余 偉

上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 上海 200070

近年來(lái)上海市全面推廣高架橋梁的裝配式施工工藝，筆者也參與了多項(xiàng)裝配式高架的建造，如：南北高架中興路下匝道、S3高架、北橫通道1標(biāo)北虹立交等項(xiàng)目。這些項(xiàng)目的下部結(jié)構(gòu)裝配式施工工藝均采用預(yù)制矩形截面混凝土立柱加預(yù)制混凝土蓋梁形式，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制混凝土小箱梁或鋼箱梁的形式[1-6]。

而在北橫通道新建二期工程1標(biāo)（天目路高架）項(xiàng)目中，為了兼顧經(jīng)濟(jì)、美觀和橋梁輕量化需求，下部結(jié)構(gòu)采用“7”字形花瓶造型立柱，取消了混凝土蓋梁，上部結(jié)構(gòu)采用鋼混疊合梁形式。主線雙拼墩柱采用的“7”字形花瓶立柱薄壁結(jié)構(gòu)后澆模式也是該種模式在國(guó)內(nèi)首次采用，其不僅加工和安裝難度大、精度要求高，同時(shí)也存在后澆帶色差等一系列難題，本文詳細(xì)闡述了這些問(wèn)題的解決措施和施工工藝。

1 工程概況

天目路立交是北橫通道中的重要組成部分，位于上?；疖囌狙鼐€繁華的商業(yè)、住宅區(qū)域。主線高架橋西起長(zhǎng)安路，終至烏鎮(zhèn)路，橫跨南北高架、天目路轉(zhuǎn)盤(pán)和恒豐路等5條地面道路以及上海軌道交通1號(hào)線，主線橋梁全長(zhǎng)1.65 km，除主線外還包含2條輔道（FA/FB）、2條下匝道(ZD/T3D)、2條上匝道(ZC/恒豐路)、4條改建匝道（T1/T2/T3/T4），如圖1所示。

圖1 工程總體效果

天目路立交地處火車站繁忙區(qū)域，交通繁忙，交通飽和度達(dá)到0.9，為紅色擁堵。施工期間為盡可能減小對(duì)周邊交通環(huán)境的影響，天目路采用了預(yù)制拼裝的工藝進(jìn)行橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工。

同時(shí)，為了提升天目路高架整體的景觀形象，本工程主線雙拼墩柱結(jié)構(gòu)首次采用預(yù)制“7”字形花瓶立柱，其造型為三曲面結(jié)構(gòu)，預(yù)制過(guò)程中需要保證3個(gè)曲面的外觀質(zhì)量，難度非常高。同時(shí)由于立柱為雙拼結(jié)構(gòu)，需保證立柱就位誤差控制在5 mm以內(nèi)，對(duì)安裝過(guò)程中精度的控制要求非常高。

本工程主線立柱采用花瓶造型雙立柱，上部采用鋼混疊合梁形式，效果如圖2所示。

圖2 主線效果圖

2 花瓶造型立柱的工廠化預(yù)制

2.1 總體技術(shù)思路

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，上部取消混凝土蓋梁，立柱上端部需要?jiǎng)傂赃B接。按常規(guī)工藝需在立柱吊裝完成后在立柱頂端設(shè)置長(zhǎng)約1 m的橫向后澆帶（圖3），這勢(shì)必會(huì)造成預(yù)制結(jié)構(gòu)和后澆帶部分混凝土存在色差，影響美觀度。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)后澆帶下部弧形吊模施工難度大、高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部反復(fù)討論，決定采用雙“7”字形花瓶立柱預(yù)制拼裝，以預(yù)制薄壁混凝土結(jié)構(gòu)代替常規(guī)模板，解決上述問(wèn)題（圖4）。

圖3 常規(guī)后澆帶工藝

圖4 “7”字形立柱及預(yù)制薄壁混凝土結(jié)構(gòu)

如圖4所示，通過(guò)預(yù)制薄壁混凝土結(jié)構(gòu)代替模板可以全面解決色差問(wèn)題，同時(shí)也保證了立柱上端的剛性連接。雙“7”字形立柱的拼縫非常窄，可以作為造型凹縫處理，完全不影響整體立柱美觀。

2.2 定型鋼模的設(shè)計(jì)和制作

側(cè)面弧形鋼模摒棄了以直代曲、小塊鋼模拼接的傳統(tǒng)工藝，進(jìn)而采用數(shù)控設(shè)備整體成形，有效避免了立柱側(cè)面弧形部分一棱棱的拼縫，確保了立柱側(cè)面弧度造型的自然美觀（圖5、圖6）。

為確?；炷镣獗砻嫫秸鉂崳覀儗?duì)鋼模整體剛度、變形、應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，從而選取合適經(jīng)濟(jì)的壁厚和加勁板尺寸。

圖5 定型鋼模板3D建模

圖6 定型鋼模

2.3 鋼筋數(shù)控加工成形及模塊化制作

本工程立柱鋼筋均采用MEP數(shù)控機(jī)剪切彎曲，在專用胎架上模塊化制作加工，確保了鋼筋加工精度、保護(hù)層厚度以及預(yù)埋件精度（圖7），為后續(xù)立柱吊裝和外觀質(zhì)量提供了內(nèi)在保障。

圖7 MEP鋼筋數(shù)控彎曲剪切中心

鋼筋模塊完成后，利用龍門(mén)吊平移合模并整體翻轉(zhuǎn)豎直，隨后進(jìn)行混凝土澆筑。這部分為常規(guī)預(yù)制工藝，這里不再贅述。

3 立柱現(xiàn)場(chǎng)安裝

本工程主線為單承臺(tái)雙拼立柱。為確保立柱順利安裝就位、雙拼精準(zhǔn)對(duì)接、接縫寬度有效控制，必須從下往上采取全方位的保障措施，主要措施如下：

1）承臺(tái)預(yù)留插筋鋼筋模塊定位必須精準(zhǔn)，并且采用定位框架進(jìn)行固定。該定位框架的插筋預(yù)留孔和構(gòu)件加工廠套筒框架必須完美匹配，以確保每根鋼筋精準(zhǔn)無(wú)誤地插入套筒，并且避免在混凝土澆搗過(guò)程中插筋移位，造成2個(gè)立柱相對(duì)位置發(fā)生偏差、無(wú)法對(duì)接。定位框安裝時(shí)，除了根據(jù)單個(gè)立柱坐標(biāo)尺寸精確定位外，尤其要注意2個(gè)定位框之間的相對(duì)位置要反復(fù)校核，確保立柱平面位置和空間位置相匹配。

2）立柱本體造型系不規(guī)則構(gòu)件，重心略有偏移。單側(cè)立柱吊裝完成后，另一根立柱安裝過(guò)程中有可能由于偏移、加工誤差、測(cè)量誤差等多種因素疊加造成根部套筒插入鋼筋后端部無(wú)法平順對(duì)接，或端部對(duì)齊而根部無(wú)法插入承臺(tái)預(yù)留插筋。項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)總結(jié)，綜合加工、測(cè)量、吊裝，同時(shí)兼顧造型美觀等因素，確定了雙柱接頭部位預(yù)留5 cm空隙，既確保了雙柱順利就位對(duì)接，也不影響外觀美觀（圖8）。

圖8 立柱預(yù)留接縫

3）立柱安裝就位后，雙柱對(duì)接部位的曲線拼縫應(yīng)使用用柔性材料（鐵皮或橡膠）由下往上密貼，包住接縫，以確保后澆帶施工后，接縫部位的弧線平滑、不漏漿，從而獲得更好的施工質(zhì)量。

4）快速安裝成套集成灌漿系統(tǒng)。為配合預(yù)制裝配構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)安裝，充分整合各項(xiàng)資源，改善現(xiàn)場(chǎng)文明施工水平，提高施工效率，項(xiàng)目部根據(jù)預(yù)制拼裝的工藝特點(diǎn)，配備了專業(yè)化的施工設(shè)備，并將其整合成一體化作業(yè)平臺(tái)，輔以專業(yè)化的操作團(tuán)隊(duì)，形成專業(yè)化、集成化、高效率的機(jī)動(dòng)作業(yè)模式。快速安裝成套集成系統(tǒng)包括：隨車吊、發(fā)電機(jī)、定制小型貨箱、氣動(dòng)成套設(shè)備、自行走套筒式作業(yè)平臺(tái)、拌漿機(jī)和灌漿機(jī)、多功能高壓清洗組合設(shè)備。隨車吊整合所用設(shè)備資源，提高機(jī)動(dòng)性，同時(shí)也可以作為鋼筋配送車輛。

5）立柱灌漿。本工程立柱采用灌漿套筒連接，套筒內(nèi)的灌漿料采用OVM生產(chǎn)的C100高強(qiáng)無(wú)收縮水泥灌漿料，干料、水配合比為100∶12，需要分別稱重干料及水。拌漿設(shè)備采用自制攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間為3 min。墊層砂漿達(dá)到終凝后，方可進(jìn)行壓漿作業(yè)。預(yù)先潤(rùn)濕攪拌桶及攪拌頭，在攪拌桶中依次放入干料和水。同時(shí)開(kāi)啟攪拌機(jī)和底座轉(zhuǎn)盤(pán)，并開(kāi)始秒表計(jì)時(shí)。3 min拌和結(jié)束后，關(guān)閉攪拌機(jī)和底座轉(zhuǎn)盤(pán)。如拌漿結(jié)束后用攪拌棒攪動(dòng)感覺(jué)漿料仍有固態(tài)干料存在，則繼續(xù)攪拌至完全沒(méi)有干料為止。靜止2 min放出氣泡，則高強(qiáng)灌漿料拌漿結(jié)束（表1）。將拌制好的漿料倒入壓漿機(jī)，開(kāi)始?jí)簼{。根據(jù)試驗(yàn)，壓漿70 s左右漿料升至出漿口L形管管口，待漿料流出，封堵出漿口并停止壓漿。待壓漿管壓力穩(wěn)定后，拔出壓漿槍頭封堵注漿口（圖9）。壓漿口采用橡膠止?jié){塞封堵。

表1 高強(qiáng)無(wú)收縮水泥灌漿料技術(shù)指標(biāo)

圖9 立柱灌漿

4 結(jié)語(yǔ)

目前上海市北橫通道天目路高架已經(jīng)完成7個(gè)承臺(tái)的雙拼花瓶式立柱施工，整體效果較好。隨著裝配式高架施工技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，針對(duì)不同環(huán)境、景觀和功能要求，將對(duì)裝配式施工工藝提出進(jìn)一步的個(gè)性化需求，對(duì)構(gòu)件的造型、連接方式、吊點(diǎn)設(shè)置、吊裝工具等均需要進(jìn)一步研究升級(jí)。

本文通過(guò)對(duì)上海市北橫通道天目路高架造型立柱裝配式施工工藝的介紹，望能起到拋磚引玉的作用，為后續(xù)高架橋梁預(yù)制裝配工藝升級(jí)版的應(yīng)用研究和推廣發(fā)展提供一個(gè)良好開(kāi)端。