彭武蘋

（江西省路橋工程集團(tuán)有限公司，江西南昌 330038）

0 引言

大型立柱蓋梁分段預(yù)制拼裝技術(shù)應(yīng)用中，蓋梁結(jié)構(gòu)采用的是倒T 型，蓋梁變寬段門墩蓋梁長(zhǎng)度為21～27.5m，底部寬為2.7m，頂部寬為0.85m，梁體高度為3.2～3.3m，重量在350～550t 之間。蓋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，通常是底部結(jié)構(gòu)預(yù)埋金屬波紋管，與立柱中的鋼筋進(jìn)行連接，并使用強(qiáng)度性能優(yōu)越的無收縮水泥砂漿材料灌注施工，形成整體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性、牢固性都比較高。在工廠加工作業(yè)中，采用龍門吊進(jìn)行施工，而現(xiàn)代吊裝則采用履帶起重機(jī)，但是對(duì)于重量超過280t 的結(jié)構(gòu)，采用分段預(yù)制方式滿足現(xiàn)場(chǎng)吊裝要求，能減輕現(xiàn)場(chǎng)施工難度，提升施工效率。

1 項(xiàng)目概況

某道路改建項(xiàng)目位于我國(guó)南方地區(qū)，總建設(shè)長(zhǎng)度為13.85km，將區(qū)域內(nèi)的各條道路連接成整體，組合形成完善的道路工程網(wǎng)絡(luò)體系，是綜合性樞紐工程項(xiàng)目。在該項(xiàng)目中應(yīng)用高架快速路+地面主干道敷設(shè)的方式，采用高架雙向六車道的形式，設(shè)計(jì)行車速度80km/h。該項(xiàng)目的施工工程量大、建設(shè)周期長(zhǎng)，對(duì)于區(qū)域內(nèi)交通狀況產(chǎn)生很大的影響，經(jīng)過施工單位以及設(shè)計(jì)單位的研判分析，確定應(yīng)用全預(yù)制裝配式橋梁施工技術(shù)，立柱與蓋梁都應(yīng)用預(yù)制拼裝的工藝措施，并且運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝拼接作業(yè)，以滿足施工的要求[1]。

2 立柱蓋梁分段分析

在該工程中包含高架橋梁項(xiàng)目，其總體重量超過250t 的預(yù)制蓋梁主要是B4、B5、B6、B7、B8 等類型，數(shù)量總共是8 榀，無論是預(yù)制還是運(yùn)輸，作業(yè)難度都非常大，所以蓋梁制作和施工要加強(qiáng)創(chuàng)新，通過使用分段預(yù)制吊裝、現(xiàn)場(chǎng)干拼的作業(yè)方式，現(xiàn)場(chǎng)施工工序得到簡(jiǎn)化，作業(yè)施工速度加快，工程質(zhì)量有所提升。在項(xiàng)目中，B6、B7、B8 型蓋梁為鋼混凝土疊合梁兩端支承結(jié)構(gòu)形式，截面采用主線小箱梁的段落長(zhǎng)度較長(zhǎng)，B4、B5 型蓋梁主線跨S20 鋼連續(xù)梁兩側(cè)支承的形式，跨徑尺寸為2m×66.5m。按照蓋梁250t 重量作為預(yù)制的最高限度，立柱蓋梁中間部位的重量不能超過250t，兩側(cè)翼緣重量不超過180t。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行澆筑預(yù)制施工。

3 立柱蓋梁拼裝工藝

立柱蓋梁分解為三個(gè)段落結(jié)構(gòu)，使用牛腿剪力鍵的方式進(jìn)行分段，并由專業(yè)公司以及技術(shù)人員進(jìn)行檢查模擬，掌握受力條件，展開全面分析和研究，該方式和單齒直縫式、多齒直縫式連接對(duì)比，接縫應(yīng)用牛腿剪力鍵的方式可以促進(jìn)結(jié)構(gòu)的抗剪、抗彎承載性能，滿足設(shè)計(jì)方案的要求，中間牛腿式的節(jié)段蓋梁下緣應(yīng)用預(yù)制鋼套筒的結(jié)構(gòu)形式和墩柱連接，達(dá)到穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)中，傳統(tǒng)的濕接方式比較復(fù)雜，施工難度高、速度慢，而該工程選用的連接方式優(yōu)勢(shì)比較明顯，施工速度也比較快，綜合效益水平較高。在工廠完成分段制作，在各個(gè)段落連接時(shí)應(yīng)用現(xiàn)澆的施工方式，接縫部位達(dá)到緊密性標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于立柱蓋梁現(xiàn)場(chǎng)施工而言，加強(qiáng)施工工藝尤為重要，每個(gè)階段組織專人進(jìn)行管理和控制，規(guī)避不利因素的影響，保證項(xiàng)目施工質(zhì)量[2]。對(duì)于中間階段而言，將蓋梁運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)再進(jìn)行連接施工，插入立柱結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)留的鋼筋材料，保證現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)部位的施工性能合格，吊裝操作按照規(guī)范要求實(shí)施。除此之外，還要進(jìn)行精軋螺紋鋼的臨時(shí)固結(jié)處理，破碎臨時(shí)固結(jié)墊塊，澆筑支座墊石，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)安裝和吊裝作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 場(chǎng)地處理

在該工程項(xiàng)目實(shí)施中，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)勘查，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地為天然原土，為了保證履帶式起重機(jī)的安全，應(yīng)在起重機(jī)空載行走路線上進(jìn)行路基施工，確保場(chǎng)地承載力達(dá)到8t/m2，并在行走路線上鋪設(shè)路基箱，在轉(zhuǎn)彎的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行處理，保證轉(zhuǎn)彎可以順利完成。履帶式起重機(jī)行走耐力參數(shù)如表1 所示。

表1 履帶式起重機(jī)行走耐力參數(shù)單位：t/m2

3.2 起重機(jī)選型

該項(xiàng)目中干拼最重的部位為中間段，達(dá)到250t，應(yīng)用320t 履帶式起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)。SCC320 型履帶式起重機(jī)如圖1 所示。

圖1 起重機(jī)選型（單位：cm）

3.3 中段蓋梁安裝技術(shù)

根據(jù)該工藝方案的要求，中段蓋梁與立柱結(jié)構(gòu)的連接采用灌漿套筒體系。該體系需要在蓋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)埋設(shè)與立柱埋筋部位相同的套筒框架結(jié)構(gòu)，并全部都插入套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后在內(nèi)部灌入強(qiáng)度性能達(dá)到C100的無收縮砂漿材料，從而達(dá)到封閉和連接的效果。首先，進(jìn)行蓋梁與立柱拼接面的匹配處理，在立柱頂部設(shè)置調(diào)節(jié)墊塊，要求達(dá)到尺寸、位置以及平整性標(biāo)準(zhǔn)；然后，實(shí)施蓋梁預(yù)拼裝作業(yè)，保證蓋梁位置精準(zhǔn)，連接性能合格。立柱頂面鋪設(shè)C60 砂漿材料，蓋梁安裝到規(guī)定部位后，再應(yīng)用C100 高強(qiáng)度無收縮砂漿進(jìn)行連接。經(jīng)過檢查確定，強(qiáng)度性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，即可開展干拼作業(yè)。

3.4 邊段蓋梁干接拼裝技術(shù)

一是節(jié)段蓋梁拼接面之間的處理極為重要，應(yīng)做好兩端的分節(jié)蓋梁吊裝作業(yè)施工，吊裝開始前進(jìn)行表面處理，保證沒有雜質(zhì)與積水。起吊作業(yè)之后應(yīng)該將節(jié)段蓋梁吊升到距平面1m 的位置上，并且在表面涂抹環(huán)氧砂漿，以預(yù)防出現(xiàn)砂漿進(jìn)入預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔洞的問題。在涂抹砂漿前要做好洞口封閉處理，避免對(duì)后續(xù)施工產(chǎn)生不利影響?，F(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)中，要求砂漿厚度為2.5mm，平整度達(dá)到1mm。在涂抹工作結(jié)束后即可進(jìn)行拼裝作業(yè)，要求剪力鍵部位達(dá)到吊裝精度標(biāo)準(zhǔn)，與拼接面施工標(biāo)準(zhǔn)一致[3]。

二是構(gòu)建完善的預(yù)應(yīng)力體系，對(duì)于蓋梁進(jìn)行分段處理，以滿足結(jié)構(gòu)面的施工要求。在加固作業(yè)中，采用50mm 的精軋螺紋鋼進(jìn)行施工，連接效果應(yīng)符合要求，蓋梁頂部?jī)蓚€(gè)拼接的部位還要每組設(shè)置頂部預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，其制作材料為2 個(gè)錨塊與3 根精軋螺紋鋼，結(jié)構(gòu)性能、質(zhì)量及連接效果均應(yīng)符合要求。蓋梁頂部跨拼接面需要設(shè)置臨時(shí)錨塊結(jié)構(gòu)，并且放置精軋螺紋鋼，經(jīng)過固結(jié)后即可進(jìn)行拆除作業(yè)。分析圖2、圖3，精軋螺紋在設(shè)置結(jié)束之后進(jìn)行臨時(shí)張拉控制，通過單端張拉的方式進(jìn)行施工作業(yè)，張拉一側(cè)設(shè)置在中間蓋梁。混凝土錨塊采用鋼板與螺紋鋼固定，并設(shè)置螺母進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，以達(dá)到結(jié)構(gòu)性能的標(biāo)準(zhǔn)要求。在現(xiàn)場(chǎng)安裝300t 千斤頂，設(shè)置在工具墊板結(jié)構(gòu)表面，另外一側(cè)使用螺母固定。在上述準(zhǔn)備工作結(jié)束后，進(jìn)行張拉作業(yè)。

圖2 張拉精軋螺紋鋼布置圖

圖3 張拉精軋螺紋鋼

三是臨時(shí)應(yīng)力在施工結(jié)束后，結(jié)合張拉控制力轉(zhuǎn)換為千斤頂?shù)挠捅碜x數(shù)，并根據(jù)要求應(yīng)用千斤頂完成螺紋鋼的張拉作業(yè)。張拉環(huán)節(jié)需要控制張拉的速度，并設(shè)置配重塊，使得蓋梁分段擠壓達(dá)到密實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)發(fā)生翹起的情況。具體操作方法如下：通過應(yīng)用單側(cè)千斤頂先張拉的施工方式，將一根精軋螺紋鋼拉伸到設(shè)計(jì)參數(shù)的70%，再通過起重機(jī)緩慢地提升鋼絲繩，增大拉力，作為安全設(shè)施使用，以保證現(xiàn)場(chǎng)的安全性。在該環(huán)節(jié)繼續(xù)進(jìn)行節(jié)段蓋梁的張拉施工，直到達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)的90%后停止，對(duì)拼接面進(jìn)行檢查，保證截面的受力效果。對(duì)工具墊板的螺母進(jìn)行調(diào)整，固定好螺紋鋼，滿足張拉規(guī)定的要求。上述工作結(jié)束后，逐一進(jìn)行蓋梁頂部螺紋鋼的張拉施工，對(duì)每根材料進(jìn)行全面張拉，將之前的螺紋鋼拉伸到設(shè)計(jì)參數(shù)值。全部螺紋鋼張拉完成后，卸下吊索具，退出作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

四是預(yù)應(yīng)力穿束作業(yè)。在環(huán)氧黏結(jié)劑經(jīng)過必要的固化之后（約24h），即可進(jìn)行鋼絞線穿束作業(yè)，開展節(jié)段蓋梁內(nèi)的永久預(yù)應(yīng)力穿束施工，通過應(yīng)用1 根鋼絞線作為牽引束，與1 根波紋管中的鋼絞線實(shí)現(xiàn)固定處理，在另外一側(cè)使用卷揚(yáng)機(jī)拉出，從而完成穿束作業(yè)。但是也要注意，在穿束的環(huán)節(jié)要保持兩側(cè)同時(shí)張拉，一側(cè)使用卷揚(yáng)機(jī)，另一側(cè)使用汽車，確保安裝效果合格。在環(huán)氧黏結(jié)劑達(dá)到凝固的強(qiáng)度后，即可開展蓋梁分段安裝作業(yè)，進(jìn)行其余的預(yù)應(yīng)力穿束施工[4]。

3.5 濕接縫澆筑

在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，要保證分節(jié)蓋梁兩側(cè)大約有1.2m的結(jié)構(gòu)設(shè)置預(yù)留孔，孔徑為50mm，設(shè)置的數(shù)量是2個(gè)。在現(xiàn)場(chǎng)安裝中，側(cè)模的連接和固定極為重要，主要是通過預(yù)埋在蓋梁兩側(cè)的螺栓進(jìn)行固定，規(guī)格為M20，按照60cm 的間隔距離設(shè)定，并且進(jìn)行木模、鋼管以及槽鋼的固定，使結(jié)構(gòu)成為一個(gè)整體。底模部位應(yīng)用20#槽鋼控制，間隔為15cm，長(zhǎng)度為4m 左右，超出蓋梁寬度的結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行焊接處理，并且在底部設(shè)置封閉的支架體系。對(duì)于采取濕接施工的部位，波紋管采用法蘭加鋼管的方式連接，利用螺栓進(jìn)行固定，從而確定濕接的長(zhǎng)度。同時(shí)進(jìn)行鋼材焊接作業(yè)，并保證密封性合格，預(yù)防出現(xiàn)漏漿等質(zhì)量問題。

3.6 膠接施工

該工程項(xiàng)目中，懸臂結(jié)構(gòu)采用干接的方式、其他則采用整體吊裝的方式進(jìn)行施工。吊裝環(huán)節(jié)分為左、右兩段分別吊裝到規(guī)定部位上，并注意調(diào)節(jié)空間坐標(biāo)。由于蓋梁寬度存在差異，對(duì)接牛腿并不能完全地匹配安裝施工，所以在蓋梁上部采用鋼牛腿、下部采用混凝土塊作為牛腿進(jìn)行施工。在上下結(jié)構(gòu)的施工中，控制好各結(jié)構(gòu)的尺寸，保證拼接表面的清潔度，涂抹環(huán)氧黏結(jié)劑進(jìn)行連接，并做好封閉處理，以免管道堵塞。在環(huán)氧黏結(jié)劑的固化過程中，實(shí)施第一批節(jié)段蓋梁內(nèi)的永久預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)。在上述施工結(jié)束后，將臨時(shí)預(yù)應(yīng)力拆除，并且在環(huán)氧黏結(jié)劑固結(jié)性能合格后，實(shí)施蓋梁分段拼裝作業(yè)。加強(qiáng)蓋梁體外預(yù)應(yīng)力的調(diào)整控制，拼縫的寬度要上下相同，并且保證蓋梁端部標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

大型立柱蓋梁分段預(yù)制拼裝技術(shù)是目前高架橋梁建設(shè)的關(guān)鍵性技術(shù)，對(duì)于施工質(zhì)量的提升有著重要的意義，尤其是在現(xiàn)場(chǎng)施工空間小、運(yùn)輸難度大、建設(shè)要求高的工程項(xiàng)目中，使用該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非常好的效果。通過使用蓋梁干接拼裝技術(shù)施工，不僅可以提高施工效率和質(zhì)量，還能避免對(duì)周邊居民生活造成過大的干擾，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的吊裝、組拼、張拉作業(yè)的影響也比較小，具備較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。