黎 芳，杜鵬廣，吳 多，劉福明

（1.江西省宏發(fā)路橋建筑工程有限公司，江西 南昌 330029；2.南昌工程學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，江西 南昌 330099）

隨著城市化進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)的平面道路交通已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增加的城市道路交通負(fù)荷，交通問題已成為制約城市擴(kuò)展、發(fā)展的重要因素之一[1]。在此背景下，快速路、城市環(huán)道高架等立體交通形式在各大城市的發(fā)展中的地位越來越重要[2-3]。

作為城市立體交通系統(tǒng)中的重要組成部分，高架橋因其施工速度快、承載能力高，成橋后可連續(xù)行駛、無縱橫干擾等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于我國現(xiàn)代化城市建設(shè)中，為提升城市形象、增強(qiáng)城市交通能力做出了重大貢獻(xiàn)[4-5]。但目前，受限于行業(yè)水平，城市高架橋在施工期、運(yùn)營期的安全性能、成本控制、現(xiàn)場管理等方面還存在一定的不足，各類安全、質(zhì)量事故時有發(fā)生，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了較大的損失[6-8]。對此，文章以城市高架橋?yàn)檠芯繉ο?，以提高其安全性能為研究目的，對其進(jìn)行進(jìn)一步研究，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和較好的經(jīng)濟(jì)前景。

1 城市高架橋發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 結(jié)構(gòu)形式

為適應(yīng)現(xiàn)代化城市的復(fù)雜交通狀況，通常，城市高架橋的表現(xiàn)形式主要有匝道口分叉式立交、小半徑曲線橋和異性變寬橋等橋型。城市高架橋在外觀形式上線型的多變性，除滿足繁重的交通需求外，還承擔(dān)著城市的美學(xué)功能。從受力方面進(jìn)行說明，高架橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，既要承擔(dān)常規(guī)的彎矩、剪力和偏壓荷載，又要承受較大的扭矩和翹曲應(yīng)力的作用。為了適應(yīng)復(fù)雜的力學(xué)性能，城市高架橋的橋型主要以簡支T梁、預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁和組合梁的形式為主，具體形式及適用條件如表1所示。

表1 城市高架橋常用橋梁形式的特點(diǎn)

1.2 施工方式

對于一般的城市高架橋來說，由于跨度、標(biāo)高要求較低，因此基于傳統(tǒng)滿堂支架施工的就地澆筑方法現(xiàn)澆的簡支T梁、連續(xù)箱梁等常用橋型即可滿足其適用性。通常，這類橋型施工快捷方便、成橋速度快，特別適用于城市曲線、彎坡、斜交等異形橋。

近年來，隨著一體化施工技術(shù)的發(fā)展以及預(yù)制梁、板結(jié)構(gòu)制作工藝的改進(jìn)，越來越多的城市高架橋采用梁廠提前預(yù)制空心板、預(yù)制箱梁構(gòu)件，現(xiàn)場裝配構(gòu)件的方式進(jìn)行預(yù)制拼裝，這樣可以在保障施工質(zhì)量的前提下，顯著提高施工速度、構(gòu)件的質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力張拉性能等。

2 城市高架橋裝配式施工原理、流程及具體工藝

2.1 原理與施工流程

城市高架橋裝配式施工主要分為上部結(jié)構(gòu)施工和下部結(jié)構(gòu)施工。上部結(jié)構(gòu)的施工一般多在施工現(xiàn)場附近搭建臨時梁場，提前預(yù)制好梁、板構(gòu)件，后期通過運(yùn)梁車運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行拼接施工。某橋的梁場構(gòu)件如圖1所示。

圖1 橋梁上部結(jié)構(gòu)的梁、板預(yù)制構(gòu)件

對于下部結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的高架橋仍多采用滿堂支架法進(jìn)行現(xiàn)場架設(shè)支撐、就地澆筑的方式。但這種施工方法對交通影響較大且施工質(zhì)量依賴于現(xiàn)場工程隊(duì)伍的操作工藝，具有較大的不穩(wěn)定性。近年來，隨著預(yù)制技術(shù)和一體化施工水平的發(fā)展，城市高架橋下部結(jié)構(gòu)的施工也開始采用提前預(yù)制構(gòu)件、工廠化生產(chǎn)，最后運(yùn)至現(xiàn)場拼裝的方式。這種通過構(gòu)件的提前預(yù)制，繼而在現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的綁扎鋼筋、澆筑混凝土、構(gòu)件起吊與調(diào)平、接縫處理的模式，極大地提高了施工效率與工程質(zhì)量，具有很好的推廣前景與工程意義。某城市高架橋下部構(gòu)件的裝配式施工程序如圖2所示。

圖2 城市高架橋的裝配式施工流程

2.2 施工工藝

（1）蓋梁的施工。蓋梁的施工主要包括蓋梁吊裝、蓋梁墊層坐漿、蓋梁精調(diào)和套筒灌漿等工序。

第一，蓋梁吊裝。蓋梁吊裝工藝的關(guān)鍵在于調(diào)節(jié)與之匹配的測量高程、水平度及相對位置。

第二，蓋梁墊層坐漿。蓋梁的墊層坐漿主要包括坐漿前的準(zhǔn)備工作和墊層坐漿工作，如圖3所示。坐漿前的準(zhǔn)備工作由安裝調(diào)節(jié)墊塊、立柱頂面濕潤清理、安裝擋漿模板等工序組成。安裝調(diào)節(jié)墊塊時應(yīng)首先安放調(diào)節(jié)墊塊，再調(diào)整蓋梁安裝標(biāo)高，通常采用橡膠支座作為調(diào)節(jié)墊塊，其下設(shè)置薄鋼板以調(diào)節(jié)高度。清理立柱時先用高壓水槍除塵濕潤，再用高壓氣管清除表面多余積水，以確保立柱頂面無積水。完成以后再在立柱頂面安裝擋漿模板，并在模板與立柱間加墊泡沫條。墊層坐漿主要分為拌漿、起吊、鋪漿和最后的止?jié){工作。其關(guān)鍵在于砂漿的制備及拌漿，常采用自制配合比進(jìn)行拌漿，然后倒入料斗后用汽車吊起吊并傾倒至預(yù)設(shè)的立柱頂面，接著用鐵板刮平墊層，最后在蓋梁預(yù)留鋼筋上套上止?jié){墊（預(yù)留一定安全高度）。坐漿時應(yīng)注意監(jiān)控蓋梁安裝高程，坐漿后及時測量蓋梁安裝的高程、水平度及蓋梁的相對位置。蓋梁灌漿結(jié)束標(biāo)志著蓋梁施工完成。

圖3 蓋梁墊層坐漿流程

第三，蓋梁精調(diào)。通過蓋梁吊裝調(diào)整后，基本可確定其大概位置，后期利用立柱頂面安放的墊塊進(jìn)行標(biāo)高控制，端部的中垂線進(jìn)行水平位置控制，以滿足施工精度要求。

第四，套筒灌漿。套筒內(nèi)的漿料一般現(xiàn)場配制、攪拌，并在墊層砂漿終凝后進(jìn)行壓漿。用汽車吊將拌好的漿料倒入壓漿機(jī)并起吊至高空作業(yè)平臺開始壓漿，根據(jù)現(xiàn)場條件通常由從下部注漿孔道壓漿、上部孔道出氣排漿，待壓漿管壓力穩(wěn)定、出漿口漿液流出后，拔出壓漿槍頭并封堵注漿孔道，孔道采用橡膠止?jié){塞進(jìn)行封堵。

（2）預(yù)制立柱拼裝施工工藝。預(yù)制立柱拼裝工藝是目前橋梁裝配一體化施工的主要發(fā)展方向之一，特別適用于城市高架橋等工期短、場地緊張的快速施工。預(yù)制立柱拼裝施工主要包括拼裝前的準(zhǔn)備、施工測量、吊機(jī)和吊索具的選用、預(yù)制立柱的運(yùn)輸?shù)跹b、就位校正以及現(xiàn)場灌漿作業(yè)等工序，施工工藝流程如圖4所示。根據(jù)現(xiàn)場施工組織及規(guī)程要求，明確吊裝方案、做好現(xiàn)場交通協(xié)管工作。

圖4 預(yù)制立柱拼裝施工工藝流程

第一，立柱拼裝前準(zhǔn)備工作。首先，立柱拼裝前在拼截面中心放置墊塊、安裝止?jié){環(huán)并調(diào)節(jié)四個方向上的千斤頂（30t），拼截面中心位置采用“橡膠墊塊+鋼板”的方式進(jìn)行控制，拼截面中心采用2cm厚橡膠墊塊（200mm×200mm×21.4mm）。在止?jié){環(huán)下方應(yīng)先插上橡膠環(huán)，再安上止?jié){環(huán)，如圖5所示。其次，在立柱上口觀測點(diǎn)所在面，以鋼筋中為基準(zhǔn)貼上刻度條，在立柱下口四面，以混凝土面中為基準(zhǔn)畫出中線，如圖6所示。最后，承臺鑿毛。在承臺上標(biāo)出拼截面位置，并畫上墨線。為增強(qiáng)立柱與承臺拼接面的黏結(jié)性，對立柱范圍內(nèi)的承臺拼接面進(jìn)行鑿毛，鑿毛要求露出混凝土骨料為止，如圖7所示。鑿毛作業(yè)區(qū)如圖8所示，斜線包圍的區(qū)域?yàn)殍徝糠帧ｈ徝笥酶邏核畼寷_洗干凈，并用吸塵器將鑿毛區(qū)域內(nèi)的水和灰塵吸干凈。立柱中心安放調(diào)節(jié)墊塊位置不鑿毛。

圖5 止?jié){環(huán)

圖6 貼刻度條畫中分線

圖7 現(xiàn)場鑿毛

圖8 鑿毛作業(yè)區(qū)

第二，預(yù)制立柱施工測量。預(yù)制立柱拼裝施工前，應(yīng)進(jìn)一步復(fù)核現(xiàn)場主要高程基準(zhǔn)點(diǎn)、預(yù)制構(gòu)件橫縱軸線和基準(zhǔn)線標(biāo)高標(biāo)識、主要構(gòu)造圖標(biāo)注的軸線中心和標(biāo)高等各部分相關(guān)參數(shù)。復(fù)測承臺中心點(diǎn)標(biāo)高，并根據(jù)復(fù)測結(jié)果設(shè)置調(diào)節(jié)鋼板的厚度，偏低調(diào)節(jié)鋼板加厚，偏高調(diào)節(jié)鋼板減薄。

第三，預(yù)制立柱運(yùn)輸。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和運(yùn)輸路況，一般預(yù)制立柱的裝運(yùn)選用六軸低平板半掛車。裝運(yùn)作業(yè)時，要根據(jù)構(gòu)件的幾何特性確定前后拖車位置，并盡量保持在同一軸線，通常構(gòu)件下部用枕木作填襯。構(gòu)件裝車后，兩側(cè)及前后用鋼絲繩或尼龍繩進(jìn)行綁扎，并拉設(shè)警示繩、懸掛示寬燈。車輛行駛過程要確保構(gòu)件的運(yùn)輸安全，盡量夜間進(jìn)場，配合交通協(xié)管工作。

第四，預(yù)制立柱吊裝。吊裝前應(yīng)清理承臺面及立柱端面，使用空氣壓力設(shè)備對工作臺面進(jìn)行現(xiàn)場鑿毛處理。立柱卸車采用汽車吊起吊、空中翻轉(zhuǎn)豎立、旋轉(zhuǎn)至承臺位置進(jìn)行套筒插筋，將立柱吊裝就位，按照此流程依次吊裝完成所有墩號立柱。

第五，立柱就位與校正。在基礎(chǔ)承臺上劃出定位十字中心線，放置定位框架并與預(yù)埋鋼筋焊接固定。立柱安裝過程需采用纜風(fēng)繩進(jìn)行微調(diào)整、防止傾覆和偏移。立柱起吊后與定位框架對準(zhǔn)，基于檔塊固定位置，下落吊裝到位。吊裝就位后通過頂升液壓桿進(jìn)行立柱的垂直度校正，并通過纜風(fēng)繩、花籃螺絲的精調(diào)，保證安裝精度為±2mm。當(dāng)立柱垂直度符合要求時，緊固四周的調(diào)整鋼鍥，完成校正。在承臺表面立柱四周邊沿墨線5cm位置，安裝擋漿模板，材料用硬木，尺寸為15cm×5cm。模板與承臺采用膨脹螺絲固定。為了固定和微調(diào)立柱拼裝時的縱橫位置，防止立柱縱橫向偏位超出規(guī)定值，在下口四倒角位置設(shè)置型鋼L形限位板進(jìn)行限位調(diào)整。限位板與承臺采用膨脹螺絲連接，L形每邊設(shè)置一個孔，調(diào)節(jié)螺桿穿過孔洞頂住鋼板，鋼板在拼裝立柱時與立柱緊貼，利用車絲螺桿進(jìn)出調(diào)整立柱縱橫向位置。試吊完成后，正式吊裝。攤鋪砂漿完成，進(jìn)行第二次下放立柱，立柱沿四周倒角限位板下放，并復(fù)測下口中線，中心墊塊未受力前可再次進(jìn)行微調(diào)。中線墊塊受力后，分級卸力，復(fù)測立柱上口中線，微調(diào)千斤頂，進(jìn)行最終精調(diào)工作。下放過程中確保四周都有漿液擠出，保證坐漿密實(shí)。將擠出砂漿清理干凈，并將砂漿面與檔漿板抹平，如圖9所示。

圖9 立柱安裝

第六，立柱現(xiàn)場灌漿作業(yè)。為了更快捷地完成預(yù)制構(gòu)件的裝配安裝，充分實(shí)現(xiàn)一體化施工的目標(biāo)，現(xiàn)場整合了快速安裝集成系統(tǒng)，主要包括汽車吊、拌漿機(jī)、灌漿機(jī)、調(diào)節(jié)千斤頂、發(fā)電機(jī)、高壓清洗組合設(shè)備等。立柱的灌漿作業(yè)可參考蓋梁工藝進(jìn)行操作。

3 小結(jié)

文章以城市高架橋的施工為研究對象，對其當(dāng)前的結(jié)構(gòu)形式、施工工藝進(jìn)行討論分析，并重點(diǎn)對高架橋的裝配式施工展開研究，得到了如下結(jié)論：（1）目前城市高架橋的橋梁形式仍以梁式橋?yàn)橹?；?）高架橋的施工方法逐漸由現(xiàn)場澆筑發(fā)展到預(yù)制構(gòu)件的裝配式；（3）城市高架橋的裝配式不僅僅局限在上部梁板結(jié)構(gòu)的預(yù)制，下部蓋梁、立柱也逐漸向預(yù)制裝配式技術(shù)發(fā)展。