金柏屹

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司，北京 101300）

0 引言

為進一步釋放地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿?，提高人民群眾生活水平，近年來，我國各地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目大量開展?；A(chǔ)設(shè)施工程以道橋工程為核心，其技術(shù)的發(fā)展影響著整個產(chǎn)業(yè)。隨著社會進步，國民自然環(huán)境保護意識日益增強，迫切需要各類建筑工程降低對環(huán)境的影響。受制于施工技術(shù)的限制和相關(guān)意識的缺失，基建從業(yè)者大多只注重建設(shè)效率和質(zhì)量。而預(yù)制裝配式橋梁具有對環(huán)境影響小、現(xiàn)場作業(yè)時間段、施工質(zhì)量好以及施工安全水平高等優(yōu)勢，適用于多環(huán)境下作業(yè)。本文將對裝配式鋼筋混凝土進行系統(tǒng)介紹。

1 裝配式混凝土橋梁的優(yōu)勢

1.1 有利于節(jié)約資源

傳統(tǒng)的橋梁建筑施工建設(shè)通常需要投入大量的人力、機器設(shè)備以及消耗大量的基礎(chǔ)原材料。然而，預(yù)制裝配式橋梁構(gòu)件采用集約化批量生產(chǎn)方式，實施統(tǒng)一的工廠化生產(chǎn)工藝，使橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)能夠按照市場標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。橋梁上部結(jié)構(gòu)由板梁、T 梁以及組合箱梁構(gòu)成，橋梁下部結(jié)構(gòu)由橋墩和承臺構(gòu)成。通過對上述單個構(gòu)件材料使用比例的確定，能夠切實減少原材料在施工現(xiàn)場澆筑時產(chǎn)生的浪費，如混凝土和鋼筋等[1]。另外，采用裝配式混凝土橋梁建設(shè)技術(shù)能夠有效減少模板與木方等耗材的消耗。與此同時，統(tǒng)一的工廠生產(chǎn)，對于提升機械化率有很大幫助。

1.2 有利于提高建設(shè)效率

裝配式混凝土橋梁的施工技術(shù)重點在于預(yù)制和裝配。預(yù)制指的是在橋梁施工審批結(jié)束后，對橋梁各構(gòu)建在工廠進行提前制作，預(yù)制的施工方式可以大量節(jié)省施工時間，突破了傳統(tǒng)橋梁施工固化的施工流程，在具有安裝簡便優(yōu)勢的同時，大量減少了工程骨干建設(shè)時間[2]。裝配則指的是在橋梁各構(gòu)建預(yù)制完成后，將其運輸?shù)绞┕さ攸c，并開展橋梁裝配工作，通常采用現(xiàn)場吊裝設(shè)備對橋梁上部結(jié)構(gòu)進行安裝，安裝完成后即可投入使用，無需等待太長時間，即等待橋梁構(gòu)件硬化方能進行下步施工工序。

1.3 有利于環(huán)境保護

現(xiàn)場裝配工藝對環(huán)境影響較小，傳統(tǒng)混凝土現(xiàn)場澆筑工藝的大規(guī)模修建鐵路橋和公路橋則會使生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，如大量的大型運輸、攪拌和起吊設(shè)備對地表植被造成的破壞[3]。然而，裝配式混凝土橋梁建設(shè)可以從源頭上把污染控制住，現(xiàn)場橋梁構(gòu)件裝配作業(yè)使得現(xiàn)場工作僅為安裝和焊接工作，使水資源的使用率有所降低，減少了對水資源和空氣的污染，對推動我國現(xiàn)代化建筑發(fā)展具有積極作用。

1.4 有利于保障橋梁質(zhì)量

在傳統(tǒng)混凝土橋梁建設(shè)的過程中，諸如天氣、溫濕度變化等因素均會對橋梁品質(zhì)造成影響，如混凝土的澆筑及養(yǎng)護工作受到天氣因素影響較大，當(dāng)溫濕度條件不適宜時，會對混凝土硬化情況造成影響。另外，人為因素也會給整體橋梁建設(shè)質(zhì)量造成損害，從而對居民日常生活造成嚴(yán)重安全隱患[4]。裝配式混凝土橋梁結(jié)構(gòu)采用了集約化工廠生產(chǎn)方式，施工質(zhì)量在嚴(yán)格的質(zhì)量檢查和層層把關(guān)下得到了有效保證。對各種自然、人為因素造成的不良影響能夠在一定程度進行有效的控制。

1.5 現(xiàn)場作業(yè)簡便

裝配式混凝土橋梁構(gòu)件采用整體運輸、整體吊裝以及人工焊接的施工工藝，施工過程簡明清晰，所需設(shè)備更加精簡。裝配式混凝土橋梁安裝方式突破了傳統(tǒng)施工現(xiàn)場工序復(fù)雜的局面，施工工序的精簡使得現(xiàn)場作業(yè)效率提高，也為提高承建方現(xiàn)場管理質(zhì)量和效率提供了支持，促進了工程施工整體水平的提高[5]。

2 裝配式混凝土橋梁施工前準(zhǔn)備

2.1 構(gòu)建墩柱、蓋梁BIM 模型

結(jié)合分析施工要求，使用Revit 軟件，按照1∶1 比例要求進行建模。通過搭建模型，直觀呈現(xiàn)預(yù)力筋、鋼筋骨架等位置信息。為了避免因鋼筋整體抗震效果不符合預(yù)期而影響橋梁整體質(zhì)量，需要在預(yù)制前通過碰撞檢測來判斷各構(gòu)配件是否合理[6]。

2.2 鋼筋加工

施工前墩柱鋼筋綁扎作業(yè)在鋼筋加工廠實施，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保主筋位置偏差控制在預(yù)期范圍內(nèi)。在實際施工中，要求人員對主筋的垂直度在綁扎作業(yè)時進行同步測量，禁止垂直度偏差超過0.5%，偏差控制在5mm 范圍內(nèi)[7]。如果現(xiàn)場墩柱主筋施工高度比較高，腳手架的搭設(shè)就需要施工人員提前做好，方能施工。

3 裝配式混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計施工

3.1 裝配式板梁

作為中、小型橋梁建設(shè)的主要構(gòu)筑物，裝配式板梁得到了廣泛的應(yīng)用。而空心板梁目前在國內(nèi)使用的總體質(zhì)量還有待提高，與國外板梁質(zhì)量相比仍存在差距?？招陌辶涸谥貕褐潞苋菀壮霈F(xiàn)整體性垮塌的情況，這與空心板梁整體承受力有關(guān)，因此，空心板梁很難承受載重大的車輛。針對上述問題，可以通過將I 型鋼管放置在混凝土中構(gòu)成鋼骨結(jié)構(gòu)，以一根鋼骨設(shè)為單個單元，每隔3～4 根設(shè)定為一個單元組。使用I 型鋼管連接各個單元組，用以提高各個預(yù)制單元組間強度，使板梁之間實現(xiàn)整體貫通[8]。

3.2 裝配式T 型梁

裝配式T 型梁采用復(fù)合型結(jié)構(gòu)，即T 型梁由上翼緣板和I 型鋼組合而成。這種復(fù)合型結(jié)構(gòu)通過形成剪力，使橋梁均勻受力，增強橋梁綜合承重能力。首先，需要制作或整理預(yù)制臺座。臺座需要能夠承受施加預(yù)應(yīng)力時梁端對地基產(chǎn)生的附加應(yīng)力以及梁體的重量，其中底模需要考慮不同跨度梁的需要，并在臺座間預(yù)留活動空間，通常預(yù)留3～4m，用以移梁。其次，需要制作鋼筋及骨架成型并安裝。在安裝鋼筋前，需要對模板尺寸和位置進行準(zhǔn)確定位，并在鋼筋下方放置保護層墊塊，并將鋼筋綁扎鐵絲，避免鋼筋出現(xiàn)移動。而后進行澆筑混凝土，在澆筑時為了避免澆筑上層混凝土?xí)r下層混凝土被破壞，需要增加澆筑速度，應(yīng)在上一層混凝土初凝前澆筑。在水平分層澆筑時，需要在鋼筋扎好后，將板和梁沿一跨全長進行澆筑，分層厚度通常根據(jù)振搗器進行設(shè)計，人工搗實時設(shè)定為0.2m，振搗器搗實可以設(shè)定為0.2～0.3m。另外，針對跨徑不大的混凝土澆筑時，可以采用斜層澆筑的方式，從主梁兩側(cè)向跨中進行澆筑，澆筑后需要進行搗實處理。在澆筑和搗實工序完成后，對混凝土進行養(yǎng)護。養(yǎng)護方式主要分為自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護兩種?？傮w來說，需要使混凝土保持濕潤，避免混凝土成型后因日曬、雨林、干燥等自然因素影響而出現(xiàn)收縮、裂縫等現(xiàn)象。

通常情況下，灑水養(yǎng)護時間需要超過7 天，且養(yǎng)護時間還需要根據(jù)水泥的品種、外加劑以及空氣濕溫度等因素條件進行確定。在混凝土養(yǎng)護結(jié)束后，需要拆除模板，對構(gòu)件進行移運以及堆放處理。

3.3 裝配式組合箱梁

預(yù)制組合式箱梁采用的是復(fù)合結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)分布在底部和兩側(cè)形成U 型，中上部為混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)橋面與U 型梁閉合形成整體受力時，則會以組合箱梁的形式，使整個結(jié)構(gòu)參與到受力框架中。需要注意的是，在安裝過程中由于受力不均可能會使U 型結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭曲。因此，采用節(jié)段梁整跨施工，通過現(xiàn)代化工藝提高橋梁整體強度。綜上所述，建筑企業(yè)在裝配式結(jié)構(gòu)方案制定時可以按照表1 不同結(jié)構(gòu)經(jīng)濟指標(biāo)進行選擇。

表1 裝配式混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)經(jīng)濟指標(biāo)參考

4 裝配式混凝土橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計施工

裝配式混凝土橋梁承擔(dān)橋梁本身的重量和來自路面的壓力，以裝配式混凝土橋基為主要承重結(jié)構(gòu)。從它的結(jié)構(gòu)形式來說，主要是矩形和梯形的結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)的橋墩、樁基及承臺工藝難度不高，然而，其施工重點在于穩(wěn)定連接以上三種裝配式構(gòu)件。

4.1 橋墩及其連接

橋墩整體采用整體結(jié)構(gòu)強度大、穩(wěn)定性高以及支撐能力好的一體化裝配建筑構(gòu)件。在鋼筋準(zhǔn)確插入預(yù)留孔隙后，以鋼筋作為定位基準(zhǔn)，用鋼筋加固上下連接。在上部橋體中插入柱樁結(jié)構(gòu)，完成對接工作后，使用混凝土進行銜接。

4.2 承臺與樁基之間連接

采用炮筒連接方式，通過鋼筋結(jié)構(gòu)式承臺與樁基之間形成整體，在樁基頂部預(yù)留足夠長度的鋼筋，提高承臺和樁基之間的結(jié)構(gòu)強度。設(shè)置受拉鋼筋，根據(jù)受力的具體情況，避免在重力條件下發(fā)生承臺與樁基壓縮或結(jié)構(gòu)不牢的現(xiàn)象。

5 現(xiàn)場拼裝施工要點

第一，吊裝作業(yè)前需對承臺進行鑿毛等清理作業(yè)，高壓水槍可對承臺表面進行鑿毛初步清理，待將多余的水清除后再進行鑿除。

第二，墩柱邊線的界定需要在安裝擋漿模板前用槽鋼制作模板，將模板邊長控制在6cm，以墩柱尺寸為基準(zhǔn)，并且使用C60 的漿料作為墊層。

第三，要求施工人員提高對承臺的精度控制，并嚴(yán)格控制承臺的水平度和標(biāo)高。

第四，要求現(xiàn)場作業(yè)安全借助高空作業(yè)專用車輛保障，高空作業(yè)人員全身配備安全裝置。

第五，預(yù)制構(gòu)件在組裝施工前，需要對現(xiàn)場橋梁結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件的匹配度進行檢測。如果現(xiàn)場正處于冬季拼裝施工階段，則加強水泥注漿保溫處理等措施。另外，拼裝承臺和立柱需要借助吊車設(shè)備，在測試兩者的匹配度是否達到標(biāo)準(zhǔn)要求后，方能進行裝配。

第六，調(diào)節(jié)墊塊應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況合理采用，根據(jù)立柱垂直度控制以及砂漿墊層厚度控制要求，支座材料選用包括不銹鋼、四氟板以及橡膠等，在組裝時需要在柱子上安設(shè)調(diào)節(jié)裝置。對于立柱節(jié)段的拼裝，為了保證環(huán)氧黏結(jié)劑的應(yīng)用能夠發(fā)揮相應(yīng)的效用，要求施工人員在施工前按照有關(guān)規(guī)范要求進行拼接縫處理。同時，現(xiàn)場人員在立柱節(jié)段采用環(huán)氧黏結(jié)劑進行拼裝時，還需按照施工技術(shù)規(guī)范要求，嚴(yán)格按照預(yù)制階段逐跨拼裝施工。

第七，關(guān)于蓋梁的施工和拼裝，預(yù)制蓋梁底座施工需要結(jié)合實際施工情況，鋼筋綁扎以及澆筑等作業(yè)都要求在臺座上完成。預(yù)制蓋梁的臺座尺寸以設(shè)計圖為基準(zhǔn)。在底座澆筑完成后，施工人員需要對預(yù)埋件鋼管參照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行檢查，以確定鋼管外露長度是否達到標(biāo)準(zhǔn)，從而保證通過鋼管預(yù)埋可以有效固定蓋梁的豎向波紋管。在蓋梁鋼筋和模架施工過程中，蓋梁鋼筋焊縫處理采用雙面焊縫工藝，焊縫間距需要控制在100cm 以內(nèi)，防止出現(xiàn)鋼筋位置隨意變換的情況。

6 結(jié)語

綜上所述，裝配式混凝土橋梁在施工質(zhì)量、施工安全、污染控制、能源節(jié)約以及施工效率等方面明顯優(yōu)于現(xiàn)場作業(yè)式橋梁施工工藝。因此，為了確保橋梁主體結(jié)構(gòu)能夠保持可靠運行狀態(tài)，需要不斷提高對橋梁工程設(shè)計的規(guī)范控制，并嚴(yán)格把控施工技術(shù)要點，切實提高裝配式混凝土橋梁的施工水平和橋梁使用年限。