李和平 劉前宏 陳應豪

中國化學工程第七建設有限公司 四川成都 610100

隨著城市交通的迅猛發(fā)展，高架橋成為城市交通建設不可或缺的一項重要內容。由于傳統(tǒng)現(xiàn)澆或整孔架設的施工方法都會對地面交通造成不同程度的影響，需占用較多的施工用地。而高架橋模塊化拼裝法施工不僅可以節(jié)省施工用地，甚至可做到橋上的架設施工不影響橋下的交通。如果把施工作業(yè)影響城市交通造成的損失也作為高架橋建設投入的一部分，高架橋模塊化拼裝法施工相比傳統(tǒng)的技術就有明顯的經(jīng)濟性和社會效益。

以下以迪拜R1013/ 2D 阿圣達加- 雙層式濱海道路項目工程為例，結合國內外節(jié)段箱梁拼裝理論基礎、現(xiàn)場實際施工工序及施工要點，論述高架橋模塊化拼裝施工技術。R1013/ 2D 阿圣達加- 雙層式濱海道路項目實景圖如圖1 所示。

圖1 R1013/ 2D阿圣達加- 雙層式濱海道路實景圖

1 工藝原理

高架橋模塊化拼裝施工技術，其原理就是將橋梁上部結構劃分為若干標準節(jié)段，在預制廠匹配預制完成后，運送至現(xiàn)場通過架橋機在已經(jīng)施工完成的橋墩上按順序逐塊組拼，同時施加預應力，使之成為整體結構，并沿預定的安裝方向逐跨拼裝和推進。

2 施工工藝流程及操作要點

圖2 為R1013/ 2D 阿圣達加- 雙層式濱海道路項目施工工藝流程圖。

圖2 項目施工工藝流程圖

2.1 施工準備

（1）熟悉并審查合同文件、設計文件、規(guī)范標準，編制適用于項目實際的施工方案。

（2）場地準備：此項工作存在兩個部分，一是預制場場地的準備；二是施工現(xiàn)場的準備。必要的一個條件是橋墩施工完成率在50%以上，且達到了設計強度要求。

（3）施工前對相應的作業(yè)人員做必要的安全培訓和技術交底。

2.2 節(jié)段梁預制

本項目共1901 塊節(jié)段梁，分為4 種不同規(guī)格型號，為了滿足進度要求，用于匹配預制的鋼模，每種型號準備了2 套，也就相當于在預制場設置了8 條生產(chǎn)線。為了節(jié)段梁能提前轉運、堆放預制的成品需要達到設計強度，所以開始預制的時間最好與橋墩施工同步。節(jié)段梁的預制施工工藝如圖3 所示。

圖3 節(jié)段梁的預制施工工藝流程

預制工作最重要的環(huán)節(jié)就是對各項尺寸的精準把控，因此必須在預制場建立一套測量監(jiān)控系統(tǒng)，以提高節(jié)段梁的成型精度和橋梁線型得以保證。測量監(jiān)控流程見如圖4 所示。

圖4 預制工作的測量監(jiān)控流程圖

2.3 橋墩頂?shù)鬃A的復核和準備

（1）安裝節(jié)段梁時，必須首先安裝橋墩部位，以用于架橋機安裝擺放的支撐點和每跨橋梁之間的連接點。

（2）在安裝之前，首先檢查復核橋墩頂?shù)鬃A表面的外形、標高尺寸及預留孔的尺寸。確認無誤后，在橋墩的四周搭設安裝操作平臺，以保證作業(yè)人員的安全。

2.4 底座（支座）安裝固定

（1）根據(jù)圖紙要求，將型號正確的橋梁底座安裝在規(guī)定位置，將其每個螺栓孔與橋墩上的預留孔對應，并保證預埋螺栓全部插入了孔內。

（2）現(xiàn)場測量底座的各項數(shù)據(jù)并調整角度，確認無誤后，請求監(jiān)理復測，合格后記錄相關數(shù)據(jù)，底座安裝完成。

2.5 臨時支撐調節(jié)系統(tǒng)安裝

為保證墩頂梁塊安裝的質量，需要安裝一套臨時支撐調節(jié)系統(tǒng)，詳見圖5。該臨時支撐調節(jié)系統(tǒng)是一套液壓千斤頂，一般每個正式底座配備2 個液壓千斤頂。工作時，僅需操控液壓主機來對千斤頂進行升降調節(jié)。其噸位需根據(jù)墩頂梁塊的重量選用，本項目選用的型號為100t。

圖5 臨時支撐調節(jié)系統(tǒng)示意圖

臨時支撐調節(jié)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：用液壓千斤頂替代傳統(tǒng)的墊塊支撐，自動化程度高，安全且高效；能承受被安裝節(jié)段梁的自身重量，保護正式底座不被碰撞而發(fā)生位移；在節(jié)段梁安裝過程中能有效調整梁塊安裝的角度，使其滿足水平要求或坡度要求，是一套可調節(jié)的支撐系統(tǒng)。

2.6 墩頂梁塊安裝

用吊車將墩頂塊梁吊裝到臨時支撐系統(tǒng)上，現(xiàn)場操作見圖6。在吊裝的過程中，必須確保各個方位的準確性，指揮吊車下鉤，使臨時支撐系統(tǒng)受力；在確認每個液壓千斤頂都受力后，操控液壓主機，將墩頂塊的水平度調整至設計要求。測量工程師用全站儀和水準儀全程跟蹤監(jiān)控，在確定滿足要求后，吊車方可脫鉤，再進行下一塊梁的吊裝。

圖6 墩頂梁塊安裝現(xiàn)場圖

2.7 架橋機安裝、調試

（1）架橋機的安裝之前，必須要有至少3 個以上橋墩的墩頂梁塊全部安裝就位；

（2）架橋機的安裝一般是由生產(chǎn)廠家負責，現(xiàn)場僅配合；

（3）架橋機安裝完成后，還需對每個行動機構進行調校和測試，對起重吊裝部分進行荷載測試；待一系列測試合格后，方可向監(jiān)理提出正式安裝節(jié)段梁的申請。

2.8 節(jié)段梁吊裝、組對

2.8.1 懸臂段安裝

（1）架橋機測試合格且得到監(jiān)理的架橋許可令后，架橋機就位，將預安裝的節(jié)段梁運送至架橋機縱軸中心線±600mm 的位置，以便架橋機吊裝。節(jié)段梁的安裝順序一般為，先在橋墩的兩側各安裝三塊節(jié)段梁（稱為懸臂段），然后再安裝中間空余位置的節(jié)段梁（稱為填充段），這樣的安裝方式是為了預應力張拉工作更為方便。

（2）現(xiàn)場工程師應首先檢查預安裝的節(jié)段梁在轉運過程中是否存損壞，并確保所有預埋件表面沒有污垢、灰塵或其他殘留物，還要檢查所有預留孔型是否正確。檢查完畢后，在預埋管周圍安裝好O 型膠環(huán)。

（3）在節(jié)段梁頂面預留的吊裝孔上安裝懸掛梁，用于吊裝。

（4）將編號SBG- U1 節(jié)段梁吊起，在大約離架橋機橫梁底部300mm 距離處，將編號SBG- U1 從起重機構轉移到架橋機桁架的垂直吊桿上。在吊裝過程中，節(jié)段梁上不得站人。

（5）將SBG- U1、D1、U2、D2、U3 和D3 吊裝懸掛在桁架的垂直吊桿上（圖7），用100mm 木質墊塊將每段箱梁隔開，木質墊塊應用繩子固定到箱梁上。

圖7 SBG- U1、D1、U2、D2、U3 和D3 吊裝示意圖

（6）將SBG- U1 預先匹配到墩頂梁塊，并調整縱向/ 橫向角度，以確保整個間隙均勻。

（7）使用架橋機上的起重機將SBG- U1 縱向移動到離橋墩段300mm 處，并在節(jié)段梁之間插入兩個T 形木塊，以保持300mm 的間隙；在兩個完全匹配的節(jié)段梁表面上涂抹環(huán)氧樹脂膠水，厚度約為1.5mm。膠水應與應力管道保持15mm 的距離，但相鄰管道之間必須垂直有一層膠水。

（8）運用架橋機上的液壓系統(tǒng)施加臨時應力，將兩個結合的節(jié)段梁內部的連接桿增壓至40t；然后梁塊外部的連接桿也分別加壓至40t；最后將頂部中央的連接桿加壓至40t，使梁塊完全匹配粘合。

（9）在臨時應力過程中多余的膠水會被擠出，應使用刮刀刮除。

（10）對SBG- D1、U2、D2、U3 和D3 按照上述步驟進行同樣操作，臨時應力將一直保持，直到完成整垮橋梁永久受力方可拆除。

2.8.2 填充段段安裝

（1）重復懸臂段安裝的（1）、（2）、（3）步驟。

（2）將編號SBG- 9 節(jié)段梁吊至編號為N+1 橋墩D3 的懸臂梁上方位置，且與D3 要重疊300mm 左右，便于工作人員從D3 梁上進入到SBG- 9，如圖8 所示。

圖8 SBG- 9 節(jié)段梁吊裝示意圖

（3）提升編號為SBG- 1 的節(jié)段梁至N+0 橋墩處的懸臂梁SBG- U3 旁邊，并處于同一水平；在兩段梁之間安裝臨時應力拉桿，并拉緊臨時應力拉桿，使兩段梁成為整體結構；最后，將架橋機上的起重裝置脫鉤。如圖9 所示。

圖9 SBG- 1 節(jié)段梁的吊裝示意圖

（4）提升編號為SBG- 2 的節(jié)段梁至SBG- 1 處約300mm，水平高度大致相同。將SBG- 2 從起重裝置上轉移至架橋機桁架的垂直吊桿上。

（5）重復上述步驟，將剩余的節(jié)段梁吊裝完畢（圖10）。用100mm 木質墊塊將每段箱梁隔開，木質墊塊應用繩子固定到箱梁上。

圖10 節(jié)段梁吊裝完畢現(xiàn)場實物圖

（6）需要對SBG- 1 進行測控，所以必須精確的完成每個方向的水平定位，以確保能與SBG- U3 完全匹配。

（7）節(jié)段梁SBG- 1 水平定位完成后，將SBG- 2 至SBG- 8 用環(huán)氧樹脂膠水粘合一起，并施加臨時應力；每個節(jié)段梁的三向水平由測量員確認，然后將節(jié)段梁荷載轉移到架橋機桁架的垂直吊桿上；之后，可以進行微小的水平調整，調整的范圍為+/ - 5mm。

（8）整體微調后，在橋墩N+1 處的節(jié)段梁SBG- 9和SBG- D3 需要最后的對齊和調平。

2.9 箱梁調節(jié)段施工

在整跨節(jié)段梁安裝完成后，都會有一條不規(guī)則的施工縫，該縫的主要作用是調節(jié)預制過程中與實際尺寸不匹配造成的缺口，稱為調節(jié)段。調節(jié)段的施工就是將縫口用鋼筋和混凝土在現(xiàn)場現(xiàn)澆，從而使整個橋梁完全閉合。

2.10 預應力張拉

調節(jié)段施工完成后，且混凝土達到了養(yǎng)護期，此時可施加永久應力；待永久應力完成后，架橋機上的臨時應力拉桿方可拆除。拆除臨時應力拉桿的同時，可將墩頂梁塊的臨時支撐系統(tǒng)拆除，并安裝到下一段預安裝的橋墩上。最后，將之前安裝完成正式底座的螺栓孔進行灌漿錨固。

3 質量保證措施

（1）建立一套完整的架橋施工程序，加強質量控制，在進入下道工序前必須報檢。對施工方法、程序、工藝要求、關鍵控制點做詳盡的交底。

（2）實行全面質量管理，建立QC 小組，由質檢員對各關鍵工序進行檢查，并作好記錄，實行質量一票否決權。

（3）所有材料及設備進場必須符合規(guī)定程序，并經(jīng)驗收合格；測量儀器和計量器具須經(jīng)校驗、檢定合格。

（4）針對不合格項應立即報告并采取糾正和預防措施。

4 社會效益和經(jīng)濟效益

預制拼裝施工橋梁因具有施工快速、質量可靠和耐久、環(huán)保等優(yōu)點，可最大程度地縮短施工周期，減少施工現(xiàn)場用工量（約50%），降低城市建設對交通和市民生活造成的干擾，減少對大氣環(huán)境和道路交通的影響，很大程度上解決了揚塵治理問題。現(xiàn)場作業(yè)時間比現(xiàn)澆施工明顯縮短，施工對地面道路交通的影響顯著減小。綜上所述，采用預制拼裝技術的綜合效益明顯提高。

5 結語

高架橋模塊化拼裝施工技術安全高效，施工質量好，建設速度非?？欤靸r低，占地少，對周邊居民的交通出行幾乎沒有影響，濟效益和社會效益顯著，特別是在阿聯(lián)酋地區(qū)首次使用該技術就取得了成功，非常具有推廣意義。