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浅谈市政桥梁工业化预制拼装施工技术

2021-07-24赵俊杰

中国新技术新产品 2021年8期
关键词:盖梁套筒立柱

赵俊杰

(中铁二十二局集团第三工程有限公司,福建 厦门 361000)

绍兴308 省道(二环西路)智慧快速路改造工程设计采用“主线高架+地面道路”同步改造的方案,工程地处绍兴市交通南北向主干道,采用主线高架采用预制装配化施工新技术,极大地减少了施工对交通及环境影响,提高了施工质量,加快了工程建设进度,保证了施工安全。

1 工程概况

1.1 工程简介

该工程位于浙江省绍兴市,全长约9.02 km,沿线跨越二环北路、铁路萧甬线、霞西路公铁立交、鉴湖大桥、漓铁专用线和亭山立交等。该工程采用“高架主线+地面道路”的设计方案,主线高架桥梁设计采用“装配化+智慧高架”的建造理念。

高架桥上部结构标准断面地段采用先简支后连续小箱梁方案,跨越路口、河道及航道跨径>35 m 处采用简支钢混组合梁、连续钢箱梁方案;下部结构桥墩、盖梁优先采用预制拼装工艺,立柱与盖梁及承台采用套筒连接。

1.2 工程难点

该工程地处绍兴市交通南北向主干道,需要跨越萧甬铁路公铁立交及多个道路交叉口,沿线河道众多、水深较浅,周边场地受限,主线高架施工是全线控制性工程。预制拼装施工作为施工新技术,拼装构件重量大,拼装精度要求高,安全风险大,这些都是工程的重难点。

2 桥梁工业化预制拼装思路

桥梁工业化预制拼装思路:1)根据设计图纸要求,在预制厂内完成立柱、盖梁及小箱梁的预制,分节立柱之间及立柱与承台、盖梁拼接部位通过定位盘控制主筋及预留孔安装精度。2)现场承台采用现浇施工,承台顶部预埋立柱主筋通过定位盘进行精度控制。3)预制立柱吊装前,对承台顶面标高及立柱轴线位置进行复核。4)预制立柱进场检查验收后进行试吊,通过调整底部垫钢板及四周定位千斤顶高度,矫正立柱垂直度及标高;然后铺设砂浆垫层,完成立柱吊装就位及垂直度精调;最后进行灌浆套筒连接。5)立柱节段拼装时,进行上节立柱匹配拼装,确认无误后,在立柱接触面涂刷环氧黏结剂,进行立柱吊装就位,调整立柱垂直度,完成灌浆套筒连接。6)对大跨度盖梁采取分节预制,采用后浇混凝土方式连接成整体。盖梁分节拼装需设置临时支撑架,首先需要计算确定并调整支撑架顶标高;其次对立柱顶面进行清理,铺设挡浆模板,安装调节钢板;再次进行盖梁匹配拼装,完成砂浆垫层铺设,进行盖梁吊装就位;最后进行灌浆套筒连接,完成湿接缝施工后,拆除临时支架。7)预制小箱梁采用2 台吊车安装,对不具备吊车站位安装区域通过架桥机完成架设;小箱梁连续端通过砂筒控制安装高度,单跨预制小箱梁完成后及时进行横向钢筋连接;每联预制小箱梁安装完成后施工湿接缝及预应力工程;最后拆除砂筒,完成桥梁整体预制拼装施工。

3 桥梁工业化预制拼装的操作要点

3.1 承台预埋立柱连接筋操作要点

为满足现场拼装的精确匹配,在承台施工时必须严格控制预埋钢筋的位置,采用统一的定位装置,如图1 所示。

立柱主筋插入定位板的无缝钢管内,并采用调节螺栓对主筋位置进行调节。主筋的平面位置允许偏差不得超过2 mm。

3.2 预制立柱安装操作要点

根据立柱结构尺寸及长度,提前完成立柱的预制。场内立柱预制时严格控制主筋长度,并采用定位盘实现主筋及灌浆套筒的精确定位,偏差不超过±2 mm。预制立柱现场安装的操作要点如下:1)根据拟吊装的立柱结构重量、现场的安装高度、起重机械作业半径及幅度选择相应的起重机械。2)立柱进场后,进行立柱轴线定位,划出定位十字线。3)立柱通过起重机采用尼龙吊带卸运下车。立柱翻转竖立后,进行立柱的吊装、旋转、就位。4)先采用高压水枪将承台凿毛面进行清尘及湿润,再采用高压气管将表面多余水渍吹干。5)安放调节垫钢板,调整立柱安装标高。6)根据承台面上弹出的立柱边线,安装挡浆模板。挡浆模板采用螺丝固定,底部用泡沫胶填充密实防止漏浆。7)立柱试拼装。立柱翻身完成后,将立柱就位至基础上。用2 台全站仪在2 个方向同时监测校核立柱中心标记,通过四周8 个手动千斤顶来校正立柱垂直度。调节好的千斤顶不允许触碰,移开立柱,如图2 所示。8)砂浆料搅拌完成后,倾倒于承台凿毛面,用铁板刮平层砂浆层。铺浆完成后,在每根预埋钢筋上套上止浆垫,止浆垫略高于砂浆面。完成立柱的安装就位。9)垫层砂浆终凝后,进行连接套筒灌浆。灌浆料采用高强无收缩水泥灌浆料,搅拌时间为3 min。当现场检验的灌浆料强度大于35 MPa 后,进行千斤顶拆卸及挡浆模板拆除。10)当立柱较高且常规的大型吊装设备无法一次起吊安装时,须进行分节吊装。立柱吊装时在立柱4 个方向拉绳控制立柱就位,并通过安装在立柱下部的定位板来调整、控制垂直度。在安装过程中采用2 台全站仪控制,确保上、下节立柱结构中心线重合。立柱调整完毕后,将立柱吊离,接触面涂刷2 mm 环氧黏结剂,然后将立柱缓慢吊至立柱就位面上,待黏结剂固化后移开起重机,完成立柱安装。

3.3 预制盖梁安装操作要点

根据需要安装的盖梁结构尺寸及长度,在预制厂内完成盖梁的预制。现场安装操作要点包括10 个:1)根据拟吊装工况选择相应的起重机械,对地基承载力进行复核,满足施工要求。2)放出墩柱、盖梁的设计轴线,弹好墨线。尺量确定临时支墩基础位置,计算确定临时支墩的安装高度,完成临时基础支墩安装。3)盖梁进场后,检查预制盖梁和立柱的轴线坐标、标高及混凝土强度等资料。进行盖梁轴线定位,并划出定位十字线。4)将与砂浆接触的混凝土界面进行清理,并用水充分润湿、不积水。5)在立柱顶部安装挡浆模板,根据测量复核后的设计盖梁底标高,放置调平钢板,如图3 所示。6)起重机起吊盖梁,回转及变幅,将盖梁就位至墩顶。采用一台全站仪位于侧面,另外采用1 台激光投点仪位于盖梁下端同时监测校核盖梁中心标记。盖梁就位后,工作人员由登高车登高进行对位检查,临时支墩与盖梁底部间隙采用楔形钢板垫紧,调整坐浆平台挡浆模板,与盖梁底部贴紧。调整完毕后,将盖梁吊离,进入坐浆流程。7)浆前在每根墩柱预留钢筋上套上止浆垫。将浆料浇筑到立柱顶面平台内,并采用人工进行收平,确保坐浆厚度达到设计要求的20 mm。铺浆完成后,将止浆垫调整到略高于浆液面[1]。8)座浆完毕后,开始盖梁正式吊装,先吊左边盖梁,吊装就位后进行轴线标高复核。再吊右边盖梁,吊装完毕后进行轴线标高复核。9)在垫层砂浆达到终凝后,进行连接套筒高强无收缩水泥灌浆。10)对分节拼装的盖梁,盖梁就位后须及时将两侧盖梁用套筒连接,绑扎湿接缝钢筋,完成后湿接缝混凝土施工,待盖梁预应力施工完成并达到设计要求后,方可进行临时支架拆除。

3.4 预制小箱梁安装操作要点

采用起重吊机或架桥机按一个方向架设,一次完成一跨。架设完的主梁简支在桥墩上,并通过后浇湿接缝及后张预应力将几孔联成连续结构。安装操作要点如下:1)测量桥梁墩台前后、左右距设计中心线的尺寸和支承垫石顶高程,检查垫石顶面是否平整。2)针对所选运、架设设备的具体技术参数及工况条件,清除架设工作空间范围内障碍物,设定警戒区域。3)对支座的标高进行复核,并放出支座的中心线。边跨边墩根据支座线位置先安装好支座,连续段中支墩小箱梁须放在临时支座上,临时支座采用钢砂筒。4)小箱梁的吊装顺序从中间向两侧对称进行。采用两点捆绑吊装方式(吊点设置在距离梁端约80 cm~110 cm 处)将小箱梁整体提升。5)小箱梁在空中完成姿态调整;箱梁距离支座高度小于50 cm 时,作业人员通过设置在两端盖梁的登高梯进入作业区,指挥箱梁就位。6)对架桥机采用高低吊从地面起吊。首先,把梁体提升到距离盖梁下方30 cm 处,纵移微调梁体位置,使其前端水平向距离盖梁≥20 cm;其次,起升梁体,使其前端底部高于盖梁40 cm~70 cm;然后往前支腿方向移动梁体直至其后端离开盖梁下方;再次纵移梁体直至其后端离开盖梁下方≥20 cm;最后起升梁体后端,调整其梁端高差使其水平,纵移使梁体就位,如图4 所示。7)梁体安装成联且徐变达到设计要求后,在1 天中气温最低时,对各梁进行临时锁定,然后绑扎钢筋、立模板,进行湿接头砼浇筑。当湿接头砼强度达到100%设计强度且龄期不小于14 d,张拉负弯矩预应力束,并压注水泥浆。连接顶板钢束张拉预留槽口处的钢筋后,现浇桥面现浇层混凝土,浇筑完成后拆除盖梁或墩顶临时支座,完成体系转换。

4 预制构件安装质量控制

预制墩柱与盖梁或承台之间的接触面采用砂浆垫层,墩柱节段之间采用环氧胶接缝构造,构造特点是施工精度要求高。在施工过程中应该检查预制构件及预埋件的几何尺寸,确保构件安装过程准确,测量内容包括高程、轴线、水平距离以及平整度,形成检查记录,发现问题及时处理。

预制拼装接触面必须严格按要求将凿毛清理干净。严格控制砂浆、灌浆料、后浇混凝土的配合比及拌和质量,在冬季施工时应采取相应的保温措施。应根据现场实际温度选择合适的环氧黏结剂,特别注意冬期施工温度对环氧黏结剂的影响。

5 结语

以绍兴308 省道(二环西路)智慧快速路改造工程高架桥预制拼装施工方法为例,笔者认为在城市桥梁工程中使用预制拼装施工方法具有减少对交通及环境影响、加快工程进度、提高施工质量及砼结构的美观性等优点,建议在类似工程无法满足现浇条件的情况下优先采用预制装配化施工技术。

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