鄧翔浩，魏大東

（江西省交通工程集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

預(yù)制梁是通過(guò)工廠預(yù)制后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)并按設(shè)計(jì)要求安裝并固定的梁體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，公路橋梁預(yù)制梁施工則指公路橋梁工程中某些特殊部位梁體施工采用預(yù)制梁施工技術(shù)。預(yù)制梁技術(shù)廣泛采用工業(yè)化施工，組織大規(guī)模預(yù)制生產(chǎn)，通過(guò)裝配式措施及現(xiàn)代化起重設(shè)備吊裝，預(yù)制部件質(zhì)量可靠，整個(gè)施工過(guò)程安全可控。公路橋梁建設(shè)承擔(dān)著重要的交通運(yùn)輸及服務(wù)社會(huì)的任務(wù)，其自身也具備十分明顯的樞紐性質(zhì)及連接性特征。預(yù)制梁結(jié)構(gòu)體量重量大，必須在梁場(chǎng)提前預(yù)制，梁場(chǎng)必須嚴(yán)格按照預(yù)制梁規(guī)格進(jìn)行布置，并充分考慮便于施工方面的需要。此外，為保證橋梁工程施工質(zhì)量，還必須加強(qiáng)底座模板、鋼筋、鋼絞線及波紋管、梁體混凝土澆筑等施工過(guò)程控制。

1 工程概況

新建某高速公路起訖樁號(hào)K51+433—K284+247，線路全長(zhǎng)232.814km，全線共設(shè)置有20座橋梁，其中特大橋9 座，全部為預(yù)制梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，公路沿線共有T 梁預(yù)制場(chǎng)3個(gè)。本預(yù)制場(chǎng)主要負(fù)責(zé)預(yù)制一特大橋引橋施工所需的25m 長(zhǎng)T 梁和40m 長(zhǎng)T 梁，兩種T 梁中心高分別為1.8m和2.4m，通過(guò)先簡(jiǎn)后支方式架設(shè)。25m長(zhǎng)T預(yù)制梁和40m 長(zhǎng)預(yù)制T 梁均通過(guò)φj15.24預(yù)應(yīng)力鋼絞線、C50混凝土以及XXM-15 錨具和OVM15-11 錨具張拉施工。對(duì)圓曲線內(nèi)橋墩處應(yīng)橫橋向布置，且梁片預(yù)制長(zhǎng)度順墩位中線呈扇形設(shè)置。本特大橋及引橋T梁預(yù)制及安裝工程量詳見(jiàn)表1所示。

表1 T梁預(yù)制及安裝工程量匯總

2 預(yù)制梁結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)

2.1 場(chǎng)地布置

場(chǎng)地的設(shè)置對(duì)于公路橋梁預(yù)制梁施工較為重要，場(chǎng)地必須平整密實(shí)，經(jīng)過(guò)壓路機(jī)壓碾壓施工后檢測(cè)平整度和密實(shí)度，為后續(xù)混凝土澆筑及鋼板鋪設(shè)等施工過(guò)程提供條件。此外，施工場(chǎng)地橫向位置必須根據(jù)人字坡形式設(shè)置，縱向位置應(yīng)與排水方向一致，以提升排水性能。

本公路橋梁工程預(yù)制T 梁場(chǎng)地位于起訖樁號(hào)K210+220—K210+628路基填方處，分別按照12個(gè)和3個(gè)進(jìn)行40m T 梁底座及25m T 梁底座設(shè)置，并按照橫向四排、縱向四列以及橫向一排布置。通過(guò)2 組龍門吊機(jī)、1 套架橋機(jī)和運(yùn)梁平車進(jìn)行T 梁吊運(yùn)安裝，并采用兩套JS750 攪拌機(jī)組裝而成的自動(dòng)拌和站進(jìn)行混凝土材料制備。將預(yù)制場(chǎng)內(nèi)施工段路基填平壓實(shí)處理，并設(shè)橫向人字坡，便于及時(shí)排出積水。待施工段路基填筑達(dá)到設(shè)計(jì)平整度和壓實(shí)度后將厚度200mm 的底基土填筑在臺(tái)座基底，其上再澆筑混凝土，并等凝固強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%后進(jìn)行鋼板面層鋪設(shè)。

公路橋梁預(yù)制梁結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中必須結(jié)合工程地基情況確定預(yù)制梁參數(shù)及施工技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)預(yù)制梁臺(tái)座施工控制，確保臺(tái)座結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性及抗形變能力均符合設(shè)計(jì)要求；并結(jié)合工程設(shè)計(jì)，將臺(tái)座固定于箱梁處預(yù)留拉桿孔位。

2.2 臺(tái)座地基處理

臺(tái)座地基處理主要包括強(qiáng)夯、深層攪拌、真空預(yù)壓及換土墊層等施工環(huán)節(jié)。采用2 000kN·m的夯擊能按照5m 間距實(shí)施兩遍點(diǎn)夯和一遍滿夯。所用夯擊錘重量19.6kN，夯擊距離按照10m/次控制，點(diǎn)夯次數(shù)共為10次，并應(yīng)將最后兩夯沉降量均值控制在50mm 以內(nèi)；再改用推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整，并檢查夯坑內(nèi)的積水情況，將積水徹底排除后填平夯坑并碾壓密實(shí)。對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)部分軟土地基，應(yīng)改用深層攪拌技術(shù)，即在深層攪拌機(jī)內(nèi)按比例倒入水泥和石灰，并使其與地基土原位攪拌，直至形成具備一定承載力的圓柱狀連續(xù)墻增強(qiáng)結(jié)構(gòu)復(fù)合地基。

工程現(xiàn)場(chǎng)部分地基處含有飽和狀軟黏土，為快速排出軟黏土內(nèi)水分，加強(qiáng)地基固結(jié)，必須提前在砂墊層中埋設(shè)抽氣管，并在其上覆蓋密封膜后持續(xù)抽氣，直至砂墊層內(nèi)氣壓為負(fù)壓。

將可以開(kāi)挖的軟土地基持續(xù)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)深度后分三層回填碎石、礫石、砂石等抗剪強(qiáng)度高、壓縮性小的材料，邊回填邊壓實(shí)。其中，第一層和第二層設(shè)計(jì)層厚分別為1.5m 和0.5m，第三層通過(guò)振動(dòng)碾壓將基底壓力分散至墊層，以提升地基承載力。

2.3 T梁預(yù)制

2.3.1 底座及模板

本橋梁T梁底座主要由底座基礎(chǔ)、小梁、底模等部分構(gòu)成，將鋼筋預(yù)埋于混凝土頂面后和槽鋼焊接固定，并在小梁處進(jìn)行混凝土底模澆筑，T 梁張拉過(guò)程中自重更多集中于梁體兩端，故應(yīng)進(jìn)行梁體兩端底座加強(qiáng)處理。參考反拱度取值確定底座拱度，防止T梁上拱度增大而使減少橋面鋪裝厚度。

鋼筋安裝完畢且驗(yàn)收合格后通過(guò)龍門吊安裝側(cè)模和端模，并在安裝前按要求涂刷脫模劑，安裝時(shí)預(yù)留出吊裝孔位；通過(guò)分別設(shè)置在梁頂模板及梁底底座處的上下雙排對(duì)拉螺桿固定模板。

2.3.2 鋼筋加工

鋼筋施工是預(yù)制梁制作中不可或缺的環(huán)節(jié)，且鋼筋材料自身材質(zhì)很容易受到空氣、腐蝕性液體等的影響而銹蝕，為此，鋼筋加工過(guò)程必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范和相關(guān)規(guī)程進(jìn)行。鋼筋的下料及彎折工作必須以工程實(shí)際需要為依據(jù)，充分考慮鋼筋材料除銹及垂直性控制等要求，提升其防腐蝕性能及預(yù)制梁使用壽命。

鋼筋綁扎時(shí)應(yīng)以臺(tái)座為基礎(chǔ)，并明確標(biāo)號(hào)，避免因人為原因錯(cuò)放而引發(fā)失誤；綁扎完成后及時(shí)檢驗(yàn)相關(guān)參數(shù)，確保施焊前鋼筋工程參數(shù)完全準(zhǔn)確；施焊焊點(diǎn)數(shù)量應(yīng)控制在骨架數(shù)量的2/3 及以上，接長(zhǎng)位置必須通過(guò)滿焊形式焊接；鋼筋籠底部和外側(cè)綁扎必須保證鋼筋籠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和工程施工質(zhì)量。

2.3.3 鋼絞線和波紋管

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求布設(shè)鋼筋及鋼絞線，并通過(guò)混凝土墊塊增設(shè)鋼筋保護(hù)層，綁扎鋼筋接頭，安裝錨頭墊板并完成預(yù)應(yīng)力管道預(yù)埋。結(jié)束梁肋鋼筋綁扎后預(yù)埋鍍鋅波紋管，接頭應(yīng)平順連接，對(duì)于無(wú)法避免的鋼管束及鋼筋交叉，必須再次進(jìn)行設(shè)計(jì)位置檢查，無(wú)誤后調(diào)整鋼筋布設(shè)。錨固墊板安裝前還應(yīng)全面檢查墊板尺寸，并按設(shè)計(jì)圖紙將其固定在模板后，設(shè)置加強(qiáng)筋和螺旋筋；封堵壓漿孔，避免澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)漏漿。

進(jìn)行鋼絞線長(zhǎng)度、錨具長(zhǎng)、千斤頂長(zhǎng)、孔道曲線長(zhǎng)等參數(shù)的計(jì)算，鋼絞線通過(guò)砂輪鋸切割后牢固綁扎成束，并統(tǒng)一編號(hào)和堆放。在穿束施工前將預(yù)應(yīng)力管道口堵塞，避免落入雜物，澆筑完混凝土后清理孔道，通過(guò)金屬網(wǎng)套穿法[1]借助孔道內(nèi)預(yù)留的鉛絲牽引鋼絲繩至孔道內(nèi)，再由慢卷?yè)P(yáng)機(jī)將鋼束引進(jìn)后穿預(yù)應(yīng)力筋。

2.3.4 澆筑梁體混凝土

自制拌和站制備好混凝土后通過(guò)料斗及軌道運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，再由龍門吊將料斗提升至澆筑區(qū)域，此后按照每層30cm 的厚度從梁端向中間分層澆筑混凝土，并通過(guò)高頻插入式振搗器內(nèi)外結(jié)合振搗至設(shè)計(jì)密實(shí)度。應(yīng)按振搗器實(shí)際作用半徑的1.5 倍確定其移動(dòng)間距，振搗施工時(shí)必須避免振搗棒觸碰鋼筋、波紋管和模板。結(jié)束混凝土澆筑后，以人工方式抹平裸露面，待收漿后還應(yīng)再次抹平、拉毛處理?；炷敛牧铣跄蟾鶕?jù)要求進(jìn)行養(yǎng)生，根據(jù)平行試驗(yàn)[2]結(jié)果，待混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)0.5～0.8MPa 時(shí)，拆除芯模，此后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)10～24h，待混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)2.5MPa時(shí)即可拆除側(cè)模。

2.3.5 預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿

預(yù)應(yīng)力張拉施工應(yīng)在混凝土養(yǎng)生時(shí)間≥5d 且強(qiáng)度值達(dá)設(shè)計(jì)值90%以上時(shí)進(jìn)行，在張拉施工前必須標(biāo)定張拉千斤頂及油表。按照鋼束編號(hào)及“0→初應(yīng)力→100%控制張拉應(yīng)力持荷2min”的次序在預(yù)制梁結(jié)構(gòu)兩端依次對(duì)稱勻速?gòu)埨⒎謩e以張拉應(yīng)力和應(yīng)變延長(zhǎng)為主控制指標(biāo)和副控制指標(biāo)[3]。待張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)水平且趨于穩(wěn)定時(shí)錨固。

待結(jié)束預(yù)應(yīng)力張拉后通過(guò)壓縮空氣和清水清理孔道，待達(dá)到干燥狀態(tài)后再進(jìn)行壓力注漿。具體而言，本工程漿液拌制由1 臺(tái)灰漿拌和機(jī)完成，配備1 臺(tái)活塞壓漿泵壓漿以及1臺(tái)壓漿泵壓水，通過(guò)無(wú)油分壓縮空氣將孔道內(nèi)積水徹底排出。此后通過(guò)活塞壓漿泵以1.0MPa 的注漿壓力連續(xù)、均勻、緩慢注漿，并待預(yù)應(yīng)力孔道另一頭水泥漿液達(dá)設(shè)計(jì)黏稠度后結(jié)束繼續(xù)超壓1.0～1.5min，此后結(jié)束灌漿。

2.4 T梁架設(shè)安裝

2.4.1 梁體預(yù)拱度控制

在安裝預(yù)制T 梁前，由于混凝土強(qiáng)度低、齡期短，預(yù)應(yīng)力值比設(shè)計(jì)值大，因此，因環(huán)境濕度過(guò)大而導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化、出現(xiàn)收縮徐變并使預(yù)制T梁跨中撓度超出設(shè)計(jì)值的可能性很大?；炷潦湛s徐變會(huì)使其損失部分預(yù)應(yīng)力，并導(dǎo)致其預(yù)拱度增大，為此，必須選擇干燥晴朗的天氣環(huán)境進(jìn)行預(yù)制梁施工，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范校驗(yàn)張拉設(shè)備性能及控制施工過(guò)程。

2.4.2 梁體架設(shè)安裝

本特大橋施工場(chǎng)地較小，預(yù)制梁布置在其12#墩右側(cè)河灘處，橋墩頂和地面存在較大高差，為預(yù)制T梁運(yùn)輸及安裝增加了難度。為保證預(yù)制T梁架設(shè)使用質(zhì)量和進(jìn)度，決定采用地面提升+架橋機(jī)架設(shè)的預(yù)制T 梁安裝方案。待T梁面滿足施工平臺(tái)要求后便可在平臺(tái)上拼裝架橋機(jī)，架橋機(jī)相關(guān)設(shè)備通過(guò)固定式提升鉆從體面提升至梁面，再在移動(dòng)天車的配合下完成架橋機(jī)拼裝。將枕木搭設(shè)鋪筑在梁面用于T 梁運(yùn)輸。預(yù)制完成的T 梁由龍門吊提升后橫向移動(dòng)至地面運(yùn)梁軌道臺(tái)車，由臺(tái)車將其運(yùn)輸至固定提升站下，再由提升站將其提升至梁面。梁面運(yùn)輸系統(tǒng)將T梁運(yùn)輸至架橋機(jī)處，由架橋機(jī)完成架設(shè)。

在運(yùn)行架橋機(jī)之前必須檢查運(yùn)行軌道以下梁隔板及翼板焊接質(zhì)量，并將限位器設(shè)置在前輪停車處以避免發(fā)生溜車。將吊梁臺(tái)車移至架橋機(jī)后端，脫空前支架，再將架橋機(jī)懸臂向前置于安裝孔位，使其處于吊梁狀態(tài)。在墩帽支承面增設(shè)鋼板和枕木，并待頂升支架呈鉛垂?fàn)顟B(tài)后增設(shè)定位銷。

將吊梁臺(tái)和平板車移至設(shè)計(jì)位置后檢查底梁及吊桿設(shè)置情況，啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)吊裝梁，并待梁片下落至與橫向移動(dòng)設(shè)備相距20～30cm 時(shí)進(jìn)行其位置的檢查和調(diào)整，無(wú)誤后下落至橫向移動(dòng)設(shè)備。位于墩頂?shù)念A(yù)制梁的橫向移動(dòng)主要通過(guò)液壓滾道系統(tǒng)分次頂推完成，待預(yù)制梁頂推至支座上方后進(jìn)行驗(yàn)收，合格后通過(guò)千斤頂將其頂起，并依次撤除滾架、滾道，最后下落千斤頂使預(yù)制梁落至指定位置。

預(yù)制T梁架設(shè)安裝過(guò)程詳見(jiàn)圖1。

圖1 架橋機(jī)架梁施工過(guò)程

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)制梁結(jié)構(gòu)是公路橋梁工程主要的承力結(jié)構(gòu)，預(yù)制梁施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁工程整體施工質(zhì)量，且預(yù)制梁施工過(guò)程具備一定的復(fù)雜性，施工單位在進(jìn)行梁體預(yù)制時(shí)，必須加強(qiáng)預(yù)制場(chǎng)地布置、臺(tái)座地基處理、T 梁預(yù)制、鋼筋施工、T 梁吊裝等環(huán)節(jié)的過(guò)程管控，并建立質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)急預(yù)案控制，保證施工質(zhì)量。本特大橋工程通過(guò)集中預(yù)制T梁，大幅加快了施工速度，并針對(duì)施工場(chǎng)地較小、橋墩頂和地面高差大等問(wèn)題，采用地面提升及架橋機(jī)架設(shè)的結(jié)合施工方案，有效保證了施工進(jìn)度和質(zhì)量。