曹 永 （安徽省路港工程有限責任公司，安徽 合肥 230000）

0 引述

隨著工業(yè)化的發(fā)展，橋梁工程中越來越多地使用鋼結(jié)構(gòu)。鋼混組合梁充分發(fā)揮了鋼結(jié)構(gòu)的抗彎性能和混凝土的抗壓及與路面結(jié)構(gòu)的良好粘結(jié)性能，已在橋梁結(jié)構(gòu)中廣泛使用。預(yù)制橋面板是此類橋梁施工的關(guān)鍵工序之一。如何提高橋面板的預(yù)制質(zhì)量，控制好橋面板預(yù)制的精度，縮短預(yù)制生產(chǎn)的周期，成為橋面板預(yù)制控制的關(guān)鍵。本文介紹一種在山區(qū)復(fù)雜地形環(huán)境下極具市場廣闊前景的用標準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工和信息化管理的方式建造的施工方法。采用本工法施工，有效克服了建筑業(yè)“用工難”和“用工貴”問題；克服了原材料短缺、工地排放環(huán)保問題；通過現(xiàn)場澆筑，質(zhì)量通病倒逼建筑業(yè)依托科技創(chuàng)新，轉(zhuǎn)型升級發(fā)展。

1 工程概況

固鎮(zhèn)至蚌埠高速公路是安徽省規(guī)劃的“徐州-固鎮(zhèn)-蚌埠”高速公路網(wǎng)的一段。

本項目全線長35.787 km，工程內(nèi)容包括：裝配式涵洞、鋼板組合梁面板預(yù)制；通道預(yù)制；鋼筋混凝土圓管涵預(yù)制；新澤西護欄預(yù)制；路基防護及路基排水構(gòu)件預(yù)制等工作內(nèi)容。

傳統(tǒng)橋面板現(xiàn)場預(yù)制施工規(guī)模化、工廠化、標準化程度不足，施工效率低，橋面板的質(zhì)量和生產(chǎn)率嚴重制約橋梁工程施工進度。具體表現(xiàn)在傳統(tǒng)的預(yù)制施工中，橋面板鋼筋骨架加工制作粗糙，鋼筋定位精度不高，鋼筋骨架制作效率偏低，澆筑混凝土后養(yǎng)護質(zhì)量不高，養(yǎng)護后拆模和鑿毛通常采用人工方式，需要消耗大量人力，工作效率較低。

為了解決鋼混組合梁橋面板預(yù)制施工中存在的上述不足，我公司依托固蚌高速、滁天高速CT-YZ標段裝配式鋼混梁橋面板工廠化預(yù)制標段等工程項目對梁橋面板預(yù)制施工進行技術(shù)創(chuàng)新，采取工廠化預(yù)制，貫徹了工程施工“工廠化、精細化、標準化”的總體方針。鋼筋加工通過采取數(shù)控機床精細下料，在整體模架中精確定位安裝，保證了鋼筋位置和尺寸的準確；采用底模鋪設(shè)鋼板，側(cè)模采用定型鋼模板，保證預(yù)制板的尺寸精度；在鋼筋孔位安放橡膠套，模板結(jié)合處采用橡膠壓條，保證混凝土澆筑過程中不漏漿；采取側(cè)模刷緩凝劑，高壓水沖洗，達到側(cè)面鑿毛效果；成品工廠化蒸汽養(yǎng)護，吸盤吊裝，側(cè)模支架機械脫膜等工藝的采用，極大解決了現(xiàn)場吊裝養(yǎng)護等問題，提高了工作效率，縮短了預(yù)制周轉(zhuǎn)時間。對節(jié)約資源能源，減少施工環(huán)節(jié)污染，提高勞動生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平，促進建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合和培育新產(chǎn)業(yè)新動能具有重要意義。

2 裝配式鋼混組合梁橋面板工廠化預(yù)制施工工藝

2.1 施工工藝流程

該工法按照工廠化、標準化的原理組織施工。預(yù)制板鋼筋骨架主要采用鋼筋骨架定型模架整體成型，通過模架保證了鋼筋位置，減少間距誤差，提高縱橫向鋼筋的垂直度；利用加厚鋼模板，防止模板的變形，從而保證了預(yù)制板的尺寸；在側(cè)模涂刷緩凝劑，延緩側(cè)面混凝土的凝結(jié)時間，用高壓水即能達到鑿毛的效果。通過脫模臺脫模、蒸汽噴淋組合養(yǎng)護及真空吸盤吊裝措施達到工藝要求。

施工場地布置→鋼筋骨架定型模架制作→鋼筋綁扎→定型模板及鋼筋骨架安放→橋面板預(yù)制混凝土澆筑→預(yù)制橋面板混凝土養(yǎng)生→預(yù)制橋面板脫?！邏核畼寷_洗鑿毛→預(yù)制橋面板成品吊裝、安放。

2.2 施工操作要點

2.2.1 施工場地布置

施工場地主要劃分為3個區(qū)域：鋼筋加工區(qū)、板梁預(yù)制區(qū)、成品堆放區(qū)，3個區(qū)域呈流水線分布。

①鋼筋加工區(qū)

鋼筋加工區(qū)兩側(cè)封閉式鋼筋棚，在鋼筋棚內(nèi)安裝龍門吊。鋼筋加工場劃分為鋼筋原成品存放區(qū)、鋼筋制作區(qū)和半成品存放區(qū)，鋼筋加工在廠房內(nèi)完成，內(nèi)設(shè)數(shù)控機床。鋼筋加工區(qū)域如圖1所示。

圖1 鋼筋加工區(qū)

②板梁預(yù)制區(qū)

板梁預(yù)制區(qū)采用露天獨立臺座法施工，中板、邊板臺座分別預(yù)制。臺底采用厚度為20 cm的C30號混凝土。頂面再加設(shè)一層6 mm鋼板，為防止漏漿，側(cè)模板與臺座鋼板密貼性，在澆注混凝土臺座時四周設(shè)置4 cm×4 cm角鐵，安裝模板時四周用橡膠帶粘貼，減少混凝土漏漿情況。臺座頂面要求平整、順直、光滑，平整度不大于2 mm?？紤]到鋼板與底座的密貼，首先在混凝土底座面按梅花型（間距按60cm布置）預(yù)埋鋼筋，利于底座鋼板與混凝土底座充分密貼，鋼板安裝完成后將鋼板與預(yù)埋鋼筋進行焊接并打磨處理。鋼板在安裝前首先對混凝土底座進行檢查，控制好混凝土底座平整度。臺座底模板在拼裝時，模板間的接縫采用點焊，間距控制在10 cm。在點焊過程中防止鋼板受熱而產(chǎn)生變形。點焊完成后，用磨光機打磨磨平，并用原子灰對接縫進行磨平處理，防止接縫處水泥漿滲入，導(dǎo)致臺座鋼板起鼓，影響預(yù)制板底板質(zhì)量。臺座鋼板鋪設(shè)如圖2所示。

圖2 臺座鋼板鋪設(shè)

③成品堆放區(qū)

在板梁預(yù)制區(qū)同一水平線位置設(shè)置成品堆放區(qū)。首先對場地進行硬化，沿軌道基礎(chǔ)方向設(shè)置枕梁。枕梁采用C20號混凝土澆注，高出原地面30 cm?？紤]到預(yù)制板收縮徐變影響，存放期要求不小于6個月，所以提高了堆放場地要求。成品堆放區(qū)如圖3所示。

圖3 成品堆放區(qū)

2.2.2 鋼筋骨架定型模架制作

鋼筋骨架定型模架由鋼架平臺、架立槽鋼、定位鋼筋、弧形定位片、限位鋼板等組成。首先確定預(yù)制板尺寸，下料相應(yīng)尺寸的方鋼管，并焊接呈矩形的鋼架平臺；在鋼架平臺四周側(cè)面，按圖紙鋼筋間距，用記號筆畫下鋼筋放置位置，隨后用螺紋鋼廢料電焊預(yù)做標記位置，在標記位置上方，焊接定位鋼筋，兩根定位鋼筋之間焊接弧形定位片。

預(yù)制板鋼筋骨架由兩側(cè)層縱、橫向鋼筋形成骨架，上層鋼筋按圖紙設(shè)計高度用槽鋼架立于鋼架平臺四角豎向角鋼上；鋼架平臺外側(cè)設(shè)置有限位鋼板，限位鋼板與鋼架平臺通過螺紋鋼焊接連接。鋼筋骨架定型模架結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，鋼筋骨架定型模架如圖5所示。

圖4 鋼筋骨架定型模架結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 鋼筋骨架定型模架

2.2.3 鋼筋綁扎

首先采用數(shù)控彎曲機按照圖紙型號、尺寸進行鋼筋下料，一次加工成型。為便于鋼筋安裝，在鋼筋骨架定型模架四周設(shè)置鋼筋存放區(qū)。安裝鋼筋時，將鋼筋逐次放入鋼筋骨架定型模架上的定位鋼筋之間，確保鋼筋與定位鋼筋之間的弧形定位片相契合，保證各鋼筋位置準確性，重復(fù)以上步驟，進行上一層鋼筋安放；鋼筋骨架外側(cè)設(shè)置有鋼筋定位板，鋼筋頂至定位板位置，確保鋼筋外露尺寸長短一致性，符合相關(guān)要求。

橋面板鋼筋的所有交叉點均應(yīng)綁扎，以避免在澆混凝土?xí)r鋼筋移位。但兩個方向的鋼筋間距均不小于300 mm時，則可隔一個交叉點進行綁扎。所有鋼筋應(yīng)準確安設(shè)，當澆筑混凝土?xí)r，用支承將鋼筋牢固地固定。鋼筋應(yīng)可靠地系緊在一起，不允許在澆筑混凝土?xí)r安設(shè)或插入鋼筋。

用于保證鋼筋固定于正確位置的預(yù)制混凝土墊塊，應(yīng)避免混凝土墊塊在澆筑混凝土?xí)r傾倒。墊塊混凝土的骨料粒徑不得大于10 mm，其強度應(yīng)與相鄰的混凝土強度一致。用1.3 mm直徑的退火軟鐵絲預(yù)埋于墊塊內(nèi)以便與鋼筋綁扎。不得用卵石、碎石或碎磚、金屬管及木塊作為鋼筋的墊塊。鋼筋的墊塊間距在縱橫向均不得大于1.2 m。橋面板混凝土的鋼筋安設(shè)按照圖紙要求，在豎向不應(yīng)有大于±5 mm的偏差。

圖6 鋼筋骨架綁扎

2.2.4 定型模板及鋼筋骨架安放

預(yù)制板模板采用邊包底的結(jié)構(gòu)形式，安裝前必須對模板內(nèi)側(cè)進行打磨處理，均勻涂刷脫模劑。模板準備就位后與底座側(cè)面接縫處用橡膠帶粘貼密實，防止在澆注混凝土?xí)r接縫處的漏漿。模板安裝要有足夠的強度和穩(wěn)定性，順橋向、橫橋向均設(shè)置通長拉桿，頂?shù)桌瓧U要設(shè)置在一受力面均勻受力。

模板制作：由于考慮到板梁四周均外露預(yù)留鋼筋，在模板制作時采用在模板面板中按鋼筋間距設(shè)置鋼筋孔眼，四周側(cè)面模板加固采用外加固方式進行加固。為了方便模板后續(xù)的拆除方便，模板預(yù)留孔眼比鋼筋直徑稍大2.5 cm。預(yù)制板模板如圖7所示。

圖7 預(yù)制板型鋼模板

鋼筋骨架安放：鋼筋在鋼筋骨架定型模架上綁扎完成后采用桁吊安放，若鋼筋骨架一次性放置不到位，采用二次起吊重新吊入，禁止采用撬棍等移動鋼筋骨架。

定型組合模板安裝：模板與鋼筋安裝工作應(yīng)配合進行，妨礙綁扎鋼筋的模板應(yīng)待鋼筋安裝完畢后安設(shè)。模板不應(yīng)與腳手架連接（模板與腳手架整體設(shè)計時除外），避免引起模板變形。安裝側(cè)模板時，應(yīng)防止模板移位和凸出。基礎(chǔ)側(cè)?？稍谀０逋庠O(shè)立支撐固定，墩、臺、梁的側(cè)?？稍O(shè)拉桿固定。澆筑在混凝土中的拉桿，應(yīng)按拉桿拔出或不拔出的要求，采取相應(yīng)的措施。對小型結(jié)構(gòu)物，可使用金屬線代替拉桿。模板安裝完畢后，應(yīng)對其平面位置、頂部標高、節(jié)點連接及縱橫向穩(wěn)定性進行檢查，簽認后方可澆筑混凝土。澆筑時，發(fā)現(xiàn)模板有超過允許偏差變形值的可能時，應(yīng)及時糾正。模板在安裝過程中，必須設(shè)置防傾覆設(shè)施。

當所有和模板有關(guān)的工作做完，待澆混凝土構(gòu)件中所有預(yù)埋件監(jiān)理工程師檢查認可后，才能澆筑混凝土。這些工作應(yīng)包括清除模板中所有污物、碎屑物、木屑、水及其他雜物。模板安裝施工如圖8所示。

圖8 定型模板及鋼筋骨架安放

橡膠套安裝：長、短邊模板安裝完成后，在模板孔眼中套入橡膠套，以防止鋼筋孔眼處漏漿。為了使橡膠套與模板密貼，橡膠套外側(cè)采用水平向兩根鋼筋，豎向采用兩根鋼筋與模板外側(cè)預(yù)留的螺柱連接牢固。橡膠套安放如圖9所示。

圖9 橡膠套安放

2.2.5 橋面板預(yù)制混凝土澆筑

采用拌和站集中攪拌的混凝土供應(yīng)預(yù)制板梁使用，混凝土運輸采用專用混凝土罐車運輸；預(yù)制混凝土澆筑采用龍門吊配合料斗將混凝土灌入模板?；炷涟韬衔锏奶涠仍跀嚢枵竞蜐仓攸c分別取樣檢測，評定時以澆筑地點的實測值為準。為控制板梁混凝土澆注質(zhì)量，要求混凝土坍落度控制在70 mm～90 mm。

混凝土運至澆筑地點后發(fā)生離析、嚴重泌水或坍落度不符合要求時，應(yīng)進行第二次攪拌。二次攪拌時不得任意加水，確有必要時，可同時加水、相應(yīng)的膠凝材料和外加劑并保持其原水灰比不變；二次攪拌仍不符合要求時，則不得使用。

預(yù)制混凝土澆筑采用插入式振動器時，移動間距不得超過振動器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模保持50 mm～100 mm的距離；每一處振動完畢后要邊振動邊徐徐提出振動棒，避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其它預(yù)埋件。

在振搗過程中，特別注意振搗棒在插入時沿著鋼筋之間的空檔插入，防止振搗棒碰撞鋼筋，對鋼筋產(chǎn)生振動后會導(dǎo)致模板接縫處漏漿情況受到影響。

考慮到預(yù)制板安裝完成后在澆筑路面結(jié)構(gòu)層時需對預(yù)制板混凝土面進行銑刨，所以混凝土頂面不作拉毛處理?；炷翝仓┕と鐖D10所示。

圖10 混凝土澆筑施工圖

2.2.6 混凝土養(yǎng)護

預(yù)制橋面板板養(yǎng)護采用電腦自動化控制系統(tǒng)進行蒸汽養(yǎng)護。養(yǎng)護分為4個階段：靜停、升溫、恒溫、降溫，恒溫設(shè)定為58℃。養(yǎng)護前人工將養(yǎng)護程序按照各階段所需時間輸入電腦，升降溫速率不大于15℃/h，養(yǎng)護時間根據(jù)環(huán)境溫度而調(diào)整，主要調(diào)整因素為環(huán)境溫度與恒溫溫度之間的溫差，環(huán)境溫度越低則升溫、降溫時間需相應(yīng)延長。養(yǎng)護罩如圖11所示。

圖11 養(yǎng)護罩

蒸汽養(yǎng)護管道布置在預(yù)制板模板下部，并對蒸汽孔間距進行了嚴格控制，確保預(yù)制板養(yǎng)護過程中，各部分溫度均勻。預(yù)制板養(yǎng)護罩單獨加工而成，具有良好的密閉性，且保證預(yù)制板養(yǎng)護時不受雨水天氣影響，上部有專用吊環(huán)，方便吊裝，預(yù)制板模板四周做10 cm×10 cm封水槽，養(yǎng)護罩卡入封水槽內(nèi)，封水槽中注水，可以有效地防止養(yǎng)護蒸汽外泄，提高養(yǎng)護控制精度。蒸汽養(yǎng)護管道如圖12所示。

圖12 蒸汽養(yǎng)護管道

2.2.7 預(yù)制橋面板板脫模

脫模時先吊開養(yǎng)護罩，拆除底模固定裝置，利用真空吸盤將預(yù)制板連同側(cè)模一起吊到脫模臺上進行側(cè)模拆除，側(cè)模拆除時先拆除側(cè)模附件，打開側(cè)模連接裝置，然后將拆模裝置的掛鉤與側(cè)模相應(yīng)位置進行固定，啟動拆模裝置，拆模裝置將按所設(shè)定程序，有序地完成模板拆除工作。拆模完成后，待檢驗人員對橋面板檢驗完畢，將橋面板吊至成品堆放區(qū)進行碼放。脫模后及時進行模板清理，運輸至板梁預(yù)制區(qū)循環(huán)使用。脫模施工如圖13所示。

2.2.8 高壓水槍沖洗鑿毛

圖13 預(yù)制橋面板脫模

采用高壓水槍沖洗鑿毛，效果與人工電動手扶式鑿毛相比，速度快而且效果更佳。首先在模板安裝前，均勻涂刷由專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的緩凝劑，一般緩凝劑的有效時間均為8h（是指從安裝模板、加固、澆注混凝土、拆模總需要時間）。模板拆除后利用高壓水槍對混凝土側(cè)面沖洗，水槍壓力一般達到0.8MPa。利用高壓水槍鑿毛沖洗，混凝土表面能露出粗骨料，有利于后期新舊混凝土的咬合；平均一塊板鑿毛時間只需15min，大大節(jié)省了時間，并且每天生產(chǎn)的橋面板鑿毛只需一人完成，在勞動力方面節(jié)約了成本；而且在鋼筋較密處均能有效鑿毛。鑿毛施工如圖14所示。

圖14 預(yù)制板鑿毛

2.2.9 預(yù)制板成品吊裝、安放

預(yù)制板養(yǎng)護完成后，作為起吊強度和彈性模量的試驗依據(jù)，要求強度及彈性模量達到設(shè)計強度值的95%方可起吊，采用真空吸盤方式進行吊裝。預(yù)制梁面板吊裝、安放如圖15所示。

圖15 預(yù)制板吊裝及安放

3 關(guān)鍵技術(shù)的質(zhì)量控制

3.1 質(zhì)量標準

嚴格執(zhí)行《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01-2014）、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）、《鋼筋機械連接技術(shù)規(guī)范》（JGJ 107-2016）、《鋼筋焊接及驗收規(guī)范》（JGJ 18-2012）、《組合鋼模板技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50214-2013）、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50204-2015）、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》第一冊土建工程（JTG F80/1-2017）等相關(guān)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計的要求。

3.2 鋼筋加工及安裝

鋼筋加工采取數(shù)控機床精細下料，鋼筋制作通過鋼筋骨架定型模架，在整體模架中精確定位安裝，保證了鋼筋位置和尺寸的準確。

3.3 組合模板安裝

底模通過定型鋼模板嵌入混凝土底座；側(cè)模采用定型大厚度鋼模板，支架機械脫膜，減少鋼模板的變形，保證預(yù)制板的尺寸精度。

3.4 噴脫模劑及水洗劑

采取側(cè)模刷水洗劑（緩凝劑），高壓水沖洗，節(jié)約了鑿毛的人工投入且鑿毛效果好。

3.5 混凝土澆筑及養(yǎng)護

以高頻振搗器為主，插入式振搗棒為輔。采用成品工廠化蒸汽養(yǎng)護，縮短了預(yù)制周轉(zhuǎn)時間。

3.6 吸盤吊裝及存放

采用真空吸盤方式進行吊裝，省出了吊環(huán)鋼筋材料費且保證了預(yù)制板表面平整。

4 結(jié)語

推廣裝配式建筑是傳統(tǒng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需要。建筑業(yè)“用工難”和“用工貴”問題日益突出，原材料短缺、工地排放環(huán)保問題壓力加大，現(xiàn)場澆筑質(zhì)量通病難以克服等問題倒逼建筑業(yè)依托科技創(chuàng)新，轉(zhuǎn)型升級發(fā)展。

采用設(shè)計標準化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化和管理信息化的作業(yè)方式進行裝配式鋼混組合梁橋面板工廠化預(yù)制施工，對節(jié)約資源能源，減少施工環(huán)節(jié)污染，提高勞動生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平，帶動建材、節(jié)能、環(huán)保等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，拉動經(jīng)濟增長，對實現(xiàn)綠色發(fā)展，促進建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合、新產(chǎn)業(yè)新動能培育具有重要意義。