基于城市高架桥预制拼装施工要点及控制探究

龚政

中交第四公路工程局有限公司 北京 100022

1 工程概况

某条公路长达3．1公里，公路中桥梁部分是通过全预制拼装法进行施工。主要涵盖的是桥梁的下半部分，譬如桥梁中的桥墩立柱部分、盖梁部分、小箱梁部分，以及桥梁中的边梁防撞墙等，这些都是由箱梁工厂完成预制加工，再运抵施工现场进行拼装施工，由于桥梁立柱和承台、立柱与盖梁在拼接中需采用灌浆套管进行连接，然后在拼装边梁防撞墙和小箱梁，也正是如此，施工中的诸多细节是决定桥梁拼装质量的必然因素，故研究桥梁拼装的施工要点，对确保该桥梁工程的建设质量具有重要的现实意义[1]。

2 预制立柱拼装施工要点

预制构件在运抵施工现场时，应遵循从下至上的顺序进行。第一步要完成的是立柱与承台之间的拼装，待拼接缝灌浆强度满足等级后，再进行下一拼装施工，即拼装立柱和盖梁，由于各立柱与承台、盖梁与立柱间的连接均采用全灌浆套筒法施工，不同类型的混凝土构件断面拼接也是由具备一定强度标准的砂浆垫层铺装接合。在拼装这些预制构件时，由于各构件间的连接是通过预留的钢筋接头进行焊接，在行灌浆套筒完成浇筑接合，使其达成拼装的整体。而就预制拼装的施工而言，其应注重以下几点：①预制立柱顶部预留的伸出钢筋以及底部预埋灌浆套筒的定位；②在预制盖梁的底部进行灌浆套筒预埋时的定位。在对预制立柱进行定位时，立柱顶部伸出钢筋和立柱底部预埋的套筒需要进行定位，在进行模板浇筑以及钢筋绑扎的施工时要及时保护好以上部位。

2.1 预制立柱钢筋笼胎架

如图1所示，为了提高预制立柱的精确度，立柱钢筋笼的绑扎制作尤为关键，布置主筋箍筋定位体系时要严格按照图纸来进行，确保主要称重的钢筋不发生弯曲，钢筋笼在制作误差也不能大于2毫米。立柱钢筋笼胎架的结构组成包括支架、底座、定位板和挂片。支架又包括中间主筋挂片架支架、套筒部位的定位板支架以及伸出钢筋端的定位板支架。挂片主要包含左右缘主筋挂片、上下缘主筋挂片、手持式箍筋卡尺以及下缘箍筋挂片。

图1 立柱钢筋笼胎架立面示意图

2.2 预留钢筋和预埋套筒定位

为了使预制立柱中的预埋套筒和预留钢筋定位的问题得到彻底解决，可以将定位钢板加在胎架的顶端，这种钢板使用的时车床的精加工，精度可以保持在1毫米的范围。

要想使伸出钢筋被彻底固定，在对伸出长度进行锁定后还要保证主筋的位置不发生变动，将钢筋定位板设置在胎架的一侧，对定位板进行开孔时必须根据图纸上的钢筋位置来进行，在孔洞的位置要使用支头螺丝来对伸出钢筋进行固定。立柱模板的截面和伸出钢筋定位板外部的尺寸可以匹配，在对钢筋笼进行绑扎后，定位板会进入模板中，对钢筋继续进行定位，使立柱浇筑的高度控制在一定范围内[2]。

将套筒定位板（如图2所示）设置在预制立柱钢筋笼胎架的另外一侧，严格的根据图纸套筒的中心位置将螺栓孔设置在定位板上，将橡胶环紧紧套在螺栓内部，橡胶在膨胀过程中会锁定套筒。通过使用套筒固定的部位联合立柱底部的方式对套筒进行定位，不但能使套筒被牢牢的固定，也能使立柱底模板在浇筑之后进行模板装入时不被拆卸掉，从而实现持续定位的功能。

图2 套筒定位板（底模）示意

3 预制盖梁施工要点

在进行预制盖梁施工时要将盖梁底端的预埋套筒进行定位，进行模板浇筑的过程中以及钢筋绑扎的时候都要就是限位保护以上的部位。

3.1 盖梁立柱钢筋笼胎架

为了使预制盖梁钢筋笼绑扎达到一定的准确度，需要在进行绑扎时采用精加工的钢筋胎架，必须要根据图纸来布置主筋箍筋定位格局，确保钢筋不发生弯曲，钢筋笼在制作时误差不超出2毫米范围。盖梁钢筋笼胎架的结构包括4部分，有支架、底座、定位平台以及挂片。根据图纸要求在底架上将定位框架进行固定，在定位框架上安装上挂片，挂片类型包括下部横梁、顶部横梁、预制部分侧面挂片（如图3所示）以及脊骨梁侧面挂片。

图3 盖梁钢筋笼胎架设计立面示意

3.2 预埋套筒定位

为了使预埋套筒在预制盖梁底部的定位得以彻底解决，将定位钢板设立在胎架的位置，使用的精加工的钢板，精度范围保持在1毫米内。将螺栓孔根据图纸中套筒的中心位置设立在套筒定位板上，在进行定位时将橡胶环套筒内部预设螺栓进行定位，橡胶在膨胀时锁定套筒。在胎架外实现套筒安装定位后全部进入钢筋笼胎架内，最后使钢筋随之进入到盖梁模板内，成为底模的其中一部分，实现限位功能。

3.3 盖梁安装施工工艺

①盖梁卸车。运输车辆施工以及吊装机械都要在规定的区域内进行。盖梁卸车是利用一台320t的履带来完成的。运输车是沿着桥面停放的，而履带吊横桥是在承台的北面停放的。②搭设操作平台。拼装人员在立柱底部进行平台操作时，利用吊机使其到达柱顶，将其通过预埋螺栓套来进行固定，随后完成盖梁吊装施工。③进行测量的准备。为了更好的对立柱与盖梁的位置进行控制，要在盖梁底部侧面与立柱顶部的衔接处进行放样以及弹墨线同时将刻度条进行安装。④进行挡浆模板的安装。将盖梁边线在立柱顶部弹出，按照边线的位置将挡浆模板安装上。挡浆模板的材料是5厘米的槽钢，立柱的接触面和挡浆模板都是使用的双面胶来止浆的[3]。④对挡浆模板进行安装。当盖梁变线从立柱顶面弹出之后，工作人员便可以按照边线位置对挡浆模板进行安装，模板一般都是采用5厘米的槽钢制作而成，立柱和模板的接触面用双面胶进行止浆处理，⑤垫层坐浆。我国目前立柱和盖梁之间的砂浆垫层基本上都是采用的60MPa高强砂浆和自制搅拌机或者是科尼乐立轴行星式搅拌机，干料和水的配合比一般为17．5，拌料一般需要搅拌3分钟为宜。之后就将浆料倒到立柱顶凿毛面，并对其进行刮平处理。⑥安装盖梁。在盖梁试吊过程中不但要考虑对位问题，同时还要对盖梁底平面位置和标高引起关注，在完成匹配作业之后将盖梁缓慢放下，再进行坐浆安装，之后实施盖梁水平度、高程和相对位置的测量和记录，最后对立柱侧面和挡浆模板进行清洗。⑦波纹管灌浆。灌浆料选用的是100MPa高强无收缩水泥和自制搅拌机，干料和水的配比为100：17．5，需要对干料和水的重量进行分别称重，混合料的搅拌时间为3分钟。待垫层砂浆凝结好之后还要实施压浆处理，在此过程中工作人员还要对搅拌头和搅拌桶进行预先润湿处理，然后将干料和水依次放入搅拌桶，开启底座转盘和搅拌机，与此同时对搅拌时间进行计秒，确保搅拌时间为3分钟。如果在3分钟之后发现浆料当中还是有固态干料的存在则应该继续搅拌直到没有为止。让浆液静置2分钟放出气泡就结束了灌浆浆料拌浆作业。

4 预制箱梁施工要点

4.1 钢筋加工胎具设计

利用抽拉杆和型钢按照图纸中的小箱梁的外观大小来进行钢筋胎具的加工，设计抽拉杆时采用活动的形式，确保胎具在进行调整时能有较好的通用性能；两端主要按照主筋之间的距离利用抽拉杆的一些间距来完成布置，胎具大小要做到准确无误。在对钢筋进行弯配和切割时要在加工车间内通过数控设备来完成，要求使用定型胎架来完成预制梁钢筋骨架。每一个钢筋的交叉点出都要牢牢焊死。在对钢筋实现安装和绑扎时要实现确切的定位。

4.2 小箱梁模板设计

按照预制梁的质量工艺以及规划模式的规定，外模分为轨道整体纵向拖拉式和分块吊装式。应该在侧模上进行梁底外侧圆弧的设置。模板整体要稳定，上面设置为拉杆，要使模板刚度得到满足，就要通过新浇筑的混凝土来施加压力导致变形从而得到满足。在内模的选取上可以考虑抽拉式或者拼装式，安装时是整体进行，拆除时候也要整体进行。

4.3 小箱梁钢筋笼吊装入模

钢筋骨架绑扎好之后就进入到安装环节，在此之前工作人员还需要在底模上准确标注梁端线和跨中线，以实现对梁体钢筋骨架纵向安装位置的合理把控，钢筋骨架底模入位之后还要对其纵向中心线的重合度进行仔细检查，确保两个中心线完全重合。同时还要根据具体情况做出适当的调整，以确保梁体钢筋不会受到损坏。具体吊装过程需要采用专用的吊具，并在箱梁腹板顶部设置恰当的吊点，布设的原则就是保证钢筋骨架的整体稳定性。

4.4 高性能自密实混凝土浇筑

高性能自密实混凝土浇筑过程中，需要结合实际情况选择恰当的浇筑点，该工程所采用的混凝土自密实范围可以达到10米，其实就是在小箱梁浇筑的时候只需要选择一个点进行固定浇筑，并采用振捣棒进行振捣处理以加快混凝土的流动速度，让小箱梁浇筑时间从以往的4个小时缩短到40分钟，大大提高了施工效率。

4.5 智能张拉施工

为了更好地提升预应力施工质量，施工企业可以采用全自动智能张拉设备对预应力筋进行张拉，从而自动生成数据信息，这种技术具有非常好的稳定性和精准度，除非人为干扰，大多数情况下都可以很好地保证预应力张拉施工质量。

4.6 大循环压浆施工

大循环压浆施工其实就是将预制小箱梁通过连接管连在一起，从而实现一次性灌浆和整片箱梁压浆作业，这种施工方式利用浆液满管路持续循环可以很好排除管道内部的空气，确保压浆过程中管道浆液内无气室、气仓，提高管道内浆液的密实度。

5 城市高架桥预制拼装现场施工要点和控制

承台和预制立柱之间的拼接主要就是通过立柱底部预埋套筒和承台表面预留钢筋的灌浆而实现，同时在拼接面铺设一定的高强砂浆垫层，所有立柱都是提前在工厂加工好然后运送到施工现场。小箱梁运送到施工现场之后，我们利用2台300吨的履带式起重机对其进行吊装，两台起重机分别负责跨内和跨外，并且还要保证两台吊机起吊操作的同步性，然后是卸车，梁车离开现场，吊装好之后小箱梁要比盖梁高一些，然后跨内一台吊机逆时针回转，跨外一台吊机打开回转跟随旋转，一直到跨内的吊机回转180度，这两台吊机的主要任务是行走，利用吊机主臂对小箱梁的吊装角度进行慢慢调整[5]，保证最终吊装位置的科学性和合理性。

6 结语

总而言之，和以往传统的城市高架桥施工相比较而言，现如今的城市高架桥预制拼装施工过程不但有效缩短了施工工期，而且还降低了交通管理费，减少了环境污染，降低了各类安全事故的发生几率，减少了人工劳动量的使用等等。由此可以看出，这种预制拼装施工技术在未来城市高架桥建设过程中具有非常广泛的应用前景，在给施工企业带啦更大经济效益和社会效益的同时，更好地促进我国交通运输行业的可持续发展。