中交（广州）建设有限公司
摘要：盐港东立交工程是深圳市首个预制装配桥梁项目，工程场地狭窄，周边条件复杂，能够体现预制装配化桥梁施工的优越性。桥梁整体美观、外型新颖，以花瓶墩为主，墩柱、防撞栏、桥台均设计有刻槽。文章介绍了墩柱及节段梁预制施工工艺。工程结果表明，该工艺安全、优质、高效，质量管理有效控制，具有推广及借鉴意义。
关键词：墩柱；节段梁；预制；施工工艺
1.工程概况
盐港东立交工程C1、D2匝道桥采用预制墩柱及节段拼装箱梁结构。桥长共700m，其中C1匝道桥385m，具体为（3×35+3×35+3×35+2×35）m；D2匝道桥315m，具体为（3×35+3×35+3×35）m。
预制墩柱22个。预制桥墩分花瓶式独柱墩、双柱墩及三柱墩，最大高度为12.681m，最小5.1m。最大吊重约89t。墩柱与承台采用预埋灌浆套筒连接工艺。
节段梁233榀。箱梁采取等高连续梁体系，单幅标准宽度9.3m，梁高2.1m，底宽4.0m。梁体标准节段长度划分为L=3.0m、2.25m、3.05m、3.2m等4种，根据梁段的长度和位置分为S1-S7及JA、P0、D1、D2共13种类型，最大重量约80.2t。
预制构件采用全工厂化预制生产，通过海运至工程现场，后采用一体化架桥机安装的方式。
2.预制构件施工工艺技术
由于预制拼装工艺对于构件精密度的需求非常高，为保证顺利拼装，预制墩柱的钢筋笼及连接套筒的安装误差需控制在±2mm范围之内。
2.1 场地规划
预制墩柱生产线分为墩柱生产区、墩柱立放区、墩柱平放区（设置翻身砂槽）。生产区设钢筋绑扎台座3个，模板安装台座3个，墩柱预制台座6个，墩柱立式存放台座2排。
预制墩柱生产线配备1台250t门式起重机，用于成品墩柱转运存放；1台25t门式起重机，用于钢筋骨架及模板的吊装。预制墩柱施工顺序与施工现场相对应。
图1 预制场规划
2.2 预制台座
预制台座采用地基梁与PHC桩连接，然后浇筑10cm的C30混凝土。地基梁主梁900*700mm的矩形截面，次梁采用500*400mm的矩形截面。预制区台座施工主要分为地基框架梁和底板施工。台座基础承载力经过计算，能满足本项目预制墩柱生产要求。
2.3 钢筋笼胎架设计
钢筋笼胎架为特制胎架，所有钢筋笼均在胎架上制作，为确保钢筋笼支撑稳定，定位装置需保证主筋不变形，允许偏差为+2mm。为保证钢筋安装精度，需在胎架端头设置定位钢板，为保证其加工精度吗，该钢板需在厂家由车床加工，精度控制在±1mm内。
墩柱钢筋笼胎架由底盘、骨架及钢筋定位齿板构成。其中骨架包含伸出钢筋端定位板支架、中部主筋定位齿板、套筒端定位板支架。
图2 墩柱钢筋笼胎架
2.4 灌浆套筒
灌浆套筒采用GTZQ4-40全灌浆套筒，高强球墨铸铁制作工艺。灌浆连接型套筒整体预埋于预制墩柱底部，其套筒中部由限位板分为上下两端，上下两端长度均不小于10ds（ds为被连接钢筋直径）。
预制墩柱主筋插入其上端，下端与现场承台预埋钢筋相连接。
图2 GTZQ4-40全灌浆套筒示意图
2.5 墩柱钢筋笼加工
墩柱钢筋笼全部在钢筋笼胎架上进行绑扎。严格按照绑扎步骤顺序进行，整个过程要勤量测，保证其绑扎精度。
步骤一：钢筋笼胎架组装完成后，安设套筒固定端。
步骤二：一次性安装完灌浆套筒。
图4 墩柱吊点安装示意图
步骤五：局部加强
在绑扎过程中，箍筋与加强钢筋应顶住橡胶密封圈，增设拉结钢筋连接主筋与底模以确保钢筋与灌浆套筒连接的牢固性。
图5 局部加强措施示意图
2.6 钢筋笼吊装
（1）墩柱钢筋笼采用专制吊具。
（2）钢筋笼吊装方式
墩柱钢筋笼采用两台门式起重机进行吊运，吊装重量为10T左右。吊具挂在上部外侧主筋上，两段定位板同时起吊。
图6 钢筋笼吊装工况 图7 钢筋笼现场吊装
2.7 墩柱模板施工
2.7.1墩柱模板设计
按设计尺寸及项目工期要求，配制相应数量的定型钢模。定型钢模面板为6mm不锈钢板。
2.7.2墩柱模板安装
步骤一：安装底座支架及翻转架。
步骤二：安装底面模板。
步骤三：安装侧面模板。
由于单边侧模安装后容易向已安装模板侧发生倾斜，需设置支撑钢管来进行模板支撑。
图9 安装翻身吊架
步骤八：安装吊索具，模板翻转。
图10 模板翻转
步骤九：解除翻转插销，模板退出翻转机构。
步骤十：将模板吊至浇筑台座，并固定。
步骤十一：安装操作平台。
步骤十二：拆除模板翻转吊架，并浇筑砼。
2.7.3 模板拆除
当墩柱浇筑完成，待混凝土强度达到2.5Mpa以上时进行模板拆除。
2.8 混凝土浇筑及养护
2.8.1 墩柱混凝土浇筑
混凝土采用C50自密实混凝土，采取立式浇筑工艺，一次性浇筑完成。
2.8.2 墩柱养护
墩柱混凝土采取塑料薄膜养生方法。混凝土浇筑完成后，待初凝后即进行表面覆盖并洒水养生，拆模后对墩柱薄膜覆盖，再进行洒水养生。
2.9 墩柱存放
墩柱在预制台座上完成立式预制，待混凝土强度达到设计和规范要求后，用龙门吊将墩柱运至立放区存放、养护。养护结束后，转运至沙坑内，翻转至水平放置，水平起吊运至存储区平放。
图13 短线预制原理图
3.2 预制施工工艺流程
图14 短线法预制箱梁的主要施工工艺流程图
3.3 钢筋安装
节段梁钢筋由预制场的钢筋加工场加工，在大刚度型钢制作的胎架上绑扎完成后，由门式起重机吊装入模。钢筋骨架在绑扎前，应对该榀节段梁相应预应力管道及预埋件埋设点位进行提前放点，以便更改钢筋位置避免发生冲突。根据箱梁结构的不同，在吊具上设置4个吊耳作为主吊点多点起吊，安装手拉葫芦调平，翼缘等其他部位采取多链条设置吊点加固。
3.4 模板安装
根据本工程工期安排，节段梁的预制使用2套精度高、刚度大的大型液压组装式模板系统。设计时需考虑模板使用的共用性以及模板周转的便利。短线匹配法节段梁预制的模板系统主要由固定端模及支架、活动端模（A型/N型梁预制）、外边侧边模及支架、内模及移动支架、底模及底模台车、液压系统等构成。
图15 模板系统图
模板首次安装顺序为：固定端模系统→底模系统→侧模系统→移动端模系统→内模系统。模板安装前先放样模板在基础埋件上的安装控制轴线，然后根据顺序安装到位并临时固结。按设计要求调整模板位置，经测量校核无误后和预埋装置进行固结。
（1）端模
待浇段（0#块除外，其端模为固定端模与移动端模）的端模包含固定端模和匹配梁段的匹配面。
1）固定端模
此模板面板由δ6mm不锈钢制作，加劲后和预埋锚固系统连接。安装时，端模与内模、底模及侧边模由螺栓进行连接。
模板上设置剪力键，由于预制节段梁所处安装位置不同，剪力键个数也会不一样。因此对需要更换的剪力键区域采用螺栓固定，便于调整安拆。共有区域不变。
在整个模板系统中，固定端模的安装精度是控制的关键点，所以固定端模安装时需着重控制以下几点：
a、端模模板面与预制节段中轴线成90度，且需在竖方向保证垂直。
b、测量调整上翼缘保证其水平受控。
c、支撑系统需坚固可靠，模板自身刚度需满足要求。
2）匹配梁段的定位
短线匹配法施工中重要一环就是匹配梁段的定位，其定位步骤如下：
a、测量技术人员根据匹配梁段预制采集的参数以及匹配梁段与待浇梁段相对位置，通过GeomPro计算出匹配梁段所处位置。
b、通过测量计算出代浇段固定端模与匹配梁段匹配面的位置和距离。
c、现场施工技术员根据测量数据，进行对匹配梁段的初步定位。由液压系统牵引底模台车进行纵向长距离的移动及细部调整；由台车横向位移千斤顶进行横向调整。
d、现场操作人员通过测量的实时监测数据对底模台车上的油压千斤顶进行纵、横向及水平标高精确定位。
e、定位后放下底模上的四个支撑脚，并使其受力，旋下底模台车千斤顶，转换受力体系。
f、测量对匹配梁段进行复测，精度达到要求并通过误差校核则合拢侧模，如监控数据未满足精度要求，则重新顶升，再次定位直至满足要求。
（2）底模
每个台座的两套底模系统及支撑平台（分别用于匹配段和待浇节段），它们之间互相换位，移出时采用底模台车，移入时采用16T门式起重机。安装底模时，用台车上的液压顶升系统使其中轴线与测量基线重合，并保持水平，纵向位置通过液压系统进行调整，满足要求后利用顶伸螺杆支撑在台座基础预埋钢板上，再将固定端模与底模用螺栓进行连接固定。
（3）侧模
侧模采用6mm厚的优质钢板加2mm厚不锈钢板组成，配纵肋及横向肋，通过型钢支架进行支撑；支架上增设位移调整系统，可进行水平和竖向调整。侧模分为翼板模及腹板模，由专业厂家加工，在现场进行整体拼装。侧模满足侧向位移及底部铰接转动，这样既可以与混凝土匹配梁段紧密结合，又可以调整待浇节段几何尺寸，便于模板的安拆。
侧模通过支架支撑上的调节系统位移调整，调整到位后与底模通过栓接方式固定，顶面和底部通过对拉螺杆进行对拉。侧模支架通过螺栓连接台座基础预埋件。
（4）内模
内模由δ6mm不锈钢板加工而成，设加劲肋。为了适应各节段梁箱室尺寸变化，内模由标准块及异形块的小块模板组合而成，根据各节段梁预制需求搭配使用。内模主要由顶模、内腹板侧模及底板角模组成，模板之间采用可调节支撑螺杆支撑。整个内模系统固定在滑梁上，由液压系统完成竖向伸缩及横向开合，并通过液压系统牵引台车进出。
图16 内模安装
（5）脱模剂
模板表面涂刷脱模剂，保证砼外观质量。
（6）隔离剂
选择的是双飞粉＋洗洁精＋水均匀涂刷两遍。配合比为双飞粉：洗洁精：水＝1：0.55：0.16。
3.5 预应力及预埋件安装
预应力管道拟采用充气胶囊连通浇筑梁段预应力管道和匹配梁预应力管道，施加一定气压防止管道变形，并在浇筑过程中加强检查。
体外预应力的转向器和导向管数量多，型号多且重量较重，安装加固困难，需在钢筋绑扎过程中设置其专用定位钢筋，用于支撑转向器及导向管，待钢筋笼吊入模板后，对转向器继续加固，加U型钢筋包裹转向器并与主筋焊接，待关模后逐一检查转向器加固情况，并在转向器中间穿精轧螺纹钢与模板固定，保证混凝土浇筑过程中转向器位置固定。
3.6 混凝土浇筑
节段梁混凝土采用C60混凝土，经卸料到砼集料斗内，由16t门式起重机吊装入模。节段梁混凝土的浇筑顺序为：底板→腹板→顶板（含翼板）。
图18 节段梁混凝土养护
3.8 节段梁转运和存放
在匹配梁段完成匹配后，先利用底模上的水平顶升系统将其与新浇节段分离，再利用牵引小车牵引至台座，最后采用门式起重机吊运至储存区进行存放。
图19 节段梁存放
3.9 节段梁出运
箱梁出运时，先将待运箱梁吊至检查台座上，检查台座设置在存梁线靠近码头侧的端头位置，用门式起重机调运至运梁小车上，横移转运至出运码头，再由出梁码头的提升吊机吊运至运输船舶上转运至施工现场。
结语
预制墩柱及节段梁从质量、进度、现场质量管控方面存在一定的优势。构件采用预制施工，对比于常规的现浇墩柱、箱梁，能有效避免钢筋、混凝土质量通病，提升施工质量，特别是混凝土外观方面有较大的提高。而且预制场专业化施工，在质量管理方面比现浇构件控制效果更好；预制构件施工可以不受进度的影响，可以平行作业，但现浇墩柱、箱梁受到进度制约的影响较大。且预制构件采用一体化架桥机安装，有效的避免了现场场地受限，施工占用限制道路的情况，提升了桥梁施工的便利性。
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论文作者:杨帆,陈超
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/5
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