王 騰

(中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司 北京 100041)

預(yù)制裝配式橋梁施工于20世紀(jì)40年代由法國(guó)工程師弗萊西涅率先開(kāi)始使用,隨后在歐美國(guó)家的建筑行業(yè)中迅速推廣普及,主要原理是使用預(yù)先制備完成的橋梁構(gòu)件在施工線程進(jìn)行拼裝,進(jìn)而組成完整的橋梁。預(yù)制裝配式橋梁具有施工速度快、橋梁質(zhì)量高、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工污染少等優(yōu)點(diǎn),能夠同時(shí)滿足橋梁工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益要求。目前我國(guó)的預(yù)制裝配式橋梁施工技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,廣泛應(yīng)用于市政橋梁、跨海大橋、城軌交通、鐵路工程等多個(gè)領(lǐng)域,并以預(yù)制裝配式橋梁施工方式為基礎(chǔ),不斷完善設(shè)計(jì)規(guī)范、施工標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收要求、質(zhì)量規(guī)程、管理?xiàng)l例等相關(guān)規(guī)范體系,使我國(guó)的預(yù)制裝配式橋梁施工在快速發(fā)展的同時(shí),能夠保證建設(shè)質(zhì)量。在鐵路橋梁工程中,主要在3方面應(yīng)用預(yù)制裝配式橋梁技術(shù),分別是橋梁上部結(jié)構(gòu)、橋梁下部結(jié)構(gòu)和橋面附屬設(shè)施。其中橋梁上部結(jié)構(gòu)和橋梁下部結(jié)構(gòu)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)較為豐富,已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)全預(yù)制化建設(shè),橋面附屬設(shè)施包括防護(hù)墻、電纜槽底板、豎墻、遮板、欄桿和聲屏障等構(gòu)造,結(jié)構(gòu)和形式較為復(fù)雜,是制約工程進(jìn)度和提高建設(shè)效率的關(guān)鍵因素。所以對(duì)鐵路裝配式橋面工程的預(yù)制件施工技術(shù)展開(kāi)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

新建江蘇南沿江城際鐵路項(xiàng)目NYJZQ-7標(biāo)段,起訖里程為:DK165+114(跨京滬高速特大橋7號(hào)墩(不含))-DK199+356(跨疏港特大橋621 號(hào)墩(含)),正線全長(zhǎng)34.24 km,按照雙線350 km/h設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)[1]。

本標(biāo)段自跨越京滬高速公路特大橋7號(hào)墩(不含)開(kāi)始、線路在新長(zhǎng)鐵路北側(cè),與新長(zhǎng)鐵路并行至DK168+052,上跨新長(zhǎng)鐵路,而后沿芙蓉大道北側(cè)前行,跨過(guò)芙蓉大道與S340省道匝道后折向東南,避開(kāi)河山湖,穿越稷山,跨過(guò)張家港,繞避新勝工業(yè)南區(qū)后折向東北,跨越東橫河進(jìn)入張家港市境內(nèi);跨越S338省道和疏港高速后再折向東邊,跨越七圩港沿晨豐公路南側(cè)并行,跨越北十一圩港和S19通錫高速,標(biāo)尾截止至跨疏港高速公路特大橋621號(hào)墩,里程為DK199+356[2]。

標(biāo)段主要工程數(shù)量包括橋梁34.135 km/2座,連續(xù)梁42聯(lián)(含1聯(lián)鋼構(gòu)連續(xù)梁);制、架預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱梁751孔;正線無(wú)砟道床鋪設(shè)34.13鋪軌公里[3]。

主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2 預(yù)制構(gòu)件施工流程與重要工藝

2.1 預(yù)制構(gòu)件施工工藝流程

預(yù)制構(gòu)件施工需要以TB10424-2018鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、TB10752-2018高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、Q/CR9207-2017鐵路混凝土工程施工技術(shù)規(guī)程、Q/CR9603-2015高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程四項(xiàng)工程設(shè)計(jì)及施工規(guī)范為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工藝流程。使用鋼筋、金屬預(yù)埋件、吊環(huán)、電器盒、水泥、砂子、石子、粉煤灰等原料,進(jìn)行吊裝、劃線噴油、邊模鋼筋裝配安裝、埋件安裝、澆筑振搗、拉毛、靜停、構(gòu)件養(yǎng)護(hù)、拆模等一系列預(yù)制構(gòu)件加工工藝,經(jīng)檢查合格后完成工藝流程閉環(huán)[4]。

2.2 預(yù)制構(gòu)件施工重要工藝

2.2.1 模板制備

保證預(yù)制件規(guī)格、尺寸的生產(chǎn)質(zhì)量,首先需要提高預(yù)制件模板的制備質(zhì)量,此工程采用高強(qiáng)度加厚塑鋼模板,相比于普通塑鋼模板,底板厚底增加1.5 mm、側(cè)板厚度增加2 mm、加強(qiáng)棱間距縮小2 cm。并且采用預(yù)制孔洞的制作方式,極大程度提高模板的整體性。

高強(qiáng)度塑鋼模板在澆筑前需要進(jìn)行兩個(gè)環(huán)節(jié)的預(yù)處理。第一個(gè)預(yù)處理工藝為模板的清潔打磨,用來(lái)提升模板內(nèi)部的光滑程度,避免澆筑后的預(yù)制件構(gòu)建出現(xiàn)孔洞、缺損、麻面等外觀質(zhì)量問(wèn)題。具體清潔打磨工藝流程為28%鹽酸浸泡、瀝干鹽酸、高壓水槍沖洗、竹刀打磨、清水池漂洗、質(zhì)量檢驗(yàn)6個(gè)程序,若質(zhì)量檢驗(yàn)不合格,需要重復(fù)上述程序知道檢驗(yàn)合格。需要注意的是,檢驗(yàn)合格的模板需要開(kāi)口向下,放置在整潔的車間內(nèi),避免模板遭受二次污染[5]。第二個(gè)預(yù)處理工藝為噴灑脫模劑,避免凝結(jié)后的混凝土預(yù)制件構(gòu)件脫模困難,噴灑脫模劑需要對(duì)噴灑時(shí)間進(jìn)行管控,通常情況下最佳噴灑時(shí)間為澆筑前50 min。

2.2.2 鋼筋加工

施工單位應(yīng)當(dāng)單獨(dú)設(shè)立鋼筋加工區(qū),包括鋼筋原料檢驗(yàn)、鋼筋校直、鋼筋表面清潔、鋼筋打磨、鋼筋加工、鋼筋檢驗(yàn)6個(gè)環(huán)節(jié)。鋼筋加工需要注意以下事項(xiàng):

(1)鋼筋的檢驗(yàn)環(huán)節(jié)包括原材料檢驗(yàn)和鋼筋骨架檢驗(yàn)兩部分,其中原材料檢驗(yàn)可以采用抽檢的方式,對(duì)鋼筋原材料進(jìn)行力學(xué)測(cè)試,并且需要著重檢查鋼筋原材料的出廠信息、質(zhì)量證書(shū)和試驗(yàn)報(bào)告單,杜絕濫竽充數(shù);鋼筋骨架檢驗(yàn)必須進(jìn)行整體檢驗(yàn),不能使用抽檢方式,主要檢查鋼筋骨架表面的傷痕以及焊接質(zhì)量,焊縫長(zhǎng)度應(yīng)大于10 d。

(2)鋼筋表面清潔工藝不僅需要清除鋼筋表面的銹跡,還需要清除殘留在鋼筋表面的油漬、水泥漿等不易清潔的雜物,可以在不影響鋼筋結(jié)構(gòu)性能的前提下進(jìn)行適度打磨。

(3)鋼筋骨架制作完成后,安放在定型鋼模中,鋼筋與模板之間安裝混凝土保護(hù)層墊塊保證保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求[6]。

2.2.3 混凝土施工

混凝土施工采用自動(dòng)化流水線標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)設(shè)備。該設(shè)備由儲(chǔ)料提升系統(tǒng)、布料振動(dòng)系統(tǒng)以及流水線操作系統(tǒng)組成。施工用混凝土從罐車到澆筑成形全程采用自動(dòng)化作業(yè)(傳送、澆筑、振動(dòng)),在提高混凝土澆筑效率的同時(shí),預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量也得到了保證。并且施工過(guò)程中混凝土全程不落地,有利于改善施工環(huán)境,提升預(yù)制場(chǎng)整體施工形象[7]。

自動(dòng)化流水線標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)設(shè)備具備同時(shí)兼容欄桿、遮板、蓋板等不同種類預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的能力,且配備精準(zhǔn)入模、自動(dòng)計(jì)量等功能,在施工過(guò)程中可以有效減少混凝土澆筑時(shí)的損耗以及對(duì)施工環(huán)境的影響。

自動(dòng)化流水線標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)設(shè)備配備1 套提升系統(tǒng)、1套下料系統(tǒng)、2套小構(gòu)件流水線操作系統(tǒng)以及1套遮板閉式大循環(huán)流水線操作系統(tǒng),每臺(tái)班(工作8 h)可以實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)量為:橋梁遮板200塊,橋梁欄桿400套,橋梁蓋板1 000 m2,消耗混凝土方量約為205 m3。每臺(tái)班生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件可以滿足橋梁段400 雙延米(約12孔32.6 m 簡(jiǎn)支箱梁)安裝所需的工程量。

2.3 一體架設(shè)式方案

此工程選用的鐵路裝配式橋面工程的預(yù)制件施工方案為一體架設(shè)式方案。一體架設(shè)式方案分為豎墻不分離和豎墻分離兩種類型,其中豎墻不分離具有整體性好、無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)澆筑、經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn),但需要增加預(yù)制架設(shè)梁重量以及存梁提梁的高度;而豎墻分離具有整體性好、無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)澆筑、經(jīng)濟(jì)性好、梁重要求較低的優(yōu)點(diǎn),但需要增加存梁提梁的高度以及電纜槽的安裝工序。

在一體架設(shè)式方案落地過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員首先采用豎墻不分離一體架設(shè)式方案來(lái)設(shè)計(jì)欄桿和聲屏蔽方案,其中遮板和豎墻為一個(gè)整體,均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在預(yù)制箱梁時(shí)一體澆筑形成,由于豎墻不分離一體架設(shè)式方案的梁重要求較高,架橋機(jī)所承受的重量過(guò)大,可能會(huì)成為工程安全隱患,所以改用豎墻分離一體架設(shè)式方案,將單側(cè)豎墻進(jìn)行分離,另一側(cè)豎墻和遮板澆筑成一體構(gòu)件,不僅能夠解決梁重過(guò)高問(wèn)題,還能將欄桿及聲屏障基礎(chǔ)做小,進(jìn)一步降低結(jié)構(gòu)自重。

2.4 質(zhì)量控制

鐵路裝配式橋面工程的預(yù)制件施工需要對(duì)以下方面進(jìn)行質(zhì)量控制:

(1)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)出的半成品應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照存放規(guī)范進(jìn)行儲(chǔ)存,避免受到在儲(chǔ)存時(shí)受到污染,影響預(yù)制構(gòu)件成品質(zhì)量。

(2)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)模板應(yīng)當(dāng)使用鋼模,進(jìn)而保證澆筑的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。并且模板的規(guī)格尺寸、遮板形狀、預(yù)埋件位置都應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行標(biāo)定,誤差精度應(yīng)控制在±0.3 mm 區(qū)間內(nèi)。

(3)鋼筋原料、混凝土原料、混凝土配比、混凝土強(qiáng)度等預(yù)制件加工原料需要在進(jìn)料、下料、使用等全過(guò)程進(jìn)行多次檢驗(yàn)。其中混凝土配制應(yīng)當(dāng)進(jìn)行取樣,取樣頻率為每100 m3混凝土取樣1塊、現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)試塊取樣3組9塊。

(4)模板、鋼筋、金屬盒等金屬原料的焊接質(zhì)量應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格管控,對(duì)于結(jié)構(gòu)性要求較高的位置應(yīng)當(dāng)使用全覆蓋熔斷式焊接方式。

3 安全及環(huán)保水保要求措施

3.1 安全措施

鐵路裝配式橋面工程的預(yù)制件施工安全措施如下:①在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)按照文明施工的安全標(biāo)識(shí)要求,放置防火、防雷電、逃生出口/路線、防高壓電等安全標(biāo)識(shí),放置范圍應(yīng)包括施工現(xiàn)場(chǎng)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、生活用地、辦公用地、倉(cāng)庫(kù)、機(jī)電設(shè)備儲(chǔ)藏室等全部區(qū)域。②施工單位應(yīng)按照功能分區(qū)配置對(duì)應(yīng)的消防器材,其中生產(chǎn)區(qū)應(yīng)配備一個(gè)消防栓、兩組滅火器、兩方消防砂以及若干消防鍬;存放區(qū)應(yīng)配備一個(gè)消防栓、三組滅火器;施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)配備4組以上的滅火器。③設(shè)立專人管理消防設(shè)備和易燃易爆材料,做到一天一檢、一天一記錄,未經(jīng)允許不得更改消防設(shè)備擺放位置、不得亂拿亂用。另外應(yīng)針對(duì)消防安全開(kāi)展培訓(xùn)會(huì),確保所有施工人員都能熟練地掌握各種消防設(shè)備的使用方法[8]。④設(shè)立安全監(jiān)督員對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行巡查,規(guī)范施工人員帶好安全帽、不準(zhǔn)穿拖鞋,吊機(jī)、塔機(jī)等特種設(shè)備的操作人員應(yīng)當(dāng)持證上崗。

3.2 文明施工

施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼筋、混凝土等原料按照規(guī)格、生產(chǎn)日期、工藝階段進(jìn)行標(biāo)識(shí),并統(tǒng)一儲(chǔ)存在固定區(qū)域,堆放整齊;對(duì)生產(chǎn)垃圾、雜物等與工程無(wú)關(guān)物品應(yīng)在每天收工前統(tǒng)一進(jìn)行丟棄,丟棄應(yīng)按照垃圾分類規(guī)則,分類打包,送往垃圾回收站;工作人員應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一穿著工作服,不大聲喧嘩、吵鬧,更不允許打架斗毆,規(guī)范作業(yè)。

3.3 環(huán)保水保措施

鐵路裝配式橋面工程的預(yù)制件施工的環(huán)保水保措施如下:①施工場(chǎng)地應(yīng)當(dāng)建立完善的排水系統(tǒng),包括排水渠、定點(diǎn)存放蓄水池、流通水質(zhì)標(biāo)識(shí)等,對(duì)于含有有害物質(zhì)的污水應(yīng)當(dāng)獨(dú)立進(jìn)行儲(chǔ)存,并按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理。②施工場(chǎng)地內(nèi),由拼裝、運(yùn)輸、吊裝等動(dòng)作引起的粉塵污染應(yīng)當(dāng)進(jìn)行灑水控制,避免過(guò)量粉塵對(duì)生產(chǎn)人員和臨近居民產(chǎn)生損害。③工程驗(yàn)收完成后,先將可回收設(shè)備進(jìn)行回收儲(chǔ)存,再將剩余垃圾進(jìn)行清理,文明退場(chǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,筆者對(duì)鐵路裝配式橋面工程的預(yù)制件施工技術(shù)展開(kāi)研究,通過(guò)新建江蘇南沿江城際鐵路項(xiàng)目NYJZQ-7標(biāo)段工程實(shí)例,闡述預(yù)制構(gòu)件施工流程與重要工藝,以及安全及環(huán)保水保要求措施。說(shuō)明鐵路裝配式橋面工程的預(yù)制件施工技術(shù)應(yīng)將模板制備、鋼筋加工、混凝土施工作為重點(diǎn)工藝,使用豎墻分離一體架設(shè)式方案,重視質(zhì)量控制和工程安全及環(huán)保水保要求措施,做到完成預(yù)制裝配式橋面施工的同時(shí),文明施工、文明退場(chǎng)。