周 通

（中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司 浙江湖州 313000）

1 前言

裝配式橋梁施工在現(xiàn)有橋梁建設(shè)中應(yīng)用較多，相比現(xiàn)澆施工更為方便快捷［1－3］。由于其本身的特性，特別在一些城市橋梁或大跨度橋梁施工中應(yīng)用尤為廣泛［4－5］。樁基與橋墩作為橋梁下部關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，目前都采用現(xiàn)澆施工，但海域環(huán)境臨水現(xiàn)澆施工對(duì)混凝土質(zhì)量影響較大［6－9］，特別是樁基系梁施工時(shí)，水面立模及鋼筋防腐較為困難［10－12］。采用傳統(tǒng)鋼套箱圍堰隔水現(xiàn)澆施工的方法，無(wú)法保證浪濺區(qū)以下的新澆混凝土結(jié)構(gòu)不被破壞，更無(wú)法做到在10 d內(nèi)且砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)70%之前，不受海水的侵襲，因此不符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求，存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。因此本項(xiàng)目從施工質(zhì)量和施工方法等多方面進(jìn)行研究，最終確定采用系梁工廠制作、海面拼裝的方式進(jìn)行施工，通過(guò)現(xiàn)澆系梁與鋼護(hù)筒接縫的方式完成系梁最后安裝，從而減少鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰的臨時(shí)措施，節(jié)約了大量成本及縮短了工期，為類似工程提供新的施工思路及方法。

2 工程概況

228國(guó)道（玉環(huán)段）項(xiàng)目有橋梁8 909.9延米／4座，其中特大橋7 058.26 m／1座，大橋1 809.6 m／2座，中小橋42.04 m／1座；樁基81 630.19 m／1 184根，其中端承樁380根、摩擦樁804根。共有170個(gè)墩設(shè)樁間系梁，位于水中的有138個(gè)，其中漩門灣特大橋66個(gè)、小青大橋24個(gè)、臺(tái)山大橋48個(gè)。樁中心間距均為6.5 m，樁間系梁尺寸分別為5.0×1.0×1.2 m、4.7×1.2×1.5 m兩種，且系梁距離海水面非常接近，幾乎與系梁底面齊平，現(xiàn)澆施工組織難度大。

3 主要施工技術(shù)

（1）施工原理及流程

首先進(jìn)行系梁預(yù)制場(chǎng)分片預(yù)制，待達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用運(yùn)輸車將系梁運(yùn)至墩位處安裝就位。系梁鋼筋籠綁扎采用固定胎模進(jìn)行，保證系梁鋼筋籠精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，從而可以有效避免在水中進(jìn)行鋼筋籠施工作業(yè)。通常在水中進(jìn)行鋼筋籠綁扎時(shí)由于不穩(wěn)定易造成較大誤差，特別是在海域環(huán)境中鋼筋受到海水的侵蝕極易發(fā)生銹蝕。系梁預(yù)制完成后，安裝時(shí)重點(diǎn)把握調(diào)平層的精度，由于樁基施工所用護(hù)筒內(nèi)徑和樁徑大小不同，差距在20～40 cm之間，因此在鋼護(hù)筒割至系梁底標(biāo)高后，將樁頭鑿至鋼護(hù)筒以下2～3 cm，然后用M7.5水泥砂漿進(jìn)行調(diào)平。施工過(guò)程注意嚴(yán)格控制標(biāo)高，砂漿調(diào)平層抹至系梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高（全站儀、水準(zhǔn)儀監(jiān)控），將砂漿層作為預(yù)制系梁的落點(diǎn)。采用履帶吊或汽車吊現(xiàn)場(chǎng)完成系梁安裝工作，采用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行全程定位監(jiān)控，從而確保其與設(shè)計(jì)一致。系梁安裝完成后再次用全站儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行精準(zhǔn)復(fù)核，確保其無(wú)誤后進(jìn)行下一步施工。系梁預(yù)制吊裝工藝流程：場(chǎng)地清理→臺(tái)座制作→鋼筋綁扎→模板安裝→模板檢測(cè)、校正→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)梁體砼及試件→拆模→養(yǎng)生→運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)→吊裝→澆筑剩余部分砼。

（2）預(yù)制場(chǎng)地選擇

系梁不同于一般梁片，體積較小，制作運(yùn)輸方便，因此為了節(jié)約工期及施工方便，在進(jìn)行預(yù)制場(chǎng)地選擇時(shí)盡量靠近施工場(chǎng)地。

（3）臺(tái)座制作

根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作模板，如圖1所示。模板采用定制鋼模板，嚴(yán)格按照系梁尺寸進(jìn)行制作。在混凝土澆筑前應(yīng)在模板上涂脫模劑，方便澆筑后脫模，最后澆筑臺(tái)座混凝土。

圖1 定型鋼模底座

（4）綁扎鋼筋

系梁鋼筋在鋼筋加工場(chǎng)統(tǒng)一綁扎，綁扎完成后運(yùn)至預(yù)制場(chǎng)。鋼筋綁扎過(guò)程中注意間距統(tǒng)一和吊點(diǎn)的設(shè)置。

（5）模板制作

模板采用定制的組合鋼模板，模板拼裝完成后，再進(jìn)行吊裝定位。為避免在混凝土澆筑過(guò)程中模板發(fā)生移位，在模板就位后進(jìn)行定位處理。

立模順序：涂脫模劑→系梁外模安裝→安裝底部拉桿→端模安裝→安裝頂部拉桿→模板調(diào)整。

（6）澆筑砼

混凝土在拌制過(guò)程采用自動(dòng)計(jì)量方式，全程采用專用混凝土罐車運(yùn)送?；炷凉嗳肽０搴蟛捎貌迦胧胶透街秸駬v器同時(shí)振搗。當(dāng)混凝土不在出現(xiàn)下沉，且沒(méi)有氣泡上升停止振搗。在系梁與樁連接部位進(jìn)行鑿毛處理，鑿毛標(biāo)準(zhǔn)為表面有石子外露，外露深度為1 cm，以確保與樁頭混凝土有效結(jié)合。當(dāng)混凝土澆筑完成后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，直到系梁達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后方可拆除模板，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)施工。

（7）樁頭清理及放樣

由于系梁位置在鋼護(hù)筒頂面以下，測(cè)量定位后需將鋼護(hù)筒切割至系梁底標(biāo)高位置，如圖2所示。最后對(duì)樁頭進(jìn)行鑿毛處理。

圖2 樁頭處理

（8）預(yù)制系梁運(yùn)輸系梁運(yùn)輸過(guò)程中為避免局部受力不均勻，采用特定側(cè)向定位裝置，該裝置可確保系梁受力均勻，不會(huì)發(fā)生側(cè)滑。為保證運(yùn)輸設(shè)備能勻速、安全行駛，速度控制見(jiàn)表1。

表1 運(yùn)輸設(shè)備行駛速度

系梁采用大型運(yùn)輸設(shè)備統(tǒng)一運(yùn)送，運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)提前做好線路規(guī)劃和沿線警示標(biāo)志。通過(guò)橋梁時(shí)，速度≯5 km／h。同時(shí)在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)服從交通管理部門的統(tǒng)一管理，以實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)輸。

（9）系梁吊裝

系梁吊裝前應(yīng)進(jìn)行吊裝作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)。吊裝設(shè)備穩(wěn)定布設(shè)于平臺(tái)之上，待系梁運(yùn)輸就位后開(kāi)始吊裝。施工時(shí)由架設(shè)總指揮統(tǒng)一指揮，先將鋼絲繩收緊進(jìn)行系梁試提吊，提升至距離地面20～30 cm后暫停提升，等系梁穩(wěn)定后再逐步平穩(wěn)提升至安裝部位上方，然后緩慢落梁。

落梁前應(yīng)在樁頭上方落梁點(diǎn)攤鋪一層水泥砂漿，可有效保證與系梁連接密實(shí)。在系梁落梁過(guò)程注意全程觀察系梁位置精度，如發(fā)現(xiàn)有偏差立即停止，待調(diào)整到位后繼續(xù)落梁。

（10）灌注混凝土

系梁完成安裝后，過(guò)渡段混凝土澆筑作為整個(gè)拼裝施工關(guān)鍵工序，應(yīng)嚴(yán)格定位過(guò)渡段模板（如圖3所示），同時(shí)對(duì)樁頭部位進(jìn)行清理，檢查無(wú)誤后開(kāi)始過(guò)渡段混凝土灌注。

圖3 過(guò)渡段模板安裝

4 結(jié)構(gòu)計(jì)算

（1）荷載計(jì)算

僅考慮自重作用和荷載組合情況下系梁受力，計(jì)算結(jié)果：

（2）系梁結(jié)構(gòu)檢算

采用Midas軟件建立系梁有限元模型，并進(jìn)行受力分析，如圖4所示。

圖4 系梁有限元模型

（3）預(yù)制系梁吊裝檢算

履帶吊在鋼棧橋施工平臺(tái)平穩(wěn)站位，待系梁運(yùn)輸至指定位置后開(kāi)始吊裝作業(yè)。吊點(diǎn)設(shè)在系梁兩端，距端頭60 cm位置。

由圖5可知，系梁整體最大壓應(yīng)力為0.269 MPa＜16.7 MPa，滿足規(guī)范要求。

圖5 系梁壓應(yīng)力示意

由圖6可知，系梁整體最大拉應(yīng)力為0.268 MPa＜1.57 MPa，滿足規(guī)范要求。

圖6 系梁拉應(yīng)力示意

由圖7可知，系梁整體最大剪應(yīng)力為0.091 MPa＜2.01 MPa，滿足規(guī)范要求。

圖7 系梁剪切應(yīng)力示意

圖8 系梁吊裝變形示意

5 施工效益分析

本工程施工處于國(guó)家級(jí)濕地公園區(qū)域，對(duì)環(huán)保要求較高，因此在施工過(guò)程中應(yīng)盡量減少污染，傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工在混凝土的澆筑過(guò)程中難免出現(xiàn)漏撒情況，容易對(duì)水質(zhì)造成污染，且各種施工機(jī)械作業(yè)影響空氣質(zhì)量，再加上現(xiàn)澆施工需要人工長(zhǎng)時(shí)間水上作業(yè)，帶來(lái)了較大的施工隱患。因此技術(shù)人員采用預(yù)制系梁吊裝作業(yè)的方法進(jìn)行水中系梁的施工，有效加快了施工進(jìn)度，同時(shí)減少了人工及機(jī)械作業(yè)時(shí)間，避免應(yīng)施工造成的空氣及水污染問(wèn)題，給項(xiàng)目帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

6 結(jié)論

針對(duì)系梁處于海域環(huán)境中，系梁底標(biāo)高基本與水面平齊，常規(guī)施工方法為下鋼套箱圍堰、抽水、清淤、立模、現(xiàn)澆砼，施工成本大、工期長(zhǎng)的難題，通過(guò)對(duì)裝配式施工技術(shù)進(jìn)行研究，采用預(yù)制系梁技術(shù)解決了施工難題，大大縮短水上施工作業(yè)時(shí)間、減少措施費(fèi)用、降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。