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公路工程橋梁下部結(jié)構(gòu)裝配化施工技術(shù)

2022-03-17 03:31李凌志
山西建筑 2022年6期
關(guān)鍵詞:蓋梁預(yù)埋預(yù)制構(gòu)件

李凌志

(溫州市高速公路投資有限公司,浙江 溫州 325000)

1 施工背景

隨著城市發(fā)展,公路工程對(duì)安全文明施工的要求等級(jí)越來(lái)越高,現(xiàn)場(chǎng)施工各方的協(xié)調(diào)工作也越來(lái)越多,針對(duì)公路橋梁項(xiàng)目的施工,要求越來(lái)越嚴(yán)。在保證施工質(zhì)量的前提下,施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)容場(chǎng)貌要求整潔,同時(shí)還要滿足施工工期節(jié)點(diǎn)。因此,傳統(tǒng)的混凝土現(xiàn)澆施工難以滿足現(xiàn)在的發(fā)展需要,逐步被預(yù)制拼裝技術(shù)所取代。預(yù)制拼裝采用工廠化集中制作,在施工現(xiàn)場(chǎng)采用拼裝施工,在施工現(xiàn)場(chǎng)看不到混凝土罐車、施工腳手平臺(tái)。施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境不會(huì)因澆筑混凝土遭到污染、破壞。本文以溫州市金麗溫高速公路東延線工程(如圖1 所示) 為例闡述橋梁下部結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝技術(shù)在公路橋梁項(xiàng)目中的應(yīng)用。

圖1 溫州市“十三五”高速公路規(guī)劃建設(shè)示意圖

金麗溫高速公路預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制立柱、預(yù)制蓋梁、預(yù)制T 梁,線路主線長(zhǎng)22.046 km,包括全線設(shè)置主線橋梁14 776.94 m/12 座,隧道6 419.5 m/3 座,茶山樞紐設(shè)置甬臺(tái)溫高速公路短隧道315 m/1 座,設(shè)置匝道短隧道263 m/1 座。

全線設(shè)置樞紐互通2 處、一般互通2 處、互通收費(fèi)站3 處、養(yǎng)護(hù)工區(qū)1 處、管理分中心1 處、隧道管理站1 處以及必要的交通輔助管理用房。同步建設(shè)互通連接線1.55 km。項(xiàng)目總投資110 億元,裝配式橋梁施工尚屬溫州地區(qū)首例且橋梁工程預(yù)制構(gòu)件占比70%以上。

2 工藝對(duì)比

下部結(jié)構(gòu)施工有傳統(tǒng)的現(xiàn)澆橋墩和近年快速發(fā)展的預(yù)制拼裝兩種方式,現(xiàn)澆混凝土指在施工現(xiàn)場(chǎng)由模板支撐澆筑的混凝土,一般是指在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)位置,在現(xiàn)場(chǎng)攪拌并澆筑到模板內(nèi),經(jīng)成型、壓實(shí)、硬化黏土而成的混凝土。預(yù)制混凝土是指在工廠或建筑工地(不是最終設(shè)計(jì)位置) 用于制造混凝土產(chǎn)品的混凝土。

預(yù)制拼裝技術(shù)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工對(duì)比如表1所示。

表1 預(yù)制拼裝技術(shù)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工對(duì)比

預(yù)制拼裝的優(yōu)勢(shì):

預(yù)制構(gòu)件在加工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)制的同時(shí),橋位現(xiàn)場(chǎng)施工可以同步進(jìn)行樁基及承臺(tái)的施工,極大的縮短了總體施工的工期。

預(yù)制構(gòu)件進(jìn)入安裝橋位后,采用吊機(jī)安裝,現(xiàn)場(chǎng)施工人員較少,無(wú)需大面積硬化場(chǎng)地搭設(shè)施工腳手平臺(tái),減少了對(duì)周邊環(huán)境的污染。

預(yù)制拼裝的劣勢(shì):

構(gòu)件的大小受運(yùn)輸條件、起重設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境的限制,不能百分百運(yùn)用在實(shí)際工程中。部分墩臺(tái)還需采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工。例如:部分橋墩位于崎嶇山區(qū),大型起重設(shè)備及運(yùn)輸構(gòu)件無(wú)法進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng),仍只能采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝施工。

相較而言,傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土施工必須按照施工部位依次進(jìn)行,工期較長(zhǎng),并且施工現(xiàn)場(chǎng)采用泵車澆筑混凝土,沖洗泵管排出的砂漿清理工作費(fèi)時(shí)費(fèi)工;鋼筋需在現(xiàn)場(chǎng)綁扎或者安裝模塊化鋼筋需要搭設(shè)施工腳手平臺(tái),占地較大。由于公路工程的特殊性,線路長(zhǎng),施工區(qū)段劃分較多,現(xiàn)澆施工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工序要求嚴(yán)格,對(duì)周邊環(huán)境影響較大,對(duì)比裝配式橋梁在公路項(xiàng)目的實(shí)施中逐步體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)[1-2]。

3 關(guān)鍵工序控制要點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用

3.1 主要施工工藝

主要施工工藝見圖2。

圖2 施工工藝

3.2 預(yù)制構(gòu)件工廠化制作

預(yù)制構(gòu)件廠選址位于溫州市大門島營(yíng)盤基地(見圖3) ,總占地9.3 hm2,其位于溫州城區(qū)正東邊約40 km,東南邊樂清灣南端,隔海與臺(tái)州、玉環(huán)、龍灣相望,東南距城區(qū)5.5 km。交通便利,具備公路、水路運(yùn)輸條件。水路運(yùn)輸碼頭滿足2 000 t 級(jí)泊位通用泊位和1 000 t 級(jí)重件泊位。

圖3 預(yù)制構(gòu)件廠概貌

廠區(qū)主要分為五大區(qū)域: 辦公生活區(qū)、立柱蓋梁生產(chǎn)區(qū)、堆存區(qū)(見圖4,圖5) 、保障區(qū)和碼頭區(qū)。辦公生活區(qū)位于廠區(qū)北側(cè),總占地約0.533 hm2,主要由1 棟辦公樓、1 棟宿舍樓和1 棟食堂組成。立柱蓋梁生產(chǎn)區(qū)位于廠區(qū)北側(cè),總占地約2.67 hm2,主要由1 棟砂石料倉(cāng)庫(kù)、1 棟鋼筋加工車間和1 條立柱蓋梁生產(chǎn)線組成;立柱蓋梁生產(chǎn)線共設(shè)置24 個(gè)立柱臺(tái)座,10 個(gè)蓋梁臺(tái)座。堆存區(qū)位于廠區(qū)南側(cè),緊鄰生產(chǎn)區(qū)布置,占地約3.2 hm2。營(yíng)盤基廠區(qū)主要建設(shè)內(nèi)容為:1 條大型構(gòu)件生產(chǎn)線、1 條鋼筋生產(chǎn)線、碼頭及攪拌站、成品堆場(chǎng)、原材料倉(cāng)庫(kù)、氣化站、鍋爐房、變配電室等輔助設(shè)施,總建筑面積37 124 m2。

圖4 預(yù)制構(gòu)件廠蓋梁堆場(chǎng)

圖5 預(yù)制構(gòu)件廠立柱堆場(chǎng)

3.2.1預(yù)制構(gòu)件加工

預(yù)制立柱在預(yù)制構(gòu)件澆筑區(qū)域的立柱澆筑臺(tái)作區(qū)進(jìn)行澆筑,立柱模板采用定型化鋼模,模板對(duì)拉螺桿采用精軋螺紋鋼,鋼模外表面進(jìn)行拋丸噴砂噴漆,立柱模板加工好后進(jìn)場(chǎng)前必須要按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收,驗(yàn)收合格的模板才能使用。檢查內(nèi)容主要針對(duì)模板的尺寸、拼接縫隙、平整度、垂直度等,合格后才能使用。

立柱預(yù)制步驟如下(見圖6) :

圖6 預(yù)制立柱制作流程

1) 立柱鋼筋配料及半成品轉(zhuǎn)運(yùn)。2) 立柱模板平躺安裝,灌漿套筒定位安裝。3) 立柱鋼筋籠整體安裝。4) 立柱模板封模。5) 立柱模板連同鋼筋籠一起翻轉(zhuǎn)至豎直。6) 安裝帶圍護(hù)澆筑平臺(tái)進(jìn)行澆筑(一次性澆筑完成) 。7) 拆模養(yǎng)護(hù)。

預(yù)制蓋梁在蓋梁臺(tái)座生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn),整體模板(如圖7 所示) 設(shè)計(jì)便于拆裝,在生產(chǎn)線上通過(guò)軌道移動(dòng)提高安裝效率。模板選用10 mm 厚鋼模板,脫模劑采用高性能脫模劑,模板加工好后進(jìn)場(chǎng)前必須要按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收,驗(yàn)收合格后方可投入使用。

圖7 蓋梁模板三維效果圖

蓋梁預(yù)制步驟如下(見圖8) :

圖8 蓋梁模板工作流程示意圖

1) 鋼筋配料及半成品轉(zhuǎn)運(yùn)。2) 灌漿套筒定位,鋼筋綁扎。3) 底模、側(cè)模安裝到位。4) 蓋梁鋼筋籠整體安裝。5) 封模。6) 澆筑(一次性澆筑完成) 。7) 側(cè)模通過(guò)軌道移動(dòng)至下一個(gè)蓋梁臺(tái)座繼續(xù)生產(chǎn)。

3.2.2制作精度控制

1) 立柱鋼筋胎架。

立柱鋼筋籠于專用胎架(如圖9 所示) 上制作加工成型,為保證鋼筋籠制作偏差,應(yīng)嚴(yán)格控制胎架精度。鋼筋下料時(shí)長(zhǎng)度嚴(yán)格控制,采用自動(dòng)化切斷設(shè)備,確保鋼筋長(zhǎng)度精確,立柱鋼筋籠成型采用點(diǎn)焊固定;保護(hù)層墊塊在出廠前安裝到位。

圖9 立柱鋼筋胎架限位示意圖

立柱底部預(yù)埋套筒和頂部預(yù)留鋼筋通過(guò)定制加工的鋼板進(jìn)行精確限位,以保證安裝精度控制在±2 mm范圍內(nèi)。

2) 蓋梁鋼筋胎架。

蓋梁鋼筋籠于專用胎架上(如圖10,圖11 所示) 制作加工成型,為滿足蓋梁拼裝的要求,在胎架底部設(shè)置有限位裝置對(duì)預(yù)埋灌漿套筒進(jìn)行定位,保證安裝精度控制在±2 mm 范圍內(nèi),蓋梁鋼筋籠成型采用點(diǎn)焊和綁扎。蓋梁鋼筋成型后安裝波紋管定位,保護(hù)層墊塊和波紋管在出廠前安裝到位。

圖10 立柱鋼筋胎架示意圖

圖11 蓋梁鋼筋胎架示意圖

3) 套筒及預(yù)留鋼筋安裝。

a.根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行灌漿套筒預(yù)埋(見圖12) ,套筒安裝時(shí),可采用定位鋼筋將其固定在構(gòu)件主筋上,套筒與構(gòu)件柱底模板應(yīng)垂直; 預(yù)埋套筒底部可采用橡膠塞進(jìn)行封堵,防止漏漿,模板拆除后應(yīng)及時(shí)清理橡膠塞,并清空管道,避免后期安裝完成時(shí)造成堵管。

圖12 灌漿套筒預(yù)埋

b. 連接主筋安裝時(shí),宜逐根插入灌漿套筒內(nèi),并進(jìn)行加固以及對(duì)連接處進(jìn)行封堵防止?jié)仓炷習(xí)r漏漿。

3.3 預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)安裝

3.3.1現(xiàn)場(chǎng)安裝主要流程

承臺(tái)拼接面嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)高控制,突出位置精細(xì)打磨; 預(yù)制構(gòu)件端面平整度嚴(yán)格控制。沿預(yù)留主筋內(nèi)邊緣進(jìn)行接觸面鑿毛,中心位置預(yù)留20 cm 正方形區(qū)域不鑿毛,鑿毛區(qū)域應(yīng)控制好鑿毛質(zhì)量(見圖13) 。根據(jù)絕對(duì)標(biāo)高,確定每根鋼筋的錨固長(zhǎng)度,并對(duì)高出鋼筋進(jìn)行切割處理。根據(jù)絕對(duì)標(biāo)高,確定每根鋼筋的錨固長(zhǎng)度,并對(duì)高出鋼筋進(jìn)行切割處理。鋼筋、灌漿套筒母版同種規(guī)格的至少2 塊,預(yù)制廠1 塊定位立柱預(yù)埋鋼筋及灌漿套筒,橋位施工現(xiàn)場(chǎng)1 塊用于承臺(tái)預(yù)埋鋼筋定位,承臺(tái)預(yù)埋鋼筋偏差±2 mm,預(yù)埋鋼筋不允許彎折對(duì)位。

圖13 承臺(tái)立柱接觸面鑿毛

立柱與承臺(tái)拼裝前先進(jìn)行匹配拼裝(見圖14) ,同時(shí)應(yīng)對(duì)外露鋼筋進(jìn)行除銹處理。在承臺(tái)拼接縫位置,布置不銹鋼調(diào)節(jié)墊塊。

圖14 預(yù)制構(gòu)件安裝主要流程

3.3.2安裝控制要點(diǎn)

1) 應(yīng)在立柱底面離鋼筋約2 cm 時(shí),調(diào)整立柱位置,待立柱穩(wěn)定后,再下放立柱,將鋼筋套入灌漿筒。

2) 調(diào)整立柱倒角位置處支撐板,確保其高程偏差在允許范圍內(nèi),在立柱底面離砂漿面約2 cm 時(shí),進(jìn)行預(yù)制立柱中線對(duì)位,待立柱中線和承臺(tái)中線重合后,鎖定位置下放立柱至中心墊片上。

3) 千斤頂應(yīng)放置在牛腿下方,并靠近內(nèi)側(cè),第一次下放,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),調(diào)整千斤頂,確保千斤頂受力均勻。

4) 試吊階段:采用吊裝設(shè)備起吊預(yù)制構(gòu)件,下放立柱至中心墊塊上,然后放置好千斤頂,將千斤頂調(diào)高4 mm ~5 mm,吊機(jī)采用分級(jí)卸載,分布至4 個(gè)千斤頂上,下放過(guò)程中應(yīng)當(dāng)心立柱孔壁與預(yù)留鋼筋不應(yīng)發(fā)生碰撞,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),調(diào)節(jié)千斤頂,先調(diào)節(jié)偏差較大方向,再調(diào)節(jié)偏差較小方向,一個(gè)方向調(diào)整結(jié)束,再調(diào)節(jié)另一個(gè)方向,直至垂直度控制在1 mm 范圍內(nèi);調(diào)整結(jié)束記錄千斤頂位置及高度,吊離立柱。

5) 安裝階段:砂漿墊層坐漿料攤鋪,安裝止?jié){環(huán),進(jìn)行第二次立柱下放,并確保四周都有漿液擠出,也可根據(jù)漿液擠出過(guò)程來(lái)判定立柱是否偏位。

6) 安裝質(zhì)量控制影響因素應(yīng)根據(jù)圖15 影響因素逐項(xiàng)分析,根據(jù)項(xiàng)目安裝實(shí)例找出針對(duì)性主要影響因素進(jìn)行加強(qiáng)管控,達(dá)到質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化目的[3-4]。

圖15 預(yù)制構(gòu)件安裝質(zhì)量影響因素分析圖

4 結(jié)語(yǔ)

以溫州金麗溫高速公路東延線工程下部結(jié)構(gòu)的預(yù)制拼裝施工為實(shí)例,總結(jié)了預(yù)制拼裝技術(shù)在公路橋梁項(xiàng)目中的實(shí)際施工作業(yè)要點(diǎn),積累了一定的施工經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)公路項(xiàng)目在溫州地區(qū)采取裝配式橋梁結(jié)構(gòu)施工起到了指導(dǎo)意義,為橋梁裝配化建設(shè)在溫州市起到一定的引領(lǐng)作用,為后續(xù)溫州市裝配化建設(shè)推廣奠定了基礎(chǔ)。

通過(guò)構(gòu)件在預(yù)制廠內(nèi)集中加工,實(shí)現(xiàn)了施工工人產(chǎn)業(yè)化、專業(yè)化、工廠化,構(gòu)件制作、配送集約化的效果。并且達(dá)到了工廠加工制作、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)┕べ|(zhì)量可控化、施工過(guò)程安全標(biāo)準(zhǔn)化、施工信息數(shù)字化、施工周期快速化、施工環(huán)境環(huán)保化的目標(biāo)。

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