中铁上海工程局集团有限公司 上海市 201900
摘要：为了推广预制拼装技术在桥梁施工中的应用，结合南京126省道在桥梁预制拼装施工过程中具体施工组织措施的应用，在施工安全、质量、进度、环保、成本、社会效应等方面取得了较好的成效，充分体现“安全、绿色、快速、高效”的施工理念。
关键词：构件预制；装配施工；高性能混凝土；绿色施工
引言
当今社会对文明施工、绿色施工的要求越来越迫切，要求快速施工、减少对周围环境和交通的干扰，特别在城市人口密集区或交通繁忙等区域。因为劳动力成本显著提高，且施工人员素质不高，施工质量不高，施工管理成本却很高，导致传统“人海”战术已不适应，要求减少施工人员并快速施工。
目前我国共有公路桥梁62万座，共有危桥9.3万座，占总数的14.1%，这些危桥的拆除和重建通常要求采用快速施工来减低对原有交通的干扰，自然保护区、海上、施工时期比较短的严寒地区等特殊施工环境，要求减少施工时间。
传统施工工艺的施工现状：
（1）需要现场搭设大量支架和模板以及绑扎钢筋；（2）现场需要大量人工，施工时间长，危险性高且效率低；（3）现场浇注混凝土困难，噪声大，对周围环境和道路交通影响大。
预制拼装施工的优势：
（1）实现人员少、快速化的施工，工厂化生产的桥梁构件质量好于现场浇筑的构件；（2）可以大幅降低施工对交通车道的挤占、缩短施工占用的时间；（3）减轻对周围环境的影响；（4）降低或避免工人长时间高空作业，减少施工危险。（5）如工程具备一定规模，则预制拼装施工的成本可以得到充分的摊销，成本可控。
本文以南京126省道施工为背景，对桥梁预制拼装施工的构建预制、起重吊装、施工组织等进行论述，最后对工艺所产生的的安全、质量、进度、环保、社会效应等进行分析。
1桥梁预制拼装施工应用
1.1预制拼装施工概述
桥梁预制拼装施工是对以往的现浇立柱、盖梁、梁体通过预制场集中预制后，进行现场吊装的施工工艺。即以“搭积木”方式实现桥梁快速拼装建造。
1.2预制拼装施工原理
预制拼装结构主要以灌浆套筒连接的方式，将构件之间连接起来，同时保证连接部位的结构安全性能满足要求。施工中通过对承台预埋立柱插筋，立柱、盖梁预留插筋及灌浆孔洞，现场吊装后进行灌浆处理的快速化施工工艺。
2工程概况
126省道江宁区段起点在区界处接雨花台区段，沿现状宁丹公路，改造利用老路至陶吴北，随后另辟新线避开陶吴和横溪集镇，在横溪南接回现状宁丹公路，下穿沪武(常合)高速公路后沿老路向南，止于丹阳附近的苏皖省界，顺接安徽省规划446省道，江宁区段里程长度33.303km，其中区界至规划南外环高速公路段按一级公路兼顾城市快速路设计，主线按城市快速路，辅道按城市主干路标准建设；规划南外环高速公路至规划445省道段主线按高速公路标准，辅道按一级公路标准建设；规划445省道至苏皖省界段按一级公路标准建设。
本标段为S126JN-T1标，主要施工内容为古凤铁路、凤云铁路涉铁范围内路基工程、排水工程、桥梁工程、铁路工程及沿线设施等工程施工。
2.1地形地貌
本项目位于长江以南，地貌区属宁镇扬丘陵岗地-平原区，地貌单元属于冲积平原，主要为长江漫滩及一级阶地。区域地形起伏较大，多为剥蚀残丘工程地质区，高程在50.0~70.0m之间。
依据区域资料、项目区域内其他工程地质资料及本次勘察成果，项目区主要分布第四系全新统填土(Q4ml)、粉质黏土(Q4)、(淤泥质)粉质黏土(Q4)；上更新统粉质黏土(Q3)；下部基岩为白垩系浦口组砂岩(K2p)、侏罗系龙王山组安山岩(J31)。
2.2气象条件
拟建项目区域属亚热带湿润季风气候类型，受季节环境支配，全年干湿冷热四季分明，雨水充沛，雨热同季，光照充裕，无霜期长，全年无霜期240~280天。干旱、雨涝、低温、连续阴雨、台风、冰雹等气象自然灾害间有出现。根据历史记录，年平均气温15.3℃，年平均降雨量为1033mm，年最大降雨量为1825.8mm，降雨多集中在6~9月。南京地区季风气候显著，春夏季多东、东南风，秋冬季多北东北、东北风，常风向东北风，出现频率为10%，全年5级以上平均风日31天，8级以上平均风日17.7天。
2.3水文条件
长江全年泾流量大，下游控制站大通站多年平均泾流量达9240×109m3，占全国江河年泾流总量的35%，历史最大流量为92600m3／s，最小流量为4620m3／s，最大流量与最小流量之比仅为20，是世界上流量分配最平均的大型河流之一，河水位受长江迳流与潮汐复合影响，水位每日涨、落两次，为非正规半日潮。涨潮历时3个多小时。长江下游汛期为5～10月，11月～次年4月为枯季，最大水月份为7、8月份，最小月份为1、2月份。
项目区地表水体主要有秦淮支流河水及附近鱼塘塘水。秦淮河支流宽50m左右，水深约3m左右，河水受长江水流及季节性降雨影响，洪水期周边河岸受河水冲刷影响较大。路线周围局部分布有鱼塘，塘水深约1.5m，主要受大气降雨影响。
项目区地下水根据其含水层的岩性及地下水赋存条件不同，主要分为两层，即赋存于表层填土、第四系松散地层中的孔隙水及赋存于岩石中的裂隙水。本次勘察期间地下水位埋深在0.6~2.5m。
2.4工程地质
依据区域资料、项目区域内其他工程地质资料及本次勘察成果，项目区主要分布第四系全新统填土(Q4ml)、粉质黏土(Q4)、(淤泥质)粉质黏土(Q4)；上更新统粉质黏土(Q3)；下部基岩为白垩系浦口组砂岩(K2p)、侏罗系龙王山组安山岩(J31)。
3施工组织具体措施
3.1质量控制
为满足本标段工程的创优目标，严格贯彻执行本企业的质量方针，认真落实质量责任终身保证制度。
专业化预制加工厂为桥梁的预制安装提供钢筋集中加工、构件预制生产、构件配送等一系列集成化服务，使构件质量得到有效保障，解放了施工现场的场地，大大降低对现有交通、居民的影响。
承台施工时立柱预埋筋采用胎架对预埋筋进行精确定位，同时在混凝土浇筑过程中对胎架的平面位置及标高变化加强观测，如遇问题及时纠偏。
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图1承台中立柱预埋筋定位
立柱、盖梁、小箱梁采用工厂化集中预制。钢筋采用数控弯曲机加工弯制成型，利用胎架绑扎整体吊装入模后浇筑养护。通过各环节严格把关，将构件加工精度控制在±2mm以内。小箱梁施工采用智能张拉和大循环压浆工艺，使用智能张拉设备预应力筋张拉时，数据将自动收集生成，智能张拉技术由于智能系统的高精度和稳定性，能极大排除人为因素干扰，因而可以有效确保预应力张拉施工质量。大循环压浆是利用连接管将预制小箱梁的所有孔道连成一个整体，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，从而保证压浆密实。
构件吊装采取精确对位，需要对立柱的标高、垂直度、相对位置严把控。这样才能保证盖梁的顺利拼装。现场施工过程中先要进行坐浆，再进行构件吊装就位固定，套筒灌浆，灌浆强度到达后拆除临时支撑结构进入下道工序。
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3.2安全保障
贯彻执行“安全第一，预防为主、综合治理”和“管生产必须管安全”的原则，做到生产与安全工作同时计划、布置、检查、总结和评比，消灭一切责任事故的发生。
由于预制拼装施工的特点，吊装工程量大，因此对吊装作业控制要求极为严格。通过前期的方案编制、机械选型、队伍选择，到地基处理、人员培训交底、特种作业持证上岗、规范指挥操作、安全防护、应急预案等一系列的安全措施的严格落实，确保了施工安全可控。
高空作业是工地安全生产的风险之一，通过对小箱梁边梁防撞墙与梁体一体化预制，消除了现场防撞墙施工的高空作业风险。
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图7小箱梁防撞墙一体化预制
3.3文明施工及环境保护
建立文明施工及环境保护管理机构(创建文明工地及环境保护领导小组)，健全保证体系。成立以项目经理为组长的领导小组，项目安全质量部为管理职能部门，全面负责日常管理工作。
预制拼装施工大量减少了施工的现场作业，没有模板、支架等周转料的堆放，减少了现场混凝土浇筑的数量及污染物的排放，在文明施工和环境保护方面具有先天的优势。
通过现场设置封闭围挡，工地进出口设洗车池防止车辆进出工地对周围道路造成污染，加强噪音的监控管理，对施工便道日常洒水清理，雾炮机对施工现场除尘的相关措施，使文明施工及环境保护得到有效的保障。
3.4工期控制
建立强力、高效的运转指挥系统，统筹安排设备、材料供应、劳力调配、组织施工生产，掌握形象进度，发现问题及时处理；对控制工期的重点工程建立工期领导负责制。对其它各项工程明确阶段性工期目标，组织阶段性施工生产高潮，紧张有序、均衡、持续、稳定地展开施工，确保工期兑现。
工程施工根据现场进度的安排对构件加工场下达生产任务，保证供求关系满足要求，避免造成施工现场等结构构件、构件厂库存架设不出去的现象发生。加强各工序之间的衔接，减少不必要的时间浪费，达到生产、运输、吊装流水线的作业模式，为工期目标的顺利实现垫定了基础。
其中小箱梁湿接缝采用了高性能混凝土施工，只需要在湿接缝位置穿入纵向钢筋，浇筑高性能混凝土即可，免去了湿接缝钢筋焊接的工作量，节省了大量时间。
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图8高性能混凝土湿接缝连接
3.5成本效益
通过立体营销，二级公司与三级公司联动，从工地调查、施工组织方案、市场行业调查、投标报价等方面，通过多次讨论，最终确定投标报价。
3.6社会影响
围绕绿色建造的理念，高环保、高效率、低扰民的基本原则，通过数字化运用、工业化制作、设备保障、绿色施工、信息化管理等方面工作，全面实践绿色建造工艺和方法，将本项目打造成绿色工程。使桥梁预制拼装技术的应用得到进一步的推广。
4现场应用效果
公路桥梁全预制拼装施工与传统现浇桥梁施工方法比较，人力资源大大减少，机械利用率充分提高，节约大量的劳动资源，日进度可提高1~2倍，有效缩短施工周期，节约施工成本。
5结论
（1）预制拼装施工技术的应用可以大大节省人力资源的投入，在人力资源日益紧缺的形式下，为桥梁施工开辟了新的方向。
（2）构件的工厂化集中预制有效提高了构件的实体质量，降低了现场浇筑质量不可控的缺点。
（3）施工进度得到有效的提升，通过后场预制、现场吊装，前后台同步施工的方式，大大缩短了传统现浇模式的工序周期。
（4）预制拼装施工技术大大减少了以往施工现场的模板、支架拼装及高空作业，通过专业的吊装施工，减少了危险源，保证了施工安全。
论文作者:钱传运
论文发表刊物:《基层建设》2019年第33期
论文发表时间:2020/4/30