李和平 劉前宏 陳應(yīng)豪

中國(guó)化學(xué)工程第七建設(shè)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(shè)不可或缺的一項(xiàng)重要內(nèi)容。由于傳統(tǒng)現(xiàn)澆或整孔架設(shè)的施工方法都會(huì)對(duì)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(shè)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(shè)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(shù)就有明顯的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)效益。

以下以迪拜R1013/ 2D 阿圣達(dá)加- 雙層式濱海道路項(xiàng)目工程為例，結(jié)合國(guó)內(nèi)外節(jié)段箱梁拼裝理論基礎(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工工序及施工要點(diǎn)，論述高架橋模塊化拼裝施工技術(shù)。R1013/ 2D 阿圣達(dá)加- 雙層式濱海道路項(xiàng)目實(shí)景圖如圖1 所示。

圖1 R1013/ 2D阿圣達(dá)加- 雙層式濱海道路實(shí)景圖

1 工藝原理

高架橋模塊化拼裝施工技術(shù)，其原理就是將橋梁上部結(jié)構(gòu)劃分為若干標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，在預(yù)制廠匹配預(yù)制完成后，運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)通過架橋機(jī)在已經(jīng)施工完成的橋墩上按順序逐塊組拼，同時(shí)施加預(yù)應(yīng)力，使之成為整體結(jié)構(gòu)，并沿預(yù)定的安裝方向逐跨拼裝和推進(jìn)。

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

圖2 為R1013/ 2D 阿圣達(dá)加- 雙層式濱海道路項(xiàng)目施工工藝流程圖。

圖2 項(xiàng)目施工工藝流程圖

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）熟悉并審查合同文件、設(shè)計(jì)文件、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，編制適用于項(xiàng)目實(shí)際的施工方案。

（2）場(chǎng)地準(zhǔn)備：此項(xiàng)工作存在兩個(gè)部分，一是預(yù)制場(chǎng)場(chǎng)地的準(zhǔn)備；二是施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備。必要的一個(gè)條件是橋墩施工完成率在50%以上，且達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

（3）施工前對(duì)相應(yīng)的作業(yè)人員做必要的安全培訓(xùn)和技術(shù)交底。

2.2 節(jié)段梁預(yù)制

本項(xiàng)目共1901 塊節(jié)段梁，分為4 種不同規(guī)格型號(hào)，為了滿足進(jìn)度要求，用于匹配預(yù)制的鋼模，每種型號(hào)準(zhǔn)備了2 套，也就相當(dāng)于在預(yù)制場(chǎng)設(shè)置了8 條生產(chǎn)線。為了節(jié)段梁能提前轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放預(yù)制的成品需要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，所以開始預(yù)制的時(shí)間最好與橋墩施工同步。節(jié)段梁的預(yù)制施工工藝如圖3 所示。

圖3 節(jié)段梁的預(yù)制施工工藝流程

預(yù)制工作最重要的環(huán)節(jié)就是對(duì)各項(xiàng)尺寸的精準(zhǔn)把控，因此必須在預(yù)制場(chǎng)建立一套測(cè)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(cè)量監(jiān)控流程見如圖4 所示。

圖4 預(yù)制工作的測(cè)量監(jiān)控流程圖

2.3 橋墩頂?shù)鬃A(chǔ)的復(fù)核和準(zhǔn)備

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

（2）在安裝之前，首先檢查復(fù)核橋墩頂?shù)鬃A(chǔ)表面的外形、標(biāo)高尺寸及預(yù)留孔的尺寸。確認(rèn)無(wú)誤后，在橋墩的四周搭設(shè)安裝操作平臺(tái)，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(hào)正確的橋梁底座安裝在規(guī)定位置，將其每個(gè)螺栓孔與橋墩上的預(yù)留孔對(duì)應(yīng)，并保證預(yù)埋螺栓全部插入了孔內(nèi)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量底座的各項(xiàng)數(shù)據(jù)并調(diào)整角度，確認(rèn)無(wú)誤后，請(qǐng)求監(jiān)理復(fù)測(cè)，合格后記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，底座安裝完成。

2.5 臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)安裝

為保證墩頂梁塊安裝的質(zhì)量，需要安裝一套臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)，詳見圖5。該臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一套液壓千斤頂，一般每個(gè)正式底座配備2 個(gè)液壓千斤頂。工作時(shí)，僅需操控液壓主機(jī)來對(duì)千斤頂進(jìn)行升降調(diào)節(jié)。其噸位需根據(jù)墩頂梁塊的重量選用，本項(xiàng)目選用的型號(hào)為100t。

圖5 臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖

臨時(shí)支撐調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：用液壓千斤頂替代傳統(tǒng)的墊塊支撐，自動(dòng)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(hù)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(diào)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(diào)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(shí)支撐系統(tǒng)上，現(xiàn)場(chǎng)操作見圖6。在吊裝的過程中，必須確保各個(gè)方位的準(zhǔn)確性，指揮吊車下鉤，使臨時(shí)支撐系統(tǒng)受力；在確認(rèn)每個(gè)液壓千斤頂都受力后，操控液壓主機(jī)，將墩頂塊的水平度調(diào)整至設(shè)計(jì)要求。測(cè)量工程師用全站儀和水準(zhǔn)儀全程跟蹤監(jiān)控，在確定滿足要求后，吊車方可脫鉤，再進(jìn)行下一塊梁的吊裝。

圖6 墩頂梁塊安裝現(xiàn)場(chǎng)圖

2.7 架橋機(jī)安裝、調(diào)試

（1）架橋機(jī)的安裝之前，必須要有至少3 個(gè)以上橋墩的墩頂梁塊全部安裝就位；

（2）架橋機(jī)的安裝一般是由生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)，現(xiàn)場(chǎng)僅配合；

（3）架橋機(jī)安裝完成后，還需對(duì)每個(gè)行動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)校和測(cè)試，對(duì)起重吊裝部分進(jìn)行荷載測(cè)試；待一系列測(cè)試合格后，方可向監(jiān)理提出正式安裝節(jié)段梁的申請(qǐng)。

2.8 節(jié)段梁吊裝、組對(duì)

2.8.1 懸臂段安裝

（1）架橋機(jī)測(cè)試合格且得到監(jiān)理的架橋許可令后，架橋機(jī)就位，將預(yù)安裝的節(jié)段梁運(yùn)送至架橋機(jī)縱軸中心線±600mm 的位置，以便架橋機(jī)吊裝。節(jié)段梁的安裝順序一般為，先在橋墩的兩側(cè)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(yù)應(yīng)力張拉工作更為方便。

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

（3）在節(jié)段梁頂面預(yù)留的吊裝孔上安裝懸掛梁，用于吊裝。

（4）將編號(hào)SBG- U1 節(jié)段梁吊起，在大約離架橋機(jī)橫梁底部300mm 距離處，將編號(hào)SBG- U1 從起重機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到架橋機(jī)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(zhì)墊塊將每段箱梁隔開，木質(zhì)墊塊應(yīng)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(yù)先匹配到墩頂梁塊，并調(diào)整縱向/ 橫向角度，以確保整個(gè)間隙均勻。

（7）使用架橋機(jī)上的起重機(jī)將SBG- U1 縱向移動(dòng)到離橋墩段300mm 處，并在節(jié)段梁之間插入兩個(gè)T 形木塊，以保持300mm 的間隙；在兩個(gè)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(yīng)與應(yīng)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(yùn)用架橋機(jī)上的液壓系統(tǒng)施加臨時(shí)應(yīng)力，將兩個(gè)結(jié)合的節(jié)段梁內(nèi)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(shí)應(yīng)力過程中多余的膠水會(huì)被擠出，應(yīng)使用刮刀刮除。

（10）對(duì)SBG- D1、U2、D2、U3 和D3 按照上述步驟進(jìn)行同樣操作，臨時(shí)應(yīng)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(fù)懸臂段安裝的（1）、（2）、（3）步驟。

（2）將編號(hào)SBG- 9 節(jié)段梁吊至編號(hào)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(jìn)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(hào)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(shí)應(yīng)力拉桿，并拉緊臨時(shí)應(yīng)力拉桿，使兩段梁成為整體結(jié)構(gòu)；最后，將架橋機(jī)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(hào)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(zhuǎn)移至架橋機(jī)桁架的垂直吊桿上。

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

圖10 節(jié)段梁吊裝完畢現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖

（6）需要對(duì)SBG- 1 進(jìn)行測(cè)控，所以必須精確的完成每個(gè)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(shí)應(yīng)力；每個(gè)節(jié)段梁的三向水平由測(cè)量員確認(rèn)，然后將節(jié)段梁荷載轉(zhuǎn)移到架橋機(jī)桁架的垂直吊桿上；之后，可以進(jìn)行微小的水平調(diào)整，調(diào)整的范圍為+/ - 5mm。

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

2.9 箱梁調(diào)節(jié)段施工

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

2.10 預(yù)應(yīng)力張拉

調(diào)節(jié)段施工完成后，且混凝土達(dá)到了養(yǎng)護(hù)期，此時(shí)可施加永久應(yīng)力；待永久應(yīng)力完成后，架橋機(jī)上的臨時(shí)應(yīng)力拉桿方可拆除。拆除臨時(shí)應(yīng)力拉桿的同時(shí)，可將墩頂梁塊的臨時(shí)支撐系統(tǒng)拆除，并安裝到下一段預(yù)安裝的橋墩上。最后，將之前安裝完成正式底座的螺栓孔進(jìn)行灌漿錨固。

3 質(zhì)量保證措施

（1）建立一套完整的架橋施工程序，加強(qiáng)質(zhì)量控制，在進(jìn)入下道工序前必須報(bào)檢。對(duì)施工方法、程序、工藝要求、關(guān)鍵控制點(diǎn)做詳盡的交底。

（2）實(shí)行全面質(zhì)量管理，建立QC 小組，由質(zhì)檢員對(duì)各關(guān)鍵工序進(jìn)行檢查，并作好記錄，實(shí)行質(zhì)量一票否決權(quán)。

（3）所有材料及設(shè)備進(jìn)場(chǎng)必須符合規(guī)定程序，并經(jīng)驗(yàn)收合格；測(cè)量?jī)x器和計(jì)量器具須經(jīng)校驗(yàn)、檢定合格。

（4）針對(duì)不合格項(xiàng)應(yīng)立即報(bào)告并采取糾正和預(yù)防措施。

4 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

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

5 結(jié)語(yǔ)

高架橋模塊化拼裝施工技術(shù)安全高效，施工質(zhì)量好，建設(shè)速度非?？?，造價(jià)低，占地少，對(duì)周邊居民的交通出行幾乎沒有影響，濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，特別是在阿聯(lián)酋地區(qū)首次使用該技術(shù)就取得了成功，非常具有推廣意義。