架設(shè)計、定位螺母的設(shè)計、波紋管加固、干接縫模具的設(shè)計校核等。

2.2 底端定位技術(shù)

由于墩柱下節(jié)段和中上節(jié)段結(jié)構(gòu)形式的區(qū)別，兩者底端定位工藝有所區(qū)別。

（1）下節(jié)段底端定位。下節(jié)段底端定位主要通過測量放線手段實(shí)現(xiàn)，在托架上以粗鋼筋中心線為定位基準(zhǔn)軸線，通過橫縱兩個方向軸線控制，確定出每根預(yù)應(yīng)力粗鋼筋的中心，根據(jù)粗鋼筋中心及固定端保護(hù)罩直徑放樣出每個保護(hù)罩邊線。在測量放線之前安裝勁性骨架并組裝預(yù)應(yīng)力錨固端系統(tǒng)。承臺勁性骨架安裝完成后，安裝預(yù)應(yīng)力粗鋼筋固定端錨固系統(tǒng)（見圖1）。吊裝預(yù)應(yīng)力鋼筋固定端錨固系統(tǒng)至設(shè)計位置，調(diào)整密封筒位置，定位準(zhǔn)確后在密封筒四周進(jìn)行點(diǎn)焊加固（見圖2）。

圖1 固定端錨固系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 錨固端密封筒加固

（2）中上節(jié)段底端定位。中上節(jié)段預(yù)制前先在預(yù)制臺座上安裝干接縫底模具（見圖3）。底模具是具有承重功能的箱梁結(jié)構(gòu)，與混凝土接觸面整體銑面，安裝機(jī)加工剪力鍵，并在頂面設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋固定用凹槽（見圖4）。在底模具凹槽內(nèi)安裝定位用橡膠圈，然后將粗鋼筋插入橡膠圈內(nèi)，波紋管連接套管插到橡膠圈外。

2.3 頂端定位技術(shù)

圖3 干接縫承重底模具

圖4 預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)在干接縫底模具處加固

（1）頂端定位架設(shè)計。主要遵循設(shè)計原則：①預(yù)應(yīng)力鋼筋定位孔安裝精度偏差在1mm；②預(yù)應(yīng)力定位架應(yīng)具有施工精度需要相應(yīng)的剛度；③在保證精度及剛度的同時，減少鋼材的投入，降低成本。定位架具有一定剛度的空間鋼桁架結(jié)構(gòu)，定位架上部設(shè)粗鋼筋定位孔（見圖5）。

圖5 預(yù)應(yīng)力粗鋼筋定位架斷面圖（單位：cm）

（2）定位工具。利用定位架上部定位孔定位粗鋼筋，利用粗鋼筋定位波紋管，為此設(shè)計了粗鋼筋定位錐形螺母及波紋管定位螺母（見圖6）。粗鋼筋定位錐形螺母保證了粗鋼筋在定位孔的中心位置，而波紋管定位螺母保證了鋼筋在波紋管的中心位置。

圖6 定位螺母

對于張拉端鋼筋，由于頂部標(biāo)高低于鋼筋勁性骨架頂標(biāo)高，無法利用定位孔直接定位粗鋼筋，需借助定位工具桿進(jìn)行定位（見圖7）。

圖7 定位工具桿

（3）施工流程。安裝預(yù)應(yīng)力鋼筋定位架（見圖8），通過全站儀測量，使定位架橫縱軸線與墩身橫縱軸線一致。在粗鋼筋與波紋管之間安裝定位螺母，控制粗鋼筋和波紋管相對位置；將錐形定位螺母安裝到粗鋼筋上，并與定位架定位孔擠緊，以控制粗鋼筋位置。

圖8 墩身定位架安裝

2.4 中間加固

粗鋼筋底端與頂端定位精確固定后再進(jìn)行波紋管加固（見圖9）。焊接“井”字筋夾住波紋管，防止?jié)岔艜r波紋管左右彎曲擺動。“井”字筋間距不大于1m。為保證波紋管的垂直度，利用垂線等手段進(jìn)行精度控制。

圖9 波紋管加固

2.5 頂部干接縫模具校核

墩柱頂模具與底模具制作方法基本相同。墩身外模分層安裝到位，試安裝干接縫頂模。頂模具安裝到位后，安裝定位盤及定位膠圈。利用干接縫頂模具、定位盤及定位膠圈核對粗鋼筋系統(tǒng)位置（見圖10）。校核完成后加固粗鋼筋系統(tǒng)頂部并拆模頂模具，在混凝土澆筑到頂部時再將頂模具壓入。

圖10 干接縫頂模具

3 施工效果

3.1 施工質(zhì)量

利用預(yù)應(yīng)力粗鋼筋系統(tǒng)安裝定位技術(shù)，完成了港珠澳大橋CB03標(biāo)分段式墩柱預(yù)制，并順利實(shí)現(xiàn)了海上對接。施工精度滿足設(shè)計、規(guī)范要求以及海上對接需要[3]。

3.2 施工效率及成本

采用整體式定位架及定位工具，單次調(diào)整定位即可完成全部鋼筋高精度定位，有效解決了單根鋼筋調(diào)整的效率低、精度差等問題，大幅提高了施工效率；高精度干接縫模具的使用，保證預(yù)應(yīng)力安裝精度，縮短了中上節(jié)段墩柱對接時間，減少了海上船機(jī)的使用，降低了施工成本。

4 結(jié)束語

豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋系統(tǒng)安裝定位技術(shù)通過底端定位、頂端定位、中間加固和干接縫頂模具校核等措施保證了施工精度，滿足海上對接要求，在施工質(zhì)量、工效等方面均具有先進(jìn)性，為港珠澳大橋墩柱預(yù)制拼裝的裝配式結(jié)構(gòu)在國內(nèi)其他跨海工程上推廣提供了技術(shù)支撐，對大直徑預(yù)應(yīng)力鋼筋施工技術(shù)發(fā)展也具有一定意義。