预制梁移动式台座施工技术

2012-11-20朱勇

中国新技术新产品 2012年14期

朱勇

(中交第四公路工程局有限公司,北京 100123)

一、概述

随着我国高速公路的快速发展，公路桥梁的结构形式也逐步走向多样化。因此，各类桥梁的施工工法就必须及时得到改进和创新，否则，我们的桥梁施工技术将无法得到同步推进。为了提高施工进度和创造更好的企业效益，针对闻合高速公路LA8合同段望嘱右幅大桥预制箱梁数量少、工期短、施工地形复杂受限的特征，项目部特别制定了一套简洁方便的预制梁施工工法。本文重点介绍预制25米箱梁移动式台座的施工工法和质量控制要点。

二、工程概况

望嘱右幅大桥位于山西闻合高速公路LA8合同段K35+520右半幅，设计为4×25米半幅大桥，左半幅设计为挖方路基。望嘱右幅大桥上部构造为先间支后连续的预制25米小箱梁，全桥共计预制箱梁16片。

三、施工背景和方案构思

闻合高速公路合同工期十分短（10个月），对于冲沟纵深、地形复杂的LA8合同段来说，施工任务是十分的艰巨。望嘱大桥横跨V字形黄土冲沟，沟深坡陡,地势复杂险要，施工作业面十分受限。

针对望嘱右幅大桥施工场地小、预制箱梁数量少和工期紧短的特征，我们根据施工现场实际情况，着手从利用桥头成型路基、简化施工工序和节省施工成本等角度考虑。经过反复对比研究，我部制定了移动式台座预制箱梁的施工方案，这个方案很好地解决了工期紧、场地小的问题，同时还节省了常规预制场占用路基时的砼预制台座的拆除和重建等施工环节，大大降低了施工成本和节省了总体施工工期。

四、移动式台座的施工工艺及方法

1移动式预制台座基本结构

移动式预制台座由横、纵木方支架加竹胶模组成，基本结构如下图：

2移动式预制台座工作原理

预制梁预应力张拉完工后，在预制梁两端张拉应力的作用下，带抛物线线形的各束预应力钢筋便对梁体跨中各个部位产生往上不同程度的顶拉力，使梁体跨中部位形成一定的上拱度。这样，梁体跨中部位便上拱悬空，梁体受力情况直接由均布荷载转换成了两张拉端的集中荷载。因此，利用梁体上拱悬空有效空间便可将移动式底座整体或分拆移出。

3移动式预制梁台座的布设与安装

由于该项目工程工期特别紧，下部构造与预制箱梁基本同时施工。为了节省存梁区和场内中转机械费用，我部在桥头成型的路基上设置16套简易的张拉端砼底座，配移动式底模6套进行配套周转（一片梁的施工周期一般为6天），在确保预制梁正常连续施工的前提下最大程度的节省施工成本。

移动式台座的布设及安装施工具体如下：

（1）测量放样预制台座安装施工前，先根据场地布置图和台座设计图精确放样出张拉端砼底座位置，并确定每个预制台座的顶面标高。每个预制台座两张拉端的顶面标高应基本保持水平，以确保梁体在预应力张拉之后存放安全稳定。

（2）地基承载力测试

由于预制箱梁张拉压浆完工后需要在台座上存放一定时间才能进行整体安装，因此，预制台座的稳定性至关重要。为了确保梁体存放期间台座的绝对稳定，施工时必须掌控好每个台座的地基承载力。

首先根据预制梁自重、施工荷载情况及底座受力面积，并考虑一定的安全系数，计算出需要地基达到的最小承载力；然后对每个预制台座位置的地基进行承载力测试，满足要求即可进入到下个工序施工，否则，必须对地基进行压实或换填处理，直到达到要求为止。

台座地基最小承载力要求计算如下：

σ：为地基所需最小承载力；

∑P：为地基所承受的重力之和；

A：为底座与地基接触的受力面积。

根据预制梁不同阶段的实际受力情况分析，预应力张拉后承重力最大部位为张拉端位置。选择最不利的地基受力位置（张拉端位置）进行地基所需承载力计算，只要两端部所需承载力满足要求，其它部位也就满足受力要求。

预应力张拉后单端重力之和=（1/2梁体自重+砼底座自重）×安全系数（1.2）

预应力张拉后梁体全部重量集中加载于单端砼底座上，故A=1.5m×1.05m=1.575m2

由公式σ=∑P/A计算所得：

因此，张拉端的地基所需最小承载力为28.11KPa，即地基承载力不小于28.11KPa即可满足预制梁台座设置要求。

（3）张拉端底座砼设置

张拉端的砼底座是专门根据预制箱梁在预应力张拉施工后支点受力情况设计的，由于预应力钢束张拉后，梁体重力将有均布荷载转换为张拉端集中荷载。因此，张拉端底座砼是预制梁存放受力的关键部位，施工时必须控制好其砼强度（设计为C30砼）和顶部平整度（四角高差为±3mm）。为了提高张拉端砼底座的承载力，确保箱梁长时间的存放稳定，砼底座设计为扩大基础。根据底座结构设计需要，基础尺寸为1.5m×1.05m×0.3m，地面以上部分尺寸为1.0m×0.95m×0.3m。具体详见移动式预制台座结构图（本文第四章节）。

张拉端底座砼采用整体一次性浇筑成型的方案进行浇筑施工（即扩大基础和地面以上砼底座同时浇筑），以确保其整体结构的完整性。

（4）移动式底座安装

待张拉端底座砼达到一定强度后，即可进行跨中部位的移动式底座安装施工。为了便于移出和节省施工成本，移动式底座采用木方加竹胶模组合而成。移动式底座分横向小枕木和纵向木方，横向小枕木采用15cm×15cm松木(可用铁轨旧枕木加工)，安装间距为1.0m；纵向木方为10cm×10cm松树锯木条，安装间距为25cm。

在横向小枕木和纵向木方安装就位后，进行底座的反拱设置，根据设计要求，每个台座的跨中反拱度为13mm，台座反拱值采用在横向小枕木和纵向木方之间垫木楔的方式来设置。同时，在调设反拱度时，应整体预留2-3mm的标高作为承重压缩变形沉降量，确保预制梁砼浇筑成型后底面平顺美观。反拱度设置完毕后，铺设竹胶模做预制梁底模，底模的接缝和平整度必须满足技术规范要求。

移动式底座安装的最后一道工序就是对整个底座进行固定，防止施工中外力对模架产生位移而影响预制梁外观质量。具体详见本文第四章节的"移动式底座和箱梁侧模固定示意图"。

预制梁移动式底座施工图片

4移动式预制梁底座的移出

预制梁移动式底座的最大特征就是利用它的可移动性进行反复周转施工，从而降低施工成本。当预制梁预应力张拉压浆完毕后，即可进行移出施工。预应力张拉完后，粱底便产生上拱，预制梁的受力点便集中转换到了张拉端的砼底座之上。这是，预制梁跨中部位下方的移动式底座就完全不受力了，采用人工便可轻易的将底座移出。移动式底座移除后即可进行下一片预制梁的底座安装施工。具体详见下图所示：

五、移动式预制梁台座施工的质量控制要点与应对措施

移动式预制台座虽然具有施工简捷、施工成本低等优点，但也有不足之处。为了确保预制梁的施工质量，针对移动式台座存在的施工缺陷，我部特制定了相应的质量控制要点和对应措施：

1地基平整度控制及防沉降措施

由于移动式台座不做场地硬化，台座骨架直接置于路基上，地基平整度将直接影响到台座横向小枕木的安装质量，因此，在安装横向小枕木时，必须先对地基顶面进行精平休整处理，确保每根小枕木必须摆放平整，且底面必须全面受力。

为了确保预制台座无沉降，必须做好场内排水和养生排水等各项工作。首先利用路基横纵坡做好场地内横、纵向临时排水，同时，加强收听天气预报，随时了解未来天气情况，及时做好各项防排水工作。雨天时，应派专员值班巡查，及时疏通横、纵向排水障碍，确保场内无积水。其次，还应做好平时对预制梁的养生工作，尽量采用养护剂进行养生，减免养生水对地基的长时间浸泡而影响其承载能力。

2移动式台座及侧模稳固性控制措施

由于移动式预制底座相对稳定性较差，为了确保移动式底座自身的稳固性，采用防护桩对底座横、纵向木方进行卡位防滑。防护桩采用箱梁主筋余料加工而成，一般打入土层深度为40-50cm，间距为1m（即每根横向小枕木位置）。

移动式底座及箱梁侧模固定示意图

对于预制梁侧模的固定，则采用底对栏杆和顶对拉杆进行加强固定，同时，采用调节底托来调整模板的竖直度。由于箱梁砼浇筑施工时，底、腹板砼采用的是附着式高频振动器进行浇捣，振捣时，侧模底部的振动力和砼侧压力较大。为了确保箱梁底、腹板模内结构尺寸满足设计及规范要求，对底拉杆必须进行了适当加密设置（间距为50cm）；侧模顶部砼侧压力相对较小，因此，顶对拉杆采用1m的间距。具体如上图所示。

3反拱度设置及预留沉降量的控制

反拱度设置是预制梁预制台座施工中至关重要的一个环节，反拱设置的好坏将直接影响到桥面结构层的厚度。为了确保底座反拱度设置满足设计要求，按照设计反拱值计算出各控制点相对标高值（控制点以台座跨中为中心向两端部对称布设，间距为1米），施工过程中应采用水准仪全过程监测，不符合要求的地方及时采用双木楔调整到位，并对调整好的底模加以及时固定，以防施工过程中出现变动。

由于移动式底座采用的是两层木方加竹胶模拼装而成，层与层之间存在微小接缝，考虑到承重加载后出现压缩沉降变形，在安装底模时，应先预留一定的沉降量。经局部预压试验，沉降量约2-3mm。