李子義

摘要 文章以某工程為例，詳細(xì)闡述承插式接裝配式橋墩在橋梁工程中的應(yīng)用。首先簡(jiǎn)要概述了案例工程的基本情況，而后從墩柱預(yù)制、樁基和部分承臺(tái)澆注、墩柱和蓋梁運(yùn)輸、裝配式墩柱的吊裝、灌漿澆筑墩柱與承臺(tái)接口等方面，深入分析該承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝，實(shí)踐證明運(yùn)用該技術(shù)，能有效縮短工程建設(shè)周期，降低施工成本，為同類(lèi)工程提供參考。

關(guān)鍵詞 橋墩蓋梁；裝配式；承插式接；施工工藝；應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào) U441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）24-0079-04

0 引言

隨著建筑材料和施工技術(shù)的不斷發(fā)展，裝配式橋梁建設(shè)方式工程應(yīng)用愈發(fā)廣泛。裝配式橋墩具有場(chǎng)地約束低、施工快速、質(zhì)量可控、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可縮短橋梁建設(shè)周期，減少對(duì)交通的干擾，同時(shí)能有效保障橋梁質(zhì)量。該文以某橋梁工程為例，重點(diǎn)闡述承插式接裝配式技術(shù)在該工程中的運(yùn)用。

1 案例簡(jiǎn)介

某橋梁采用簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力后張小箱梁，跨徑為25 m，運(yùn)用實(shí)心圓形排架式橋墩，直徑為1.4 m，鉆孔灌注樁樁基單樁徑值1.6 m，利用打樁機(jī)將鉆頭深入39 m巖層中，1～15號(hào)墩采取預(yù)制裝配方案，橋墩和樁基采取承插式接式現(xiàn)澆連接，墩體與蓋梁采用套筒全壓漿連接，16號(hào)橋墩采取傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工方式。承插式接裝配式橋墩平、立面圖示如圖1所示，成橋效果如圖2所示。

2 承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝

2.1 墩柱預(yù)制

在預(yù)制場(chǎng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，使用數(shù)控滾焊機(jī)加工鋼筋籠。在加工過(guò)程中，利用胎具檢查縱向主筋位置、間距等控制指標(biāo)，確保精度，使用數(shù)控彎圓機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)加工墩柱的箍筋。鋼筋籠加工好以后，入模前在鋼筋籠頂部固定主筋定位架，完成墩體的鋼筋籠制備，而后使用小型吊車(chē)吊送入模、轉(zhuǎn)換區(qū)域，以制作墩柱[1-5]。

施工采用臥綁立式澆筑，在使用墩柱鋼模板前，需清理內(nèi)模中的脫模劑，在入模區(qū)域裝配金屬波紋管，鋼筋籠通過(guò)吊車(chē)吊離地面并利用人工套入金屬波紋管。波紋管設(shè)計(jì)規(guī)格為波峰緊貼墩體鋼模板，波谷緊貼縱向主筋。套裝完金屬波紋管后，在縱向主筋表面裝配一定量混凝土墊塊，以保證墩體模板與主筋位置保持一致。完成墊塊扎綁后，復(fù)測(cè)鋼筋籠及墩體模板規(guī)格；檢驗(yàn)各墊塊位置，保證鋼筋籠位置符合設(shè)計(jì)要求，合上另一半墩體預(yù)制模板并擰緊螺栓，將墩體模板吊放進(jìn)模板翻轉(zhuǎn)臺(tái)架，吊前須檢查龍門(mén)吊與墩體緩震液壓裝置，避免操作期間發(fā)生機(jī)械故障事故。

混凝土澆筑之前，須再次校核墩體模板位置，并檢查模板的螺栓是否牢固，以防止漏漿情況發(fā)生。為保證預(yù)制墩柱混凝土的質(zhì)量，采取連續(xù)澆筑的方式，并嚴(yán)格控制澆筑的時(shí)間間隔，確保不超過(guò)初凝時(shí)間。在澆筑之前，需嚴(yán)格檢查混凝土的均勻性和坍落度等指標(biāo)。當(dāng)預(yù)制墩體澆注至頂部時(shí)，拆除縱向主筋的定位架后繼續(xù)澆筑，直到達(dá)到設(shè)計(jì)位置完成澆筑之后，原地進(jìn)行養(yǎng)生，達(dá)到50%混凝土強(qiáng)度。隨后拆去側(cè)模，并給予灑水養(yǎng)生，直至達(dá)到85%混凝土強(qiáng)度。最后起吊模板，將其移運(yùn)到存放區(qū)，同時(shí)做好預(yù)制墩底和頂?shù)亩ㄎ淮胧┖投ㄎ粯?biāo)記[6-9]。

2.2 蓋梁預(yù)制

為保證蓋梁鋼筋籠規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)和主受力筋不變形，在蓋梁胎架上完成蓋梁鋼筋籠制作。胎架由底座、支撐架、圓盤(pán)套筒定位和鋼筋定位器組成，其中底座、支架、鋼筋定位器系主要受力裝置，用以保證蓋梁鋼筋籠規(guī)格、位置符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。圓盤(pán)套筒定位器主要用于預(yù)留注漿波紋管，實(shí)現(xiàn)與墩柱的連接。

制作預(yù)制蓋梁鋼筋籠時(shí)，須保證底部套筒和橫向主筋的位置，且嚴(yán)格控制蓋梁箍筋的間距。通過(guò)使用圓盤(pán)套筒定位裝置，精確控制預(yù)埋的金屬波紋管。在具體操作中，需要先將金屬波紋管在定位板上固定，并將其制成鋼筋模塊在胎架底座上定位整個(gè)模塊，而后鋼筋扎綁，最后將定位板和成型鋼筋籠一起放入模具中。

入模校核時(shí)，需要對(duì)鋼筋的位置和尺寸進(jìn)行檢查，同時(shí)確認(rèn)每個(gè)預(yù)設(shè)構(gòu)件的位置及連接情況，包括注漿波紋管和吊環(huán)等。清潔并均勻涂抹脫模劑后，將蓋梁鋼筋籠以龍門(mén)吊吊至蓋梁底模上，然后安裝底模及側(cè)模。安裝模板過(guò)程中，須嚴(yán)格控制模板與蓋梁鋼筋籠的間距，并在入模前使用墊塊確保預(yù)留保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求。完成模板裝配后，原地注漿進(jìn)行固定，這樣可以減少數(shù)次吊運(yùn)造成的筋籠錯(cuò)位等問(wèn)題[10-12]。

模板安裝完成后，需要再次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，以確保模板的高度、平面位置、節(jié)點(diǎn)連接以及穩(wěn)定性。檢驗(yàn)合格后，即可澆筑混凝土。利用泵車(chē)澆筑蓋梁混凝土，應(yīng)水平分層、連續(xù)澆筑、一次性成型，檢查入模混凝土均勻性、塌落度和和易性，且水平分層厚度不超出30 cm，層間澆筑間隔時(shí)間不得超出1.5 h，在下層混凝土初凝前澆注完上層混凝土。

2.3 樁基和部分承臺(tái)澆注

案例工程采用單樁鉆孔澆注樁，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制鋼筋籠后，吊裝至樁基已經(jīng)鉆好的孔道中。平整好現(xiàn)場(chǎng)和鉆機(jī)入場(chǎng)后，須核實(shí)測(cè)量樁位、確認(rèn)舊橋平面位置及高程。安裝打樁機(jī)后，開(kāi)始進(jìn)行鉆孔。鉆孔完成后，吊裝鋼筋籠并進(jìn)行澆筑，樁基強(qiáng)度達(dá)到85%后，進(jìn)行環(huán)切破碎樁頭。

破碎樁頭環(huán)切完成后，進(jìn)行系梁和部分承臺(tái)的施工。開(kāi)挖土層，裝配系梁模板和承臺(tái)模板，扎綁承臺(tái)鋼筋和系梁鋼筋，并按照設(shè)計(jì)要求配置承插連接的大徑值注漿波紋管。承臺(tái)部分澆筑后，按高程在中心位置配置墩底支撐座支承面，并在承臺(tái)上做好墩體十字線定位標(biāo)記。

2.4 裝配式墩柱的運(yùn)輸

將預(yù)制好的墩柱從預(yù)制工廠運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，如圖3所示。要求道路平整、暢通，使用平板車(chē)運(yùn)輸，平板車(chē)承載能力至少為預(yù)制件本身重量的1.5倍。在運(yùn)輸前，需要檢查車(chē)輛狀況和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸條件，緩慢行駛，以確保預(yù)制件不受損壞。由于墩柱豎直放置，因此在裝車(chē)前需要轉(zhuǎn)換姿態(tài)，即將其調(diào)節(jié)為水平狀態(tài)，然后使用龍門(mén)吊和成品翻轉(zhuǎn)架完成作業(yè)，這種方法可以避免由于墩柱底部硬支撐造成的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而避免墩柱底部混凝土損壞和折斷[13-15]。

墩柱轉(zhuǎn)變成水平狀態(tài)，固定在輔助運(yùn)輸月牙枕上。為確保運(yùn)輸過(guò)程中墩柱的質(zhì)量，需提前對(duì)月牙枕位置和數(shù)量給予數(shù)值模擬和設(shè)計(jì)校核。將墩柱固定好后，再將其吊到平板車(chē)拖車(chē)板的位置，為避免運(yùn)輸過(guò)程中墩柱受損，各個(gè)月牙枕接觸表面需鋪上1 cm厚的土工織物作為隔震材料。根據(jù)計(jì)算，運(yùn)輸過(guò)程中最危險(xiǎn)的斷面處位于墩體中部，因此需要在該位置底部加裝減震氣囊，以保證運(yùn)輸過(guò)程中墩體的質(zhì)量不受影響。

2.5 裝配式墩柱的吊裝

在既有承臺(tái)位置現(xiàn)場(chǎng)施工承插槽。槽內(nèi)預(yù)留孔周設(shè)有直徑大于預(yù)制墩體徑值10 cm的大徑值金屬波紋管，在墩體裝配至槽口前，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制線放樣、槽底混凝土面鑿毛和清理波紋管表面雜物等工作。

在墩體裝配時(shí)，承插槽底部需要放置厚度為20 mm的圓形鋼板，以確保柱底錨固質(zhì)量。

現(xiàn)場(chǎng)墩體翻轉(zhuǎn)采用2臺(tái)汽吊一主一輔配合進(jìn)行，待立柱豎直后，輔助汽車(chē)吊撤出，由主汽吊獨(dú)立完成。操作時(shí)，在墩體底大于系梁5 cm區(qū)域，以垂直和平行線路方向各設(shè)2條定位反光貼，貼寬2 cm、長(zhǎng)10 cm，承插口頂面對(duì)應(yīng)配置4個(gè)定位標(biāo)記。旋轉(zhuǎn)墩體使承插口、墩體定位對(duì)應(yīng)標(biāo)線相吻合，保持墩體主筋位置符合設(shè)計(jì)要求。將墩體緩慢放進(jìn)承臺(tái)的承插口并給予粗調(diào)，以4根木楔給予臨時(shí)固定。

預(yù)制墩柱安裝前需先進(jìn)行臨時(shí)固定，以確保其位置準(zhǔn)確。臨時(shí)固定由多個(gè)千斤頂、鋼棒和反力架等組成，能夠精細(xì)調(diào)節(jié)預(yù)制墩柱的空間位置。反力架由2根工字鋼焊接而成，垂向工字鋼則主要是為了保證其與預(yù)制墩柱的貼合程度，橫向工字鋼承受鋼棒作用力。當(dāng)預(yù)制墩體插入承臺(tái)后，以2根鋼棒插進(jìn)預(yù)留孔，兩端則搭在反力架上。通過(guò)反力架底部配置的千斤頂加力，可以精細(xì)調(diào)整預(yù)制墩體的空間位置。在反復(fù)校核預(yù)制墩體的空間位置后，用木楔臨時(shí)固定墩位，以確保其在后續(xù)的蓋梁試吊過(guò)程中不會(huì)發(fā)生位置偏差。

2.6 灌漿澆筑墩柱與承臺(tái)接口

采取M50高強(qiáng)砂漿注漿料，其抗壓強(qiáng)度必須達(dá)到墩體混凝土的強(qiáng)度。在澆筑過(guò)程中，如氣溫低于5 ℃，應(yīng)對(duì)高強(qiáng)砂漿給予必要的保溫措施，以確保灌漿料的溫度保持在10～40 ℃之間。適當(dāng)加熱拌漿水，水溫應(yīng)控制在30～65 ℃之間，以保證拌和后的成品灌漿料溫度不低于10 ℃。

完成墩柱安裝并經(jīng)檢測(cè)合格后，對(duì)注漿縫內(nèi)積水、灰塵以高壓氣槍給予清潔。砂漿現(xiàn)場(chǎng)配置由強(qiáng)制式調(diào)拌機(jī)拌制，調(diào)拌機(jī)轉(zhuǎn)速不能低于1 000轉(zhuǎn)/min。拌制砂漿經(jīng)檢測(cè)合格后，開(kāi)展剩余承臺(tái)注漿作業(yè)。

在澆筑過(guò)程中，需要沿著灌漿縫向多個(gè)方向進(jìn)行灌漿。灌漿料必須達(dá)到杯口位置，溢出漿料才能停止?jié)仓?。完成灌漿后，應(yīng)覆蓋土工織布進(jìn)行養(yǎng)生，待其初凝后再進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。只有當(dāng)灌漿料的強(qiáng)度達(dá)到35 MPa以上時(shí)，才能拆除4個(gè)千斤頂。

2.7 裝配式蓋梁的運(yùn)輸

預(yù)制蓋梁質(zhì)量沉重、體積龐大，是大型結(jié)構(gòu)部件運(yùn)輸，案例工程以平板車(chē)運(yùn)輸蓋梁。為了保護(hù)蓋梁免受車(chē)輛頂板的磨損，在裝車(chē)時(shí)需要在蓋梁底部置放墊木。墊木位置的選擇需要通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)確定。在運(yùn)輸過(guò)程中，車(chē)輛需要緩慢、穩(wěn)定地行駛，嚴(yán)格按預(yù)定路線和時(shí)間操作。在裝車(chē)后，需要檢查蓋梁的前后吊點(diǎn)位置，確保中軸線垂直于墊木，平行于車(chē)身并且接觸良好。

2.8 裝配式蓋梁的吊裝

對(duì)蓋梁與墩體接觸面給予鑿毛處理，操作前須先將接觸砂漿的混凝土界面進(jìn)行清理，除去表面松動(dòng)顆粒、油污、浮塵，同時(shí)給予充分地潤(rùn)濕處理，但是不得存在積水，然后進(jìn)行鑿毛操作。

蓋梁要進(jìn)行試吊，這一步驟的主要目的是檢測(cè)錨固波紋管與墩體預(yù)設(shè)筋間的位置精度、蓋梁標(biāo)高和軸線是否符合設(shè)計(jì)要求。在蓋梁的外側(cè)5 cm處，對(duì)稱配置3個(gè)全站儀反光貼。蓋梁的水平扭轉(zhuǎn)通過(guò)全站儀穿軸線控制，蓋梁橫坡、高程和傾斜度通過(guò)全站儀三角高程測(cè)量控制。通過(guò)吊機(jī)調(diào)整蓋梁軸線，然后利用油頂微調(diào)糾正蓋梁外側(cè)端部的標(biāo)高。初步調(diào)試到位后，吊起蓋梁，進(jìn)行座漿施工操作。

用高壓水槍對(duì)墩頂進(jìn)行清塵和濕潤(rùn)操作，之后清理去除多余表面積水。接著在墩體頂裝配擋漿模板。此擋漿模板由4根方鋼制作，方鋼頂部置放擠塑板，墩體與模板接觸面采取泡沫條止?jié){。吊裝蓋梁前，安放調(diào)整墊塊（墊塊采用2 cm×15 cm×15 cm鋼墊塊），調(diào)節(jié)蓋梁安裝標(biāo)高。

完成漿料澆注后，對(duì)準(zhǔn)墩頂外露鋼筋將蓋梁金屬波紋管緩緩下落，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量以確保軸線和垂直角度等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在墊塊受力前，可以再次微調(diào)蓋梁的位置。在下放過(guò)程中，保證四周均存在漿液擠出，以保證座漿的密實(shí)度。在蓋梁就位時(shí)，需要通過(guò)3個(gè)反光標(biāo)和2臺(tái)全站儀來(lái)校核標(biāo)高和垂直度，確保安裝的精度。蓋梁裝配完成并經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格后，進(jìn)行墩體承插鋼筋預(yù)留孔的注漿作業(yè)。灌漿料的性能和施工要求同于墩體和承臺(tái)接口要求，需要灌滿至蓋梁頂面呈現(xiàn)溢出形態(tài)，并在初凝后及時(shí)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

2.9 蓋梁濕接縫與支座墊石施工

確認(rèn)分段裝配的蓋梁裝配符合規(guī)范后，開(kāi)始進(jìn)行濕接縫施工。濕接縫采用與蓋梁相同標(biāo)號(hào)的微膨脹混凝土。為確保蓋梁濕接縫混凝土的施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行混凝土振搗操作和養(yǎng)護(hù)。配置和操作好蓋梁支座墊石，以確保順利完成橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工操作。

3 結(jié)語(yǔ)

該文進(jìn)行了承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝研究，概要介紹了某高速公路路橋工程所應(yīng)用的承插式接裝配式橋墩與蓋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)；詳細(xì)介紹了該承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝，包括墩柱預(yù)制、蓋梁預(yù)制、樁基和部分承臺(tái)澆注、裝配式墩柱的運(yùn)輸、裝配式墩柱的吊裝、灌漿澆筑墩柱與承臺(tái)接口、裝配式蓋梁的運(yùn)輸、裝配式蓋梁的吊裝、蓋梁濕接縫與支座墊石施工等9個(gè)方面的施工操作技術(shù)要點(diǎn)。該墩梁結(jié)構(gòu)分段預(yù)制，蓋梁在胎架上預(yù)制完成。墩體與現(xiàn)澆承臺(tái)采取大徑值鍍鋅波紋管承插澆筑連接，無(wú)須預(yù)留額外的工裝、工序，操作簡(jiǎn)單。承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝具有場(chǎng)地約束低、施工快速、交通干擾少等優(yōu)點(diǎn)，但須從上述9個(gè)環(huán)節(jié)細(xì)致施工操作，保證將預(yù)制廠質(zhì)量最終落實(shí)為實(shí)際工程質(zhì)量。

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