關永強

（廣州公路工程集團有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著我國橋梁建設規(guī)模的不斷加大，裝配式橋梁預制墩柱技術得以飛速發(fā)展。裝配式橋梁指以工廠化、標準化預制構件為主，經自動化運輸、機械化裝配并連接后所形成的橋梁結構。我國運用裝配式預制結構的時間較早，但實際應用規(guī)模并不大。目前已有的研究成果主要集中于裝配式墩柱連接節(jié)點抗震及受力性能及預制墩柱運輸、吊裝及安裝測量等方面，而對預制墩柱生產過程的研究較少。結合《預制拼裝橋梁技術規(guī)程》（DG/T J08—2160—2021）的相關規(guī)定，在完成墩柱預制后必須進行墩柱、鋼筋尺寸、灌漿連接套筒定位等的復測，并將各項偏差控制在±2mm以內[1]。結合施工經驗及混凝土墩柱預制生產數據，墩柱生產過程中各項目精度要達到±2mm存在較大難度。為此，本文將結合具體的裝配式橋梁預制墩柱生產及安裝施工過程，對其預制墩柱生產及施工質量控制展開分析。

1 工程概況

東曉南路—廣州南站連接線南段工程第二標段項目主要以橋梁工程為主，全線長約5.85km，大部分墩柱、蓋梁、防撞護欄及所有上部結構均采用裝配式預制構件拼裝施工工藝，其中預制墩柱184根，具體規(guī)格及數量見表1。預制構件均在工廠生產加工完成，再運輸至施工現場進行安裝。

表1 墩柱規(guī)格、類型及數量

2 預制墩柱生產及安裝施工關鍵技術

2.1 墩柱預制場地建設

為滿足施工需求，該項目預制構件廠獨立設置1條預制墩柱及蓋梁生產線，長358.5m，寬30m，以中間5m運輸通道為界，兩側分別布置預制墩柱生產線及預制蓋梁生產線，其中預制墩柱生產線的布局為：鋼筋加工區(qū)→鋼筋綁扎區(qū)→墩柱模板合模及翻轉區(qū)→澆筑區(qū)→存放區(qū)→成品鑿毛及翻轉區(qū)。在各功能區(qū)設置不同型號的龍門吊或橋式起重設備，用于鋼筋移運及墩柱生產或移運。為控制沉降，還應將φ630mm的鋼管樁增設在預制臺座基礎下，并采用相同措施處理墩柱存放臺座基礎，

2.2 墩柱預制

2.2.1 預制臺座

考慮到此次擬預制墩柱截面尺寸較多，為保證預制臺座符合多尺寸墩柱預制要求，臺座通過型鋼拼接而成，縱向的45#b工字鋼為主要傳力性構件，連接鋼管樁，頂部標高為零，并通過加焊三角板及橫向連接的方式加勁處理；橫向的HW150×150型鋼連接縱向工字鋼。

2.2.2 模板安裝

為保證模板安裝質量，避免模板在混凝土澆筑、振搗及凝固過程中發(fā)生變形，其全部接縫均采取陰陽縫，設計搭接長度為5mm。底模以厚度為2cm的鋼模板為主，通過激光切割打孔，孔位必須和主筋保持一致；側模節(jié)段主要根據墩柱高度設置，節(jié)段長度分為5m,4m（變截面）,3m,2m,1m。墩柱模板安裝必須嚴格按照設計要求進行，避免跳步，并在安裝期間加強測量，保證每一步的施工精度。模板安裝允許偏差見表2。

表2 模板安裝允許偏差

在安裝側模時可能會因兩側模板安裝的不同步、受力不平衡而引發(fā)傾覆，可按照1～2m的間隔設置可調節(jié)豎向支撐鋼管支撐立柱模板的方式予以解決。固定模板的過程中，主要借助扳手葫蘆和四邊纜風繩進行垂直度調整。

鋼筋籠加工在專用胎架上進行。底座、支架、定位板和掛片是組成胎架的基本部分，其中支架分為套筒端定位板支架、主筋掛片架、鋼筋端定位板支架等。在進行鋼筋籠胎架設計及加工時應避免定位支撐體系的受力主筋不變形，并保證架體剛度、穩(wěn)定性、便于操作性。待側模安裝好后將鋼筋籠整體吊裝入模，并安裝頂面模板，完成后借助翻轉臺和龍門吊翻轉至立式，使模板與翻轉架完全脫離后將模板吊運至澆筑臺座，拆除翻轉吊架，澆筑混凝土。

2.2.3 混凝土澆筑

為縮短澆筑時間，應在澆筑開始前進行混凝土泵灌準備，預制墩柱采用C40高性能混凝土，泵送入模后一次性完成澆筑過程。對于鋼筋密集區(qū)域，通過插入式振搗器振搗密實，避免振搗器觸碰模板和鋼筋。

就澆筑方式而言，采用橡膠導管分層澆筑，混凝土跌落高度控制在1.0～1.5m范圍以內，并不得超出2.0m，分層厚度為30cm?；炷翝仓^程中應定期實施坍落度試驗，澆筑期間插入式振搗器的移動間距應控制在其作用半徑的1.5倍以內[2]，并與側模離開至少5cm的距離。振搗至混凝土停止下沉、冒泡及翻漿，且表面出現光澤后抽出。待拆除墩身模板后為避免混凝土水分散失，必須包裹新型復合土工膜并纏繞膠帶和尼龍繩進行養(yǎng)護，同時在墩柱頂部設置鋼管架并連接軟管，通過鋼管架自然出水潤濕處理。

2.3 墩柱安裝施工

在墩柱各個側面分別安裝型鋼牛腿，按設計要求在每個牛腿上增設預留孔，并保證預留孔位完全與墩柱預留螺栓孔對應。在安裝墩柱前，應鑿毛并清理承臺混凝土頂面，將墩柱運輸到場后進行預拼裝，并全面檢查墩柱底灌漿套筒預埋情況及與承臺鋼筋預埋情況的匹配程度。預拼裝結束后正式吊裝的過程中，先安裝座漿擋板，座漿擋板必須根據墩柱實際尺寸提前定制，宜比墩柱尺寸寬5cm，高度控制在50mm左右，主要起到安裝墩柱過程中保證座漿厚度并防止座漿外溢作用。為保證墩柱安裝后柱頂標高滿足要求，應在安裝前在基礎承臺面上劃出中心線，并根據測量所得承臺面實際標高調整承臺上的鋼墊板標高。

具體安裝時應在承臺頂面灑水潤濕，并在墩柱和承臺拼接縫之間設置厚20mm,28d抗壓強度至少為60MPa的高強無收縮砂漿墊層。砂漿必須按規(guī)定配比加水，并通過高速攪拌機至少攪拌4min，拌和完成后靜置3min待氣泡完全消除便可使用。以人工方式將高強砂漿澆筑至承臺上擋板結構內，并人工收平，最終使底漿層厚度達到20mm。

本工程最大重量的預制墩柱達129t。在預制施工過程中，根據預制墩柱吊裝重量、吊裝作業(yè)半徑及高度選擇合適的汽車吊，并將輪胎橡膠或土工布置于墩柱底部范圍，通過汽車吊完成墩柱的翻轉與直立，再進行吊裝、旋轉并就位。預制墩柱安裝施工過程中主要借助全站儀控制安裝平面位置和豎直度，針對安裝過程中出現的偏差，必須通過汽車吊及設置在型鋼牛腿上的小型千斤頂進行調整。

最后在墩柱套筒內灌漿，并在灌漿施工開始前全面檢查施工條件、灌漿料性能、灌漿口及出漿口清理情況、套筒內腔連通程度、安全措施等，以上項目均符合規(guī)范要求后再展開灌漿。東曉南路—廣州南站連接線南段工程第二標段項目裝配式橋梁預制墩柱套筒內M100型灌漿料黏度較高，凝固時間短，為此采用了專門定制的拌和機和灌漿機等設備，保證了預制墩柱套筒灌漿施工質量。

灌漿料通過專門定制的拌和機設備充分攪拌4min，靜置3min后可用，在正式灌漿前還應再次進行套筒情況檢查，并在出漿口處增設30cm長L形PVC管，防止灌漿口封堵時灌漿料回流過多造成套筒內腔灌漿料空洞情況。采用壓漿法從灌漿套筒下方的灌漿孔內注入漿液，當出漿口L形PVC管有漿液冒出時，應立即封堵灌漿口。最后通過現場檢查壓漿密實度，如出現不密實情況，應進行補灌。

3 預制墩柱生產合格率控制要點

3.1 灌漿套筒精準定位

通過灌漿套筒安裝試驗，分析其安裝施工工藝發(fā)現，影響灌漿套筒安裝定位精度的原因主要有以下兩方面：①灌漿套筒之間采用絕對定位方式，導致灌漿套筒無法連接成整體，在安裝定位期間出現±2mm以上的偏差；②灌漿套筒完成定位后并未固定連接底模板，導致其在鋼筋籠模板翻轉、混凝土振搗養(yǎng)護等過程中很容易發(fā)生±2mm以上的偏移。

針對以上原因，為確保灌漿套筒的精準定位，可采取以下措施：

（1）必須對現有灌漿套筒定位方式進行優(yōu)化，將墩柱鋼筋籠胎架端部灌漿套筒定位板和墩柱底模相結合，起到套筒定位和墩柱底模板的雙重作用，對灌漿套筒展開精準定位的同時，與底板有效相連，避免出現偏移和偏差。

（2）為確保灌漿套筒頂部端頭安裝精度，應將密封環(huán)套入灌漿套筒頂部端頭后，再將主筋穿插入套筒內，并保證主筋持續(xù)插入灌漿套筒內定位肋處，最后檢查密封環(huán)是否有空隙。如有縫隙，則應加涂填縫劑或密封膠，確保密封良好。

（3）為確保灌漿套筒底部端頭的安裝精度，應在密封柱塞上套灌漿套筒，直至套筒端面與底模板緊貼后通過扳手等工具將底模板另一面螺母擰緊，通過螺栓拉力使橡膠柱塞持續(xù)壓縮后環(huán)向擴張，從而緊密貼合套筒內壁，起到良好的套筒密封效果。

（4）為確保灌漿套筒底部端頭密封柱塞的安裝精度，應通過車床精加工底模，確保其柱塞孔洞偏差均不超出±1mm，并在端模模板處定出套筒的具體安裝位置，進行密封柱塞安裝，全部柱塞尺寸偏差均控制在±1mm以內。

3.2 主筋伸出筋定位

當前國內常用預制墩柱主筋伸出筋定位技術有以下兩種：①以原模板和箍筋為依據展開主筋伸出筋定位，這種操作過程復雜、耗時，且精度無法保證；②通過鋼筋掛片，將一個附帶鋼筋定位裝置的鋼板設置在模板上用于主筋伸出筋定位，這種操作定位快速、工效高，但其定位過程中并未對主筋伸出筋加以固定，定位結果和精度容易受后續(xù)工序的影響[3]。

考慮到施工進度，在鋼筋籠胎架上設置鋼筋掛片進行主筋初定位，并增設一塊加工精度和孔位尺寸均與墩柱主筋直徑、間距相對應的主筋伸出筋定位架，使其伸出筋精度始終位于±2mm以內，以確保主筋伸出筋符合蓋梁底部灌漿套筒安裝精度要求。

4 效果檢驗

東曉南路—廣州南站連接線南段工程第二標段項目所需184根墩柱生產采用本文所提預制墩柱生產合格率控制措施后，對部分預制墩柱構件進行了生產試驗，并在預制墩柱實際應用后隨機測量了灌漿套筒和主筋伸出筋定位情況，結果見表3。根據實際應用結果，優(yōu)化處理后的灌漿套筒精準定位措施和主筋伸出筋定位裝置能使裝配式橋梁預制墩柱生產合格率顯著提升；通過鋼筋籠制作測量數據也可以看出，優(yōu)化措施實施后單個鋼筋籠制作時間及后續(xù)安裝時間分別縮短2h和4h，吊裝機械租賃費和人工費得以大幅節(jié)省。

表3 灌漿套筒和主筋伸出筋定位情況測量結果

5 結語

綜上所述，裝配式橋梁預制拼裝技術是橋梁結構工廠化制造、機械化裝配、標準化管理等技術的集成，也是推動橋梁優(yōu)質建造，實現預制混凝土和鋼筋技術在橋梁領域應用突破的重要途徑。本文對灌漿套筒及主筋伸出筋安裝節(jié)點工藝的優(yōu)化，對于提升裝配式橋梁預制墩柱灌漿套筒和主筋伸出筋的生產精度，保證預制墩柱生產合格率，降低預制墩柱生產及后續(xù)施工成本效果顯著。在當前橋梁施工過程中大力推行裝配式安裝工藝的背景下，不斷推進預制構件生產及安裝施工工序的優(yōu)化，提升構件質量和生產效率，具有很大的現實意義。