市政高架桥梁桥墩立柱和盖梁装配式施工技术探讨
时间：2023-06-18 19:50:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
马起柱
（中铁二十二局集团第三工程有限公司，福建 厦门 361000）
桥梁上部结构预制拼装已经是非常成熟的施工技术，桥墩立柱和盖梁的装配式施工技术还处于发展起步阶段[1-2]。结合绍兴市绿云路智慧快速路工程Ⅰ标段高架桥施工案例，对现浇承台与预制立柱连接、预制立柱与预制盖梁连接、预制盖梁节段连接等关键技术进行探讨，并对桥墩立柱和盖梁装配式施工过程中的精准测量定位技术展开分析，以期为今后类似工程装配式施工提供参考。
绿云路智慧快速路工程Ⅰ标段路线全长约3.62km，进行快速化改造，主线高架按城市快速路（兼顾一级公路）标准设计，地面辅路按城市主干道设计，采用高架主线+地面道路的形式。主线设计速度80km/h，匝道40km/h，地面辅路50km/h。主线采用双向6车道规模，局部路段增设辅助车道至双向8车道；
地面辅路标准段采用双向6车道规模。
为加快工程进度，减少对交通的影响，除特殊路段及门架墩外，该工程桥墩（见图1）施工均采用预制拼装工艺，即工厂预制、现场拼装的施工工艺，立柱与承台和盖梁（一榀盖梁分两段预制，拼装完成后通过湿接缝进行连接，然后张拉压浆）采用全灌浆套筒连接。全线预制立柱150根，预制盖梁81榀。
图1 桥墩立侧面示意图
2.1 预制桥墩立柱装配技术
承台施工时，预留立柱连接钢筋，利用定位盘对预留钢筋进行精准定位，将工厂预制好的相应规格立柱，采用在连接套筒内压入100MPa高强度浆料的方式完成预制立柱与承台的连接，如图2所示。连接承台与立柱的内套筒采用高强球墨铸铁，主筋采用螺纹钢筋，套筒强度一般是纵向钢筋的1.5倍以上。
图2 桥墩立柱与承台套筒连接示意图
2.2 预制盖梁装配技术
盖梁预制施工时，预埋与已预制完成的立柱顶端主筋相应根数、间距的灌浆套筒连接器，采用大型吊机将盖梁吊起，使立柱预留钢筋插入灌浆套筒连接器内，测量、调整合格后在连接器内压入100MPa高强度的浆料，使立柱与盖梁连接成型（见图3）。
图3 桥墩立柱与盖梁套筒连接结构图
3.1 施工前期的准备工作
大型设备对于场地要求较高，工程前期就要进行场地建设，除了既有路面外其他的施工区域地基要提前进行处理，承载力要满足吊装要求，路面结构采用钢筋混凝土浇筑，并进行必要的养护后方可通行。机械设备使用前要经过相关部门的审批，现场进行吊装条件确认，合格后方可进行作业。
快速拼装要提前做好交通导改组织管理，在满足吊装要求的同时也要保证社会车辆通行要求，需要做好交通组织方案编制和评审工作，通过相关部门的专业审批。现场具体执行时要严格按照方案执行，做到快中有序，不要出现现场大型机械调转混乱，社会车辆混行，造成安全隐患而无法顺利吊装的情况发生。
3.2 预制桥墩立柱的吊装
立柱安装前应对承台拼接面的坐标、标高和平整度进行复核，其精度应符合以下规定：平面坐标及标高允许误差为±2mm。
根据单根立柱重量选择合适的起重吊装机械，宜优先选择移动方便的轮胎式起重机械。机械进场做好大型设备报备，检查吊具是否符合要求，确保无误后进行吊装条件确认，合格后方可进行立柱吊装（见图4）。
图4 立柱吊装示意图
构件进场首先进行验收，合格后通过柱顶预留吊环采用大型吊机完成立柱由平躺到竖立状态的翻转，然后就位安装。现场拼装包括立柱初步就位、垫层坐浆、精调定位和套筒灌浆等关键工序。
3.3 预制盖梁的吊装
3.3.1 预制盖梁临时支架制作安装
考虑到盖梁搭设高度不统一，临时支墩采用标准节拼装组成。单支点支墩横截面尺寸为1.5m(横桥向)×2.0m(纵桥向)，该工程预制立柱最大长度为13.8m，按照设计要求承台的埋深≥1.5m，则临时支墩的最大高度为12.3m。每个支墩的节段高度组成为5m+3m+2m+1.5m+0.5+0.3m=12.3m，满足盖梁的最大拼装高度要求。外侧每个端头设置四根临时立杆，立杆规格Ф325mm×10mm，腹杆[20，HM594:302×14×23顶座承重梁，调节短管Ф219mm×10mm，调节短管与盖梁底的间隙采用相应厚度的钢板填充；
支墩各节段之间采用法兰连接；
临时支墩的基础为3m×3m×0.5m的预制钢筋混凝土结构，混凝土强度为C30，钢筋采用HRB400，按照Φ20@150mm双层双向布置，浇筑前需预埋600mm×600mm×20mm的钢板。
临时支架制作完成后安装在已经吊装完成的立柱两侧设计位置（见图5），为下一步安装预制盖梁做好准备。
3.3.2 预制盖梁安装
该项目一榀盖梁总重约370t，考虑到运输存在困难，整体吊装无法实现，只有采用分段进行预制，并在梁体内预先埋设预应力管道。一榀盖梁分成左右两段，每榀吊装完成后通过湿接缝进行连接，达到一定强度后进行张拉。
根据每段重量选择合适的起重吊装机械，宜优先选择移动方便的轮胎式起重机械。机械进场做好大型设备报备，检查吊具是否符合要求，确保无误后进行吊装条件确认，合格后方可进行盖梁吊装（见图6）。
图6 盖梁左幅吊装示意图
盖梁进场首先进行验收，合格后通过盖梁顶部预留吊环采用大型吊机吊至设计位置，然后就位安装。施工顺序：左幅盖梁预拼装→左幅立柱顶部坐浆→左幅盖梁初步就位→精调定位→临时支架调节筒固定→吊具脱钩→右幅盖梁预拼装→右幅立柱顶部坐浆→右幅盖梁初步就位→精调定位→临时支架调节筒固定→吊具脱钩→套筒灌浆→湿接缝施工→预应力张拉、压浆、封锚→临时支架拆除。
盖梁位置校正通过在立柱顶面放置4个2cm厚调节垫块，测量复核4个调节垫块的顶面标高，确保标高满足设计要求。若出现标高控制不到位现象，应调整垫块厚度，通过增加或减少垫块厚度来确保标高满足要求。盖梁就位后，需进行安装施工的轴线复核。
3.4 盖梁湿接缝的施工
3.4.1 湿接缝钢筋连接
盖梁湿接缝处主筋在盖梁预制时已提前进行了预对位，两端在模板外露预留主筋上提前设置半丝接头。在湿接缝钢筋安装时，通过尺量预留主筋的间距，再按照尺寸单独制作连接钢筋，连接钢筋两端设全丝接头，将连接钢筋与两端预留主筋进行对位，通过反拧套筒，将两端主筋进行连接。箍筋等钢筋由作业工人按照盖梁钢筋图纸进行安装。主筋焊接应保证焊接质量，焊缝长度采用单面焊，长度不低于10d,且相邻主筋应错开接头位置。
3.4.2 湿接缝预应力施加
湿接缝处波纹管在盖梁预制时已提前预留波纹管接头，利用大一号的套管，将两端波纹管连接成整体，并用透明胶带将波纹管连接处缠绕紧密，确保波纹管的密封性。
在湿接缝处设置架立钢筋，将波纹管按照设计图纸要求进行定位，顶部预留50cm间距设置U型卡，将波纹管固定牢固，防止波纹管发生横向、纵向移位。
盖梁湿接缝混凝土满足预应力钢束张拉要求后，张拉盖梁第一批预应力束，拆除盖梁支架，然后吊装上部结构，再张拉盖梁第二批预应力钢束。
3.4.3 湿接缝吊模施工
盖梁全部安装到位后，即可开始施工盖梁中间1.5m湿接缝。盖梁湿接缝采用吊模法施工（见图7），在湿接缝处利用两根双拼I40a工字钢搭设在盖梁顶部，盖梁底部同样设置两根型钢。上下型钢通过四根PSB830Φ32mm精轧螺纹钢做吊杆进行连接，形成一个吊架平台。
图7 盖梁湿接缝模板
3.4.4湿接缝混凝土施工
盖梁湿接缝采用C55收缩补偿混凝土，混凝土采用汽车泵浇筑，在浇筑混凝土之前，对模板、钢筋、支架和预埋件进行检查，经检查签证符合要求后方可浇筑。模板内杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。
混凝土按40cm分层浇筑，全断面连续浇筑，一次成型。施工中应控制混凝土浇筑速度，尽量减少间歇时间，提高新混凝土的抗裂强度，防止出现冷缝现象。湿接缝混凝土养护采用覆盖土工布洒水养护，养护时间不少于7d，养护期间设专人负责。
桥梁装配式施工采用组合连接施工工艺，结构构件采用工厂定型预制，结构尺寸能够得到有效保证，从而现浇和预制构件连接部位的精度控制及预制构件之间安装精度控制是施工过程中的关键技术，桥墩立柱和承台的连接定位、桥墩立柱自身的垂直度控制及盖梁的安装精度是重中之重。
4.1 桥墩立柱预埋筋定位
承台施工时的立柱预埋筋位置精度保证是后续所有构件安装的基础，采用定位盘进行钢筋定位是必要的工序（见图8）。定位盘根据各个立柱预埋筋型号和间距在厂家加工完成后运到现场使用，定位盘套筒与预埋钢筋的间隙保证在±2mm范围内，并应具有足够的强度和稳定性，以防止施工过程中产生变形，造成定位误差。承台施工前需要对定位盘的四个角点高程和平面位置利用水准仪和全站仪进行精准测量定位，高程误差控制在±2mm，平面位置误差控制在±1mm，从而保证预埋筋的位置准确（见图9），满足后续墩柱吊装质量要求。
图8 墩柱预埋筋定位盘安装图
图9 墩柱预埋筋安装图
4.2 双立柱平面位置控制
在浇筑完成后的承台顶面精确放样出每个立柱角点，放样时需根据墩号不同，立柱尺寸不一结合现场实际情况对角点平行扩大10~20cm，在承台上放样出每个立柱角点。根据放样出角点在承台上依次弹出纵轴、横轴墨线并加以复核，以此为立柱吊装时垂直度控制的基线，立柱吊装时底部轴线应与基线重合。
4.3 桥墩立柱垂直度控制
对于采用定位盘进行立柱预埋钢筋施工的结构，预埋钢筋平面位置能够满足装配式施工精度要求。立柱安装的质量控制点关键在于立柱的垂直度控制，出现较大偏差时会影响后期预制盖梁的装配施工，造成盖梁钢筋无法对接，对接间隙过大或者过小，套筒安装困难等影响盖梁施工质量的问题发生。
立柱安装时要提前利用墨斗对墩身的X和Y侧竖向中心线进行弹线，做好垂直度控制基线。立柱吊装前先安装调节牛腿（每侧安装2个），吊装就位后调节牛腿支撑在8台液压千斤顶上，通过千斤顶来校正立柱的垂直度。立柱进行初步调整后，在墩身的两侧架设经纬仪或者全站仪以承台顶部控制基线为准，从立柱的中心线根部向顶部进行扫测，以中心线根部为准，上下偏差控制在±1mm范围内，及时进行定位，定位过程中要跟测2次，并在最终定位完成后进行最后的扫侧确认，防止定位完成后出现沉降影响垂直度。
4.4 盖梁安装精度控制
盖梁吊装时要分别控制水平及中线，通过全站仪控制水平，激光垂准仪控制中线。
在盖梁吊装前，首先进行现场放样，主要放出盖梁左右两侧设计中线位置。便于盖梁吊装时架设垂准仪向上投点。
盖梁运抵现场，在盖梁A、盖梁B的尾端端部下面分中弹出结构中心墨线。在盖梁A的左右端头分别粘贴反射片，保证2个反射片在设计盖梁的同一水平线上。吊装时，使用全站仪进行三角高程测量，通过全站仪观测提前粘贴好的反射片测得高程数据调整盖梁的水平。架设并整平垂准仪在地面上放样出的中线点位处，通过投影到盖梁尾端端部下面的激光点纠正盖梁中线偏差。盖梁B同盖梁A的操作，确认无误后完成盖梁吊装。
综上所述，桥梁装配式施工具有快速施工、质量保证率高、机械化程度高等优势，可以有效减少交通压力，减少现场人工投入，缩短工期，但必须严控施工技术要点和流程。本文以绍兴市绿云路智慧快速路工程Ⅰ标段高架桥施工为例，对市政高架桥桥墩立柱和盖梁装配式施工技术进行探讨。明确了现浇承台与预制立柱连接、预制立柱与预制盖梁连接、预制盖梁节段连接等关键技术的施工要点，并阐述了桥墩立柱和盖梁装配式施工过程中的精准测量定位技术。其经验值得在类似工程中借鉴。
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