張學進 石初旭

1. 上海建工集團股份有限公司總承包部 上海 200080；2. 上海市基礎工程集團有限公司 上海 200433

傳統高架橋梁現澆立柱施工技術涉及腳手架搭設、鋼筋綁扎、模板支設、混凝土澆筑等諸多環(huán)節(jié)，做好一根立柱需要花費7～8 d，施工占地大、交通封交時間長、泥漿噪聲等污染嚴重。然而，現有高架工程大多地處中心城區(qū)要道，交通組織復雜，施工沿線居民區(qū)與企業(yè)較多導致施工環(huán)境極其復雜，需要解決施工擾民、運營影響、施工效率和施工安全風險等問題。高架橋梁預制裝配工藝運用先進的設計技術，突破現行施工規(guī)范，結合現代工業(yè)化生產管理模式，通過“工廠預制＋現場機械”的作業(yè)模式，實現了由傳統現場流水施工方式向現場施工與工廠預制并行施工方式的轉變，將現場工作效率提高了7倍，具有現場施工占地小、施工工期短、對現有交通影響小等優(yōu)點；同時，工廠化預制大幅減少了現場混凝土澆筑造成的環(huán)境污染[1]。

基于高架橋梁預制裝配施工技術的以上優(yōu)點，上海地區(qū)已在嘉閔高架、S3公路、國定路下匝道等高架橋梁工程中采用了該技術，以上工程中立柱均采用單節(jié)預制拼裝技術。然而，隨著高架橋梁立柱呈現出超長、超重等特點，受限于運輸線路、運輸限載和現場吊裝等因素，超長、超重單節(jié)立柱施工已不能適應新的施工需求，施工中必須對高架立柱采取小型化處理，國外甚至已經有多節(jié)拼裝的成熟技術[2-4]。為此，本文結合北虹路立交超高、超重立柱施工實際需求，在已有預制立柱拼裝技術基礎上進行再創(chuàng)新，探索雙節(jié)預制立柱拼裝施工技術，不斷完善和創(chuàng)新中心城區(qū)高架橋梁預制裝配生產和施工工藝。

1 工程概況

北虹路立交作為上海北橫通道與中環(huán)線的全互通立交，其空間結構為4層，預制立柱共72個，超長、超重是其顯著特點。立柱高度1.948～19.300 m，質量20.26～ 200.72 t，截面形式分為方形和圓形（圖1）。其中，方形截面尺寸包括1.5 m×1.5 m、2.0 m×1.5 m、2.0 m×2.0 m、2.0m×2.5 m、2.5 m×2.5 m；圓形截面直徑尺寸包括φ1.5 m和φ2.0 m。立柱均采用C40高性能混凝土。

圖1 兩種立柱截面示意

2 施工難點與對策

北虹路立交地下與空中管線眾多，交通組織復雜且緊鄰周邊建筑物，導致立柱吊裝作業(yè)空間十分有限。同時，考慮立柱實際運輸線路、車輛載重及起重總量等的限制，因此需要解決超長、超重立柱分節(jié)、節(jié)段高精度安裝定位與拼接及連接難題，保證立柱節(jié)段精確拼接和拼裝完成后的結構強度滿足工程需求[5-6]。

2.1 立柱分節(jié)

經測算，北虹路立交立柱單節(jié)的高度需控制在10 m以內，質量需控制在120 t以內。為此，立柱分為上下2節(jié)預制；綜合考慮制作、運輸、設備起吊能力，分節(jié)長度控制在10 m以內；為保證拼接面壓應力及立柱整體穩(wěn)定性，采取上節(jié)長、下節(jié)短的原則。雙節(jié)立柱結構如圖2所示。

圖2 雙節(jié)立柱結構示意

2.2 安裝及定位技術

2.2.1 平面定位

立柱平面定位通過上下節(jié)立柱中分線對中進行控制，鑒于混凝土外觀尺寸誤差較大，下節(jié)立柱以外露鋼筋中心設置中央分隔線，上節(jié)立柱以灌漿套筒中心設置中央分隔線（圖3）。

圖3 雙向觀測點

2.2.2 垂直度控制

雙節(jié)立柱無法像單節(jié)立柱那樣利用承臺等設置調節(jié)裝置來調節(jié)垂直度，同時拼縫間隙又小。為此，采用墊片微調的方法完成垂直度調節(jié)。墊片選用強度高、硬度大的環(huán)氧墊片，配備1、2、3 mm三種厚度即可滿足調節(jié)需要。

2.3 立柱拼接技術

2.3.1 平整度控制

立柱平整度是控制立柱安裝精度及對接質量的關鍵，因此采用匹配法預制技術。下節(jié)立柱直接作為上節(jié)立柱底模，最后通過高精度水準儀對拼接面復核，平整度偏差控制在3 mm以內。

2.3.2 拼接面施工

上下節(jié)立柱拼接面面積?。⒅孛妫捎贸Ｒ?guī)砂漿墊層濕接頭，存在拼縫間隙大、不密實、不美觀等顯著缺點?？紤]環(huán)氧黏結劑具有易成形、強度高、密封性好、干法施工等諸多優(yōu)點，因此將其作為雙節(jié)立柱拼接材料。

2.4 灌漿連接技術

灌漿套筒連接代替鋼筋連接是整個雙節(jié)立柱預裝拼裝技術的核心，而高強無收縮水泥灌漿料的施工則關系到灌漿連接技術的成敗。高強無收縮水泥灌漿料施工分為拌制及壓漿2個關鍵工序。

2.4.1 灌漿料拌制

灌漿料以高強度材料作為骨料，以水泥作為結合劑，水灰比僅0.12，因此灌漿料在拌制過程中異常黏稠，阻力很大，采用最高轉速425 r/min無級變速攪拌機，慢攪1 min，快攪3 min，保證漿料和易性及流動性（表1）。

表1 高強無收縮水泥灌漿料技術指標

2.4.2 灌漿料壓漿

高強灌漿料異常黏稠，對壓漿設備要求很高，常規(guī)設備很容易產生堵管、壓漿不密實、不連續(xù)等現象，采用吐漿均勻、連續(xù)，最大壓力為2.8 MPa的無級變速壓漿機，確保漿液的密實性和連續(xù)性。

3 施工關鍵技術

3.1 立柱預制節(jié)段高空拼裝作業(yè)

立柱預制節(jié)段拼裝操作平臺采用定型化附著式鋼平臺，為適應不同立柱截面，采用可拆卸組合式結構，兼具美觀及施工方便諸多優(yōu)點。平臺通過立柱內預留螺栓孔，采用高強螺栓連接在立柱上。

3.2 預制立柱節(jié)段安裝及質量控制

3.2.1 節(jié)段吊裝前準備

節(jié)段吊裝前需對拼接面進行處理，保證拼接面干燥、無明水、無灰塵浮漿、無油污、無固化劑、無其他不利于黏合的污染物。

對節(jié)段預埋鋼筋露出部分表面進行打磨除銹，測量立柱頂面平整度。

3.2.2 立柱試吊

在攤鋪環(huán)氧黏結劑前，應先對立柱進行試吊，根據雙向測量的垂直度情況來進行墊板調整，邊測邊調，灌漿料壓漿孔道由人工輔助調節(jié)，最終平面位置誤差控制在1 mm，垂直度控制在0.02%H（H為立柱高度）。

3.3 環(huán)氧黏結劑施工

3.3.1 環(huán)氧黏結劑選擇

環(huán)氧黏結劑根據不同的工作溫度區(qū)間，選擇低溫、常溫、高溫三種型號。

3.3.2 環(huán)氧黏結劑攪拌

攪拌時先將A、B兩種包裝混合（A為環(huán)氧樹脂，B為固化劑），先用攪拌電頭人工拌和均勻后，再開啟拌頭，高速徹底攪拌3 min。

3.3.3 環(huán)氧黏結劑攤鋪

根據拼縫間隙決定環(huán)氧黏結劑攤鋪厚度，環(huán)氧黏結劑厚度四周比拼縫高，中間比四周高。攤鋪時可使用鏟子、刷子或戴手套直接用手涂抹，要確保拼接面被環(huán)氧黏結劑完全覆蓋。在膠體的可操作時間內，將上下節(jié)立柱緊密地黏結在一起。擠壓結束后盡快清理掉從拼縫處擠出的黏結劑，拼縫處未擠出黏結劑的地方再進行補膠，以達到密封的效果。

3.4 高強灌漿料施工

高強灌漿料施工工藝流程如下：灌漿料倒入攪拌設備→計算水量并精確稱重→專業(yè)設備高速攪拌→灌漿料倒入儲漿設備→灌漿料倒入灌漿設備并連接壓漿口壓漿→出漿口出漿→持續(xù)出漿后停止壓漿并塞入止?jié){塞→下一個套筒。灌漿完成后及時清理殘留在立柱上的多余漿體。

4 工程實施應用效果

上海北橫通道北虹路立交工程超高雙節(jié)大型立柱施工成套技術的成功應用，有效解決了現場鋼筋加工精度低、模板與混凝土質量易波動等問題，立柱外觀質量優(yōu)，無明顯色差，光潔均勻；同時，立柱現場成品化預制拼裝，拼縫嚴密，節(jié)段對準誤差控制在2 mm之內，灌漿連接接頭質量可靠，一體化效果好（圖4）。

雙節(jié)立柱預制拼裝使得現場施工的效率呈幾何級數提升，節(jié)約了現場勞動力2/3以上，整個施工過程在不到1 h內就完成。

圖4 雙節(jié)立柱拼裝完成效果

5 結語

雙節(jié)預制立柱拼裝技術在北橫通道新建工程Ⅰ標北虹路立交工程中成功應用，屬全國首創(chuàng)，標志著我國大型高架橋梁構件預制小型化處理、現場多節(jié)段拼裝專業(yè)技術領域又有新的突破，探索了橋梁預制裝配施工技術的發(fā)展方向。未來這一先進技術將在北橫通道天目路高架、上海S7公路等工程施工中廣泛應用。