城市中心区特大多跨径高架桥梁的箱梁预制技术

李震锟

广东省基础工程集团有限公司 广东 广州 510000

背景工程为城市道路改造建设项目，桥梁长度较长，桥跨数量和跨径尺寸种类多，现场场地狭小，预制梁场地面积选择有限[1]。梁场设计和制梁采用常规方法时有以下问题：台座设计为一个台座只适合一种跨径尺寸的梁体；梁体钢筋在台座上一层层制作安装而成；预应力体系张拉前，梁体养护采用人工或在台座外设置自动喷淋管的方式，前者存在养护不及时、漏养、养护时间不足和浪费水资源等缺陷，后者则会妨碍侧模安装与拆卸，影响进度。

1 工程概况

汕头市黄河路（泰山路—东厦路）快速化升级改造工程跨越汕头市中心城区，项目全长4.2 km。为保持行车速度、行车舒适性、节约时间成本，设置了一座高架桥以跨越沿线交叉路口。高架桥桥梁跨越嵩山路、衡山路、天山路、华山路等4个路口，桥梁全长2 051.5 m。桥梁上部构造采用长度25、30、35、40 m共4种规格的预制箱梁共646片（图1），其中，25 m预制箱梁105片、30 m预制箱梁480片、35 m预制箱梁45片、40 m预制箱梁16片。

图1 标准墩预制箱梁纵断面

2 预制梁场建设

预制场场地压实后基础地基承载力不小于100 kPa，基础稳定、均匀，确保制梁过程中不会出现不均匀沉降，整个预制区浇筑厚30 cm的C30混凝土进行硬化。

项目上部结构设计采用不同规格的预制箱梁共646片。同时根据场区面积情况，台座排布划分为1#区、2#区。1#区设有钢筋原材堆放场、钢筋半成品加工场、标养室、台外钢筋制安胎架、混合叠用台座区、存梁台、装梁区、龙门吊；2#区设有钢筋原材堆放场、钢筋半成品加工场、台外钢筋制安胎架、混合叠用台座区、钢混板梁台座、存梁台、装梁区、龙门吊、养护循环池、梁场生活和办公区（图2）。

图2 梁场布置和制梁台座排布

3 特大多跨径箱梁预制技术

3.1 混合叠用台座施工技术

3.1.1 混合叠用台座的设计

1#区混合叠用台座分两阵列式排布，每阵列排11座，共22座。本区台座用于制作25、30 m长度的梁体，混合叠用台座的尺寸为长31 m、宽100 cm、高35 cm。2#区混合叠用台座分一阵列式排布，共9座。本区台座用于制作35、40 m长度的梁体，混合叠用台座的尺寸为长41 m、宽100 cm、高35 cm。

1#区台座从端部开始往回设计200 cm为支座楔块位A（30 m梁），35 cm吊装槽位（1），180 cm为支座楔块位B（25 m梁），35 cm吊装槽位（2），中部2 240 cm为通用台（图3）。

图3 30 m和25 m梁混合叠用台座纵断面（单位：cm）

2#区台座从端部开始往回设计200 cm为支座楔块位D（40 m梁），35 cm吊装槽位（3），180 cm为支座楔块位F（35 m梁），35 cm吊装槽位（4），中部3 310 cm为通用台（图4）。

图4 40 m和35 m梁混合叠用台座纵断面（单位：cm）

预制梁台座采用C30混凝土，台座顶两侧面设有通长的50 mm×50 mm×6 mm角钢，角钢之间每隔0.5 m用φ12 mm的钢筋连接形成整体骨架，然后浇筑混凝土，注意制作底座时预埋侧模下部的拉杆孔道，同时预埋φ90 mm的PVC管的伸缩旋转喷淋养护装置固定导孔道和φ35 mm的PVC管养护输送水槽管道。在浇筑台座混凝土时，底座横向做成水平，纵向按设计预设反拱2.0 cm。由于箱梁采用兜托梁底起吊法，故台座施工时应预留穿索兜底所需的活动段底模，设置在距各规格梁板端头1.5 m处，在每种梁底支座楔块处浇筑混凝土时低于顶面3 cm，便于安放3 cm厚可压缩的橡胶板，消减张拉预应力体系时梁体预拱出现反压破坏混凝土结构的隐患。

3.1.2 混合叠用台座的使用

由于梁场场地面积小，且预制梁的工程数量大，梁体长度种类多，无法采取一个台座适合一种长度梁体的方式进行设置，因此设置了30 m和25 m梁混合叠用，40 m和35 m梁混合叠用的台座。

1）30 m和25 m梁混合叠用台座使用技术。制作30 m梁时，梁体钢筋安装至支座楔块位A，浇筑混凝土并张拉预应力体系后，移梁吊装以槽位（1）为吊点。制作25 m梁时，梁体钢筋安装至支座楔块位B，浇筑混凝土并张拉预应力体系后，移梁吊装以槽位（2）为吊点。一个台座可以混合交叠制作2种长度梁体，无需重新加工台座，不影响30 m和25 m梁的制梁施工工作。

2）40 m和35 m梁混合叠用台座使用技术。制作40 m梁时，梁体钢筋安装至支座楔块位D，浇筑混凝土并张拉预应力体系后，移梁吊装以槽位（3）为吊点。制作35 m梁时，梁体钢筋安装至支座楔块位F，浇筑混凝土并张拉预应力体系后，移梁吊装以槽位（4）为吊点。一个台座可以混合交叠制作2种长度梁体，无需重新加工台座，不影响40 m和35 m梁的制梁施工工作。

3.2 台外错分多功能梁体钢筋制作安装施工技术

3.2.1 台外错分多功能钢筋制安架结构设计

1）腹底板钢筋制安架设计（图5）。腹板钢筋制安架依据腹板横向分布箍筋间距设计为倒“V”形方钢支撑脚，在每榀倒“V”形支撑脚上依据腹板纵向主筋间距设计φ20 mm圆钢伸缩主筋定位插销。底板钢筋制安架依据腹板底宽设置2条5 cm×5 cm角钢承托架，并依据腹板横向分布箍筋间距在角钢上设置月牙形定位钢筋槽。

图5 腹底板钢筋制安架横断面

2）顶板钢筋制安架设计（图6）。顶板钢筋制安架纵向排列设计为竖向方钢支撑脚，在支撑脚顶面采用6.3#槽钢横向盖套底托横杆。在支撑脚正上方纵向设置设有钢筋安装限距槽的槽板，在底托横杆中部设置加强连接杆。

图6 顶板钢筋制安架横断面

3.2.2 台外错分多功能钢筋制安架应用

由于梁场设有的制梁台座数量少，若在台座上绑扎钢筋、安装预应力管道，就占用了台座的空间，从而降低了台座的使用率，阻滞了制梁进度。

项目采用了在台座外设置以梁体顶板和腹底板错分开的制梁钢筋制安架，制安架上设有固定钢筋、固定预应力筋波纹管、定（限）位等多功能装置，梁体钢筋无需直接在台座上制作安装，把在台座上制作安装钢筋的时间分离至台外，提高了台座使用周转率。钢筋制作安装完成后，用门式起重机先把腹底板钢筋笼吊装至台座上，然后再吊装顶板钢筋网并与腹底板钢筋笼组装成形（图7、图8）。

图7 腹底板钢筋制安架实物

图8 顶板钢筋制安架实物

3.3 阵列式间隙型养护施工技术

3.3.1 阵列式间隙型养护系统设计

本系统设计为阵列式间隙型养护伸缩旋转喷淋养护装置（图9）。在每个台座埋设固定导孔若干个和1根养护输送水槽，每个固定导孔安装1个伸缩旋转喷淋养护装置，每个伸缩旋转喷淋养护装置采用2个弹性支垫固定。养护输送水槽对应伸缩旋转喷淋养护装置设置分水支口，设置间隙型时间开关总控制器。

图9 阵列式间隙型养护系统横断面

3.3.2 阵列式间隙型养护系统的使用

1）规划建设制梁场区时，先以梁体不同长度和伸缩旋转喷淋养护装置2倍的喷淋旋转半径阵列式设计制梁台座位置和尺寸，按台座设计图制作安装受力钢筋后，埋设养护输送水槽管道和固定导孔道，然后浇筑混凝土成形。

2）台座达到强度后，在固定导孔道中安装伸缩旋转喷淋养护装置，并在控制室配装间隙型时间开关总控制器。

3）在阵列式台座上进行梁体预制，浇筑混凝土和拆模后可进行养护。养护程序：从阵列式台座一端开始，按每个台座设定的间隙时间从底座的固定导孔伸出养护装置旋转喷淋梁体腹板，满足梁体养护湿度后，旋转喷淋停止并缩回固定导孔道里；然后下一台座重复上一台座养护工作，一个台座间隙式地循环一个台座，直至满足预应力体系张拉强度和时间要求。

4）前排排列的台座在养护梁体的同时，不影响后排排列的台座梁体钢筋的制作安装、装模、浇筑混凝土、拆模等施工工作。

5）台座上梁体养护至满足预应力体系张拉强度和时间要求后，可进行预应力体系张拉工作，该工作也不影响其他排列的台座梁体钢筋的制作安装、装模、浇筑混凝土、拆模等施工工作（图10）。

图10 阵列式间隙型养护系统实物

3.3.3 养护用水可循环回收利用技术

养护用水采用可循环回收利用技术，围绕台座间隙设置框架式循环回收养护用水的水沟，尺寸为30 cm×20 cm，并在2#区沿龙门吊轨道基础旁边设置1道砖砌集水沟，结构尺寸为35 cm×50 cm，保证集水能力和地基的稳定性，纵向排水沟规划两端高、中间低，最终将汇集的回收水排到养护循环池（在梁场生活区后侧）。

4 结语

特大多种跨径高架桥梁的箱梁预制技术在汕头市黄河路（泰山路—东厦路）快速化升级改造工程中取得了成功应用，加快了预制箱梁的制梁施工进度，节省了工期，降低了施工成本。该技术适用范围广，创造性地解决了城市交通主干道车流量大、交通繁忙、预制梁场容积小、工期紧张等难题，具有巨大的推广价值和广阔的应用前景。