文章编号:１６７３－６０５２(２０１９)０４－０００１－０４ ＤＯＩ:１０.１５９９６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｂｆｊｔ.２０１９.０４.００１
装配式桥墩施工工艺及其应用
李泽鹏１ꎬ赵洪学１ꎬ唐宏亮１ꎬ包龙生２
(１.中铁上海工程局集团北方工程有限公司 沈阳市 １１０１６８ꎻ２.沈阳建筑大学 沈阳市 １１０１６８)
摘 要:结合沈阳市中央大街跨浑河桥梁工程的施工经验ꎬ研究装配式桥墩施工工艺流程及其应用ꎮ装配式桥墩施工方案是在钢筋加工车间统一加工钢筋ꎬ提前对桥墩、盖梁进行预制ꎬ然后运输到桥址处进行现场的拼装对接ꎬ灌浆连接ꎮ与墩柱现浇施工相比ꎬ装配式桥墩施工工艺实现了墩柱、盖梁集中预制ꎬ钢筋绑扎、混凝土浇注在工厂完成ꎬ现场作业仅需吊装和灌浆等短期作业ꎬ大幅度减少了高空作业带来的安全风险ꎬ更进一步保证了施工安全及施工质量ꎬ缩短了工期ꎮ
关键词:装配式桥墩ꎻ集中预制ꎻ施工工艺
中图分类号:Ｕ４４３.２２ 文献标识码:Ａ
我国预制装配式桥墩施工技术迅猛发展ꎬ已逐渐打破采用现浇施工方法的局限ꎬ装配式施工具有全性高等优点ꎬ笔者以沈阳市中央大街跨浑河桥梁为工程实例ꎬ探讨了装配式桥墩施工的工艺流程ꎬ为今后的装配式桥墩施工提供一些参考ꎮ１ 工程概述
中央大街跨浑河桥梁工程位于沈阳市市区西南部ꎬ浑河城市段下游ꎬ工程北侧连接中央南大街ꎬ跨越浑河后南侧与规划的中央大街南延长线相接ꎮ本项目起点里程桩号为Ｋ０＋０００ꎬ终点里程桩号为１７１０ｍꎬ北引道长２９５ｍꎬ南引道长４４５ｍꎮ中央大街跨浑河桥４５~５６＃墩共计１２座桥墩墩柱及盖梁采用装配式设计方案ꎬ即墩柱、盖梁先进行预制ꎬ现场进行拼装ꎬ桥墩预制构件钢筋采用金属波纹管灌浆连接ꎮ
２ 装配式桥墩施工工艺的实际应用２.１ 施工流程
装配式桥墩施工方案即是在钢筋加工车间统一加工钢筋ꎬ在预制场地进行桥墩、盖梁的提前预制ꎬ然后运输到桥址处进行现场的拼装对接ꎬ灌浆连接Ｋ２＋４５０ꎬ路线全长２４５０ｍꎮ其中跨浑河桥桥长施工效率高ꎬ工厂化作业工期短ꎬ绿色环保ꎬ施工安
的工艺ꎮ因为桥墩、盖梁等是在预制场进行制作ꎬ可以提前进行ꎬ采用此施工方法可以提高产品质量ꎬ大大地缩短施工工期ꎬ并最大限度提高现场的文明施工程度[１]ꎮ
主要施工工艺流程如图１所示:
图１ 施工工艺流程
２.２ 施工前准备
为保证施工过程的顺利进行ꎬ施工单位需要做好一定的施工准备ꎬ具体包括技术准备、现场准备、材料准备、机械设备准备等ꎮ首先ꎬ项目总工程师组织项目部、作业队技术人员对施工图纸进行审核ꎬ并严格控制施工技术交底工作ꎬ提高技术管理水平ꎮ其次ꎬ确保原材料质量达到标准ꎬ进行材料验收ꎬ对
※基金项目:国家十三五重点研发计划重点专项基金(２０１８ＹＦＣ０８０９６０６)ꎻ辽宁省重点研发计划指导计划基金(２０１８４１６０２８)ꎻ
沈阳市建委城乡系统科研项目(２０１８０４)
—２—北方交通 ２０１９年 第４期
进场物资数量、外观质量进行检查、记录ꎬ以加强相关原材料的质量控制ꎮ按规定取样试验ꎬ进行各项检查工作ꎮ最后ꎬ保证施工现场的整洁度ꎬ在施工前确保水源、电源、运输便道的设置ꎬ完成所需的机械设备准备ꎮ
２.３ 承台内波纹管预埋
承台钢筋加工在钢筋棚中集中进行ꎬ运至现场绑扎ꎬ两层钢筋网之间设架立钢筋ꎬ确保固定钢筋位置正确ꎬ按图纸和规范要求将金属波纹管预埋ꎬ并固下部及上部采用定位架ꎬ确定主筋位置ꎬ确保主筋间距及位置准确ꎬ绑扎时测量主筋的垂直度ꎬ位置偏差控制在５ｍｍꎬ垂直度控制在０.５％ꎮ
于６ｍ时应加设缆风绳ꎮ本预制墩柱高度最高为６８ｍꎬ施工中为确保钢筋骨架整体的稳定性ꎬ防止大风的影响ꎬ骨架两侧对称设置缆风绳稳固钢筋骨架[３]ꎮ
(３)墩柱盖梁主筋采用热轧螺纹ＨＲＢ４００Φ２８(２)墩柱钢筋安装过程中ꎬ当钢筋悬臂高度大
钢筋ꎬ箍筋采用热轧螺纹ＨＲＢ４００Φ１６钢筋ꎮ钢筋定牢固ꎬ每个承台设有２组波纹管ꎬ波纹管定位架采用槽钢和钢板制作ꎬ波纹管压浆孔必须统一朝向外侧ꎬ便于压浆管安装ꎬ金属波纹管固定采用定位架进行固定ꎬ确保波纹管位置的准确性ꎬ垂直度的准确性ꎮ波纹管安装主要控制其上端和下端的精度ꎬ同时确保波纹管在混凝土浇注时的密封性ꎬ防止波纹管内进浆ꎬ波纹管安装精度由波纹管定位架保证[２]管的保护ꎮ浇注振捣混凝土过程中应注意对金属波纹ꎬ防止其破坏或移位ꎮ２.４ 墩身、盖梁预制２.４.１ 设置台座
墩柱台座设置上、下两个１.７ｍ×１.７ｍ铁板(法兰盘)ꎬ每个铁板(法兰盘)上设置２８个Φ６０ｍｍ的孔ꎬ下设Φ６０ｍｍ钢管ꎮ盖梁台座预埋件根据墩柱主筋布置形式ꎬ布置２８根Φ６０ｍｍ钢管ꎬ通过钢筋连接加固ꎬ保证钢管中心对中心间距为１９.１ｃｍꎬ与墩柱主筋间距保持一致ꎬ如图２所示ꎮ预埋件固定好后施工预制盖梁台座ꎬ台座设置尺寸为１１.０５ｍ×２.注２ｍꎬ浇注成型后钢管外露×０.７ｍꎬ根据该尺寸支立模板２０~３０ｃｍꎬꎬ进行混凝土浇起固定盖梁中
金属波纹管的作用ꎮ
图２ 盖梁台座施工
２.４.２ 钢筋绑扎
(１)钢筋绑扎在钢筋加工场加工成型ꎬ绑扎时
进行弯曲成型前ꎬ根据要求用钢筋切断机进行截断ꎬ施工时钢筋位置必须精确定位ꎬ不得随意调整间距ꎮ钢筋在加工场地加工ꎬ在盖梁平台上进行焊接和绑扎ꎬ如图３所示为钢筋加工定位图例ꎮ
图３ 钢筋加工定位图例
属波纹管(４)根据设计要求ꎬ如图４ꎬ预埋ꎬΦ８０ｍｍ预制盖梁中预埋金属波纹管通过与Φ８０ｍｍ金
盖梁钢筋绑扎加固ꎬ保证钢管中心对中心间距为１９.５ｍｍꎬ１ｃｍꎬ与墩柱主筋间距保持波纹管间要密封安装时注意上下注浆孔的预留一致ꎬ允许偏差为ꎮ此外ꎬ预应力孔道预埋ꎬ注浆管与金属Φ８０ｍｍ塑料波纹管ꎬ钢绞线采用编束后穿法施工ꎮ
图４ 盖梁金属波纹管间距
２.４.３ 模板安装
墩身模板为定型模板ꎬ要求制作简单ꎬ拆装方
２０１９年 第４期 李泽鹏等:装配式桥墩施工工艺及其应用—３—
便ꎬ模板安装前应保证模型尺寸和外观质量ꎬ要求板面平整洁净ꎬ接缝严密不漏浆ꎬ采用模板四周与平台上地锚进行连接ꎬ５.２ｍ和６.８ｍ四周搭设脚手架进行再次加固ꎮ盖梁模板采用组合钢模板ꎬ在预制台座上铺设盖梁底模ꎬ台座预埋钢管穿过底模后空隙使用玻璃胶密封ꎬ模板采用钢模板及竹胶板相结合的方式ꎮ
２.４.４ 混凝土浇注及养护
混凝土浇注采用泵送入模ꎮ浇注过程中ꎬ应及时清除模板内的杂物ꎬ或钢筋上的油污ꎬ当发现模板有缝隙、孔洞时ꎬ应及时堵塞ꎬ不得发生漏浆ꎬ混凝土养护应由专人负责ꎮ当混凝土达到设计强度后ꎬ拆除外模ꎮ拆模后ꎬ应立即用保持湿润的透水土工布及塑料薄膜覆盖包裹ꎬ并喷淋养护时间不少于７ｄꎮ２.５ 墩身、盖梁装车及运输
受场地环境限制ꎬ盖梁装车吊车需设置在墙外ꎬ从盖梁重量及长度确定需采用４００ｔ履带吊进行装车ꎮ墩身因上下均有外露钢筋ꎬ根据工期安排ꎬ墩柱吊装上车时采用现场１００ｔ汽车吊车主吊＋５０ｔ汽车辅吊配合双机式吊装ꎮ墩柱运输采用运梁车或平板车ꎬ盖梁运输需采用运梁车ꎬ运输速度控制在５ｋｍ２.６ /ｈꎬ墩身速度不宜过快、盖梁安装ꎮ２.６.１ 墩身现场吊装
关测量数据(１)施工准备:桥墩标注间距ꎮ预制立柱拼装施工前ꎻ桥墩标注的标高及轴线ꎬ应复核相
中心ꎻ复核交桩书高程基准点ꎻ制作的构件纵横轴线和基准标高标识ꎮ立柱最大构件重量为２６.４ｔꎬ立柱吊装机械主吊机选用１００ｔ汽车吊ꎬ辅吊机选用５０ｔ汽车吊ꎮ盖梁最大构件重量为１２４.５ｔꎬ采用一台３５０ｔ履带吊＋１５０ｔ超起ꎬ单机抬吊卸车、吊装就位ꎮ
调节垫块(２)立柱垫层坐浆ꎬ调节垫块为ꎮ２００ｍｍ进行坐浆之前×２００ｍｍꎬ×首先安放２１ｍｍ橡胶支座ꎮ然后清理承台凿毛面ꎬ在承台面上弹出立柱边线ꎬ以便控制挡浆模板安装位置ꎬ挡浆模板采用２ｃｍ浆模板与承台接触面采用双面胶止浆槽钢或木板制作ꎬ各边比立柱尺寸大ꎮ承台与立柱６ｃｍꎮ挡间的砂浆垫层采用Ｃ６０砂浆ꎬ配合比为干料∶水＝１００∶１７~[４]
行铺浆ꎬ如图１８ꎬ５一般取所示ꎮ
１７.５ꎬ砂浆料搅拌完成后进
图５ 垫层坐浆示意图
首根立柱的安装 (３)立柱精调ꎬ利用墩柱预制时预埋的套筒向外ꎮ铺浆完成后ꎬ进行同一承台的侧连接钢筋ꎬ在钢筋上设置牛腿作为反力架ꎬ对立柱进行调节ꎬ同时坐浆层设置楔形铁同样调节立柱垂直度ꎬ立柱就位后ꎬ采用四台手动顶升液压杆ꎬ来校正立柱的垂直度ꎬ同一承台的第一根立柱安装精调完成后进行第二根立柱的安装ꎬ同样方法对第二根立柱进行垂直度精调ꎮ２.６.２ 承台波纹管灌浆
灌浆应严格遵循以下工艺流程:灌浆料倒入搅拌设备－计算水量并称重－水倒入搅拌设备并除拌５ｍｉｎ)(不得少于３０ｓ)－搅拌设备高速搅拌(不得少于
连接压浆口压浆－浆料倒入储浆装置－出浆口出浆－浆料倒入灌浆设备并－持续出浆后(不得少于２ｓ)停止压浆并塞入止浆塞－下一个波纹管压浆[５]应不小于ꎮ拌浆设备采用大功率高转速的搅拌机１０００ｒ/ｍｉｎꎬ搅拌桶容量不宜大于５０ｌꎬꎬ转速一次拌浆量不宜大于３０ｌꎬ且应能满足浆料在规定时间内充分搅拌均匀ꎮ灌浆料采用ＯＶＭ生产的Ｃ１００高强无收缩水泥灌浆料ꎬ配合比为干料∶水＝１００∶１２ꎮ承台波纹管灌浆采用压浆法ꎬ将拌制好的浆料倒入压浆机ꎬ开始压浆ꎮ浆料从下部注浆孔压浆、上部出浆口出气ꎬ浆料升至出浆口Ｌ型管管口ꎬ待浆料流出ꎬ封堵出浆口并停止压浆ꎬ待压浆管压力稳定拔出压浆枪头封堵注浆口ꎬ压浆口采用橡胶止浆塞封堵ꎮ２.６.３ 盖梁现场吊装
当立柱安装完毕后ꎬ盖梁顶部安装挡浆模板ꎬ模板高度符合设计要求ꎬ承台节点压浆结束后养护７２ｈ度等位置调整应在注浆前完成后再进行下一步盖梁的拼装施工ꎬ灌浆料发生终凝后ꎬ墩柱的垂直严禁再进行位置调整ꎬ避免破坏浆料与钢筋的粘结ꎮ—４—北方交通 ２０１９年 第４期
盖梁采用１台３５０ｔ履带吊单机抬吊卸车、吊装就位ꎬ盖梁吊装过程汽车吊行驶及作业区域内ꎬ加固非机动车道及非隔离带重铺路面ꎬ并加铺钢板或走道板[６]ꎮ地面上设专人指挥吊车ꎬ进行位置和角度的对盖梁进行微调节ꎮ墩顶主筋按顺序插入盖梁预埋管中ꎬ进行灌浆施工ꎮ２.６.４ 盖梁波纹管灌浆
盖梁波纹管灌浆施工方法及施工工艺同承台波纹管灌浆ꎬ采用压浆法ꎬ将拌制好的浆料倒入压浆机ꎬ浆料从下口灌注、上部出浆口出气ꎬ当浆料从上口流出ꎬ封堵住出浆口ꎬ停止压浆ꎬ待压浆管压力稳定拔出压浆枪头封堵注浆口ꎬ压浆口采用橡胶止浆塞封堵[７]ꎮ注浆停止后ꎬ应注意观察ꎬ防止出现灌浆拌合物下降等情况ꎮ３ 结语
沈阳市中央大街跨浑河桥梁工程装配式桥墩施工秉持简化程序、优化流程的原则ꎬ坚持风险可控、效益优先ꎬ根据总工期和分阶段节点工期要求ꎬ科学安排各道施工工序ꎬ制定切实可行的施工计划ꎬ合理调节ꎬ盖梁上捆绑几个方向的绳索ꎬ便于地面上人工
进行资源配置ꎬ统筹组织ꎬ加快施工进度ꎮ与墩柱现浇施工相比ꎬ实现了墩柱、盖梁集中预制ꎬ钢筋的绑扎、混凝土的浇注在工厂完成ꎬ现场作业仅需吊装和灌浆等短期作业ꎬ极大地缩短了工期ꎮ结合沈阳市中央大街跨浑河桥梁工程装配式桥墩的整个施工流程进行了说明ꎬ为以后的预制装配式桥墩施工提供参考依据ꎮ
参考文献
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ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｓｓｅｍｂｌｅｄＰｉｅｒ
(１.ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＳｈａｎｇｈａｉＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐＮｏｒｔｈＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１０１６８ꎬＣｈｉｎａꎻ
２.ＳｈｅｎｙａｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１０１６８ꎬＣｈｉｎａ)
ＬＩＺｅ￣ｐｅｎｇ１ꎬＺＨＡＯＨｏｎｇ￣ｘｕｅ１ꎬＴＡＮＧＨｏｎｇ￣ｌｉａｎｇ１ꎬＢＡＯＬｏｎｇ￣ｓｈｅｎｇ２
Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｏｓｔｕｄｙｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｓｓｅｍｂｌｅｄＰｉｅｒＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＣｅｎｔｒａｌＳｔｒｅｅｔＢｒｉｄｇｅａｃｒｏｓｓＨｕｎｈｅＲｉｖｅｒ.Ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅａｓｓｅｍｂｌｅｄｐｉｅｒａｄｏｐｔｓｔｈｅｕｎｉｆｉｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｓｔｅｅｌｂａｒｓｉｎｔｈｅｓｔｅｅｌｂａｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗｏｒｋｓｈｏｐ.Ｔｈｅｐｉｅｒｓａｎｄｃａｐｂｅａｍｓａｒｅｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｉｎａｄｖａｎｃｅꎬａｎｄｔｈｅｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄｔｏｔｈｅｂｒｉｄｇｅｓｉｔｅｆｏｒｓｉｔｅａｓｓｅｍｂｌｙａｎｄｄｏｃｋｉｎｇꎬｇｒｏｕｔｉｎｇｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ.
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＡｓｓｅｍｂｌｅｄｐｉｅｒꎻＣｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎꎻＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｎｅｅｄｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｐｅｒａｔｉｏｎꎬｗｈｉｃｈｇｒｅａｔｌｙｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｓａｆｅｔｙｒｉｓｋｓｂｒｏｕｇｈｔｂｙｔｈｅｈｉｇｈａｌｔｉｔｕｄｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄ
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