中铁上海工程局集团有限公司 上海
摘要：随着社会的发展，桥梁施工技术的进步，桥梁模块化施工技术在城市桥梁施工中应用愈加广泛。本文阐述了墩柱钢筋笼整体加工技术、无落地脚手架桥梁立柱施工技术，公路箱梁与防撞墙一体化预制等模块化施工技术在市政桥梁工程中的应用，通过该成套技术的应用，提高了工效，降低了劳动强度，减少了施工对周边环境的影响，具有明显的社会效益和经济效益。
关键词：市政桥梁 模块化 施工
1．技术背景
市政公路桥梁模块化施工技术,是上海市政公路行业提出的一种市政公路桥梁施工的全新理念，中铁上海工程局在上海S6公路施工中首次将桥梁模块化施工理念进行开发应用。并在上海嘉闵高架北延伸一期、二期工程对该技术进行进一步完善，形成了一系列技术成果。市政公路桥梁模块化施工技术具有施工速度快，施工过程简化，安全质量更易受控等特点，尤其在材料损耗控制、能源消耗控制等方面有较为显著的优势，施工过程对周边环境影响较小，引领了上海市政公路施工技术的发展方向。
2．技术原理
市政公路桥梁模块化施工理念是指将桥梁结构通过工序划分成若干个构件单元，部分构件单元集中厂制完成后通过车辆运输至施工现场并应用大型机械将构件单元吊装组成完整的桥梁。本工艺通过钢筋集中模块加工、无落地脚手架桥梁立柱、公路箱梁与防撞墙一体化预制等模块化技术、结合自密实混凝土、智能张拉，大循环压浆技术等新工艺、新材料，实现了市政桥梁的模块化施工。
3．墩柱钢筋笼整体加工技术
3.1 钢筋胎具设计
根据设计的外形尺寸，采用型钢及抽拉杆制作钢筋笼加工胎具，底面直接在型钢上等间距开槽，并保证在安装其他型号钢筋时，通过调整胎具能达到通用性；侧面根据主筋间距采用抽拉杆等间距布设，胎具的尺寸必须精确，在加工每种钢筋笼前对调整后的胎具进行验收，合格后开始加工钢筋笼。
3.2 车间加工墩柱钢筋笼
在标准化加工车间配置数控弯曲机，提高生产效率的同时能准确控制下料精度，且误差一致。所有钢筋笼在胎具上进行CO2气体保护焊点焊加工，出厂前检查钢筋的焊接质量、总体外型尺寸和抗变形能力等。
钢筋笼在车间集中加工成型时，为保证钢筋笼的刚度，使之在运输、吊装过程中不变形，需采取在笼内设钢筋加强箍或用型钢对角加固等可拆卸措施，并确保主筋顺直、无变形，箍筋在同一平面上，无翘曲及凸起现象；每平方米布设不少于4个，强度不小于墩柱混凝土强度的可滚动的圆形混凝土垫块，防止垫块整体套模过程中碰触模板而脱落。
3.3 墩柱钢筋笼整体运输
墩柱钢筋为整体式钢筋笼，自重大、笼体长，运输时选用大于12m的加长运输车，在运输及吊装过程中注意对垫块的保护。钢筋笼采用自制专用吊具进行吊装作业，出厂吊装（从车间吊至运输车）时，为使笼体受力均匀，防止钢筋笼吊装变形及焊点脱焊，需多设吊点，吊具采用工字钢制作，吊具上对称设置一定间距的吊环，适用于各种断面尺寸的钢筋笼吊装。
3.4 墩柱钢筋笼整体安装
根据墩柱设计结构尺寸与线路位置关系，将墩柱外边线的方向线放样到承台模板上，并用细线拉出墩柱中心轮廓，作为墩柱预埋钢筋笼的基准线。为避免墩柱钢筋笼预埋过程中与承台顶层钢筋位置冲突，要预留墩柱钢筋位置，待钢筋笼就位后，再后穿承台顶层预留钢筋。定位的允许偏差为10mm。墩柱钢筋笼现场安装时，根据墩柱的截面尺寸采用工字钢制作成扁担，扁担上对称设置一定间距的吊环，在钢筋笼顶端设置两吊点，作为主吊索，副吊点设在钢筋笼的下部约1/3处。加强箍筋与主筋连接处为吊点，吊环U型扣连接在加强箍筋处主筋外侧，吊索等长，确保钢筋笼垂直。
钢筋笼插入承台及承台面以上50cm段的对拉钩筋和内箍筋先不安装，待墩柱钢筋笼吊装就位并采取合理措施固定后，绑扎插入承台部分钢筋，承台面以上50cm范围内的墩柱箍筋待承台混凝土面凿毛完成、清理干净后安装。由于整体钢筋笼重量大，全部作用于承台钢筋网片上，会使之变形。施工时墩柱主筋需要落地支撑，使主筋直接支撑在承台底垫层上，承台顶层钢筋分别与墩柱主筋点焊固定。
4.无落地脚手架桥梁立柱施工技术
4.1 模板设计
墩柱采用厂家定制整体钢模，无内拉杆设计。模板为4片式，钢面板背焊两层型钢骨架；模板在尽可能减少接缝要求下，根据墩柱高度均匀分层。由于未搭设脚手架，为确保安全，采用圆钢通长焊接到模板外侧围檩的四角上，保证安拆模板时任何一个角点都可以挂双扣安全带，随走随移。操作平台与墩柱钢模同设计、同加工、同安装、同拆除。平台螺栓连接在墩柱模板上的围檩型钢上，在墩柱模板每面设置2道支撑，操作平台宽度要考虑到施工操作空间，四周设踢脚板，外围设钢管护栏，
4.2立柱模板及操作平台安装
模板进场后，将模板采用精轧螺纹钢连接成一整体，然后分节预拼装钢模板，每节对齐后用定位销固定，并检查拼缝及错台情况。模板安装采用汽车吊机配合进行，按先下后上顺序依次安装。模板安装过程中，要调整吊索长度一致，确保模板垂直，等截面墩柱在墩柱钢筋笼顶用钢筋做成棱锥当引导进行套模。套模过程中发现垫块脱落，立即停止作业，在原位增补后方可继续施工。模板底部缝隙进行有效封堵，防止烂根。为方便作业人员及机具的运送，可通过升降机或梯笼上下作业平台。
4.3拆模及养护
混凝土的浇筑采用常规工艺进行，模板拆除采用汽车吊机配合进行，拆模前必须先将吊机钢丝绳挂好待拆模板后才能拆除最上层螺栓，按先上后下的顺序进行。模板拆除完成后，采用混凝土养护硬化剂对墩柱成品养护，养护剂喷洒均匀、到位。
5. 公路箱梁与防撞墙一体化预制
5.1箱梁预制
箱梁预制严格按照标准化的要求进行施工。首先在钢筋集中加工区将箱梁底腹板钢筋加工成型，整体吊入箱梁模板，然后开始安装预埋件、内模、绑扎顶板钢筋、安装端模、增加配重等工作，检查验收合格后开始浇筑混凝土。混凝土采用高性能自密实混凝土，高性能自密实混凝土具有高流动性，对模板的要求比较高，要考虑模板本身的刚度、强度和密实度，模板安装完成后也需要对模板的加固以及模板的严密性进行仔细检查，确认无误后方可进行混凝土浇筑。自密实混凝土自密实范围可达14m，小箱梁标准梁长均在30m左右，可在小箱梁浇筑过程中仅仅选择距梁端2m的两个点进行固定浇筑，并在浇筑过程中采用振捣棒进行辅助式振捣，加快混凝土的流动，即可完成一片小箱梁浇筑作业。采用自密实混凝土，一片小箱梁的浇筑时间由传统混凝土的4个小时缩短到1个小时左右，操作人员由6-8人减少至4人，大大提高了施工效率，减少了操作人员劳动强度。
5.2 张拉及压浆
张拉使用SPB-A型全自动智能张拉设备。采用应力应变双控制。张拉程序为0-0.1σCON-0.2σCON-1.03σCON（持荷5分钟）-锚固。操作人员只需选择梁体编号和孔号后即可实现全过程自动张拉，数据自动记录并即时打印。
压浆采用大循环压浆，该工艺为利用连接管将预制小箱梁的8条孔道连成一个整体，一次灌浆即可完成整片箱梁压浆工作。循环压浆工艺通过浆液满管路持续循环，能够保证完全排出管道内的空气，从而确保压浆过程中管道浆液内无气室、气仓，管道内浆液完全密实。浆液在搅拌桶拌制时，搅拌机转速不低于1000r/min，各项指标均满足规范要求后开始压浆。压浆机具采用活塞式压浆泵，压浆施工连续完成。浆液拌制足够后打开压浆泵，进浆压力在1.0MPa～2.0MPa,一次压浆循环孔道较多时压力可达到3.0MPa。在回浆管出废浆、直至不含水沫气体的浆液排出时将回浆管导入储液桶开始循环，此时压力稳定在1.5MPa～2.0MPa之间，持续1～2min，关闭回浆管的阀门，保压3min，保压时压力在1.5MPa左右。
5.3 防撞墙施工
箱梁张拉压浆完毕，在起拱稳定后，采用2台100t龙门吊吊入一体化施工台座，对箱梁姿态调整后进行防撞墙施工。箱梁姿态调整是为了保证箱梁在一体化施工台座上的纵横坡与架设完成后的纵横坡保持一致。箱梁放置在临时支座点上后，用水平仪进行底板的纵坡、横坡的复核，纵坡、横坡不满足要求时采用千斤顶微调标高，直至允许误差为±2mm范围内方可进行下道工序施工。当箱梁底板的纵坡、横坡符合要求之后，对箱梁进行固定，以防止箱梁在防撞墙施工中发生倾覆。防倾覆措施其特征是通过支撑架和拉杆形成一个一拉一撑的平衡体系，在防撞墙一侧的翼缘板下通过放置支撑架形成支撑体系，在防撞墙另一侧上的翼缘板埋设3－5个预埋孔，将Φ20精轧螺纹钢穿过预埋孔和下面埋设在混凝土底座上槽钢相连接，精轧螺纹钢可通过套筒连接成不同长度的拉杆，从而形成成一个拉杆体系，防止在防撞墙施工过程中因各种因素发生倾覆的可能。箱梁固定后，使用全站仪对箱梁防撞墙的边线进行放样，并做好记号，按正常工艺进行防撞墙施工。
5.4 一体化运输及架设
小箱梁运输采用专业运梁车进行，运梁车最大载重量为200t。支点位置需确保运输过程中梁的安全，并用钢丝绳拉结固定。箱梁在运输时采用龙门吊提梁至运梁炮车上方后要求梁体在摆放位置平稳，不倾斜，梁重心落在台车中心线上。防撞墙在预制箱梁边梁上施工完成后造成箱梁重心向防撞墙侧偏移21cm，为确保梁重心与台车中心线重合，提前在边梁上标出其中心线。台车横梁间垫放良好枕木，待梁几乎全部重量都落在平车上，在未松吊钩之前用钢丝绳及2t手动葫芦对梁加固。
箱梁安装采用2台250t履带吊进行，吊装时安排专人指挥，公路箱梁与防撞墙一体化预制施工对箱梁架设精度要求高，架设前需精确测量临时支座的标高，在盖梁上放样防撞墙边线，以确保其架设精度。为防止架设后发生倾覆，将边梁与盖梁上的预埋件进行连接，第二片中梁架设完成后，及时与边梁进行焊接连接。纵坡较大的在箱梁端部塞垫方木确保箱梁不发生滑移现象。
6.结束语
模块化施工技术在市政桥梁工程中的应用，将大量高噪声、高污染、高风险的“湿作业”搬到工厂中进行，大大减少了现场浇捣施工对周边噪音、粉尘等影响，更将大部分的工作转移至工厂，大大减少作业人员现场高空作业风险，在现今社会劳动力紧缺的环境下，减少劳动力，适当增加机械是适应现今社会的一大改革创新，具有与时俱进的意义。该技术总体提升了桥梁施工技术水平和改善现场的安全、文明施工状况。同时缩短施工工期、节省劳动力费用、节约成本，为地方和企业带来经济效益。
论文作者:刘心光
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/29
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