上海浦多劳务派遣有限公司 上海市 200063
摘要：对市政桥梁采用预制构件吊装施工技术不仅能够有效缩短施工周期、控制环境污染、减少施工成本和劳动力投入、节约交通管理成本以及降低事故风险等，还有利于确保施工质量符合施工要求。本文结合军工路快速路新建工程实例，详细探讨了预制构件吊装施工过程中的关键技术，可对类似工程施工提供参考。
关键词：市政桥梁；预制构件；立柱；坐浆；盖梁吊装
1工程概况
本次军工路快速路的新建工程由逸仙路军工路立交到中环线军工路立交，以逸仙路军工路立交作为工程施工的起点，从北向南依次经过国江路、淞沪路、新江湾城、闸殷路、清水河二号桥、殷行路、市光路、嫩江路、民星路，然后与中环线军工路立交改建南北匝道相接。工程施工全长约7.3公里，所建立柱总量为574根，其中，349根规格为1.5m*1.5m的截面立柱，60根规格为1.5m*1.7m的截面立柱，115根规格为1.7m*1.7m的截面立柱，46根规格为1.7m*2m的截面立柱，2根规格为1.7m*2.2m的截面立柱以及2根规格为2m*2m的截面立柱。设计盖梁选用标准长度分别为22m和宽度为2.05m的平头盖梁，在工厂内对施工所需盖梁全部进行预制。预制盖梁所需要使用的是等级为C60的高性能混凝土，使用HRB400的φ28~φ32钢筋作为地面主筋、盖梁顶面以及骨架钢筋，使用HRB400的φ12钢筋作为侧面主筋，使用HRB400的φ12~φ20钢筋作为箍筋，使用HRB400的φ40钢筋作为套筒内连接钢筋。施工过程中，选用40全灌浆金属波纹管的连接形式对盖梁进行拼装。
2高架桥预制装配施工技术优势
2.1机械化施工提高了构件的精度和施工效率
城市高架桥施工过程中，可使用先进的高精度、机械化设备对符合预制构件必须要求的各类钢筋进行矫直、剪切、弯箍以及焊接成型工作，主要目的大大提高构件的制造精度以及生产效率。除了施工中使用钢筋机械化深加工设备以外，配合了适用于构件养护、运输、仓储以及吊装的各种现代化设备共同提高了城市高架桥施工过程中的机械化整体水平，大大提高了施工效率，减少了对施工现场周围环境所造成的干扰影响。
2.2规范操作，简化工艺流程，减少施工风险
在对于预制成型构件进行工厂化施工的过程中实现了模具的一体化及模块化大大提高了模具的质量和周转性实现了由原来的"流水"式施工工艺向“行式"式施工工艺的转变，减少了各个工序之间的重复时间以及对于工作方面的要求适合于大规模的工业应用；通过进行规范化的操作和管理能够有效地减少施工中的安全风险和减少不可预见的风险事件发生。
2.3信息化和智能化的管理得到了广泛的应用
施工过程中采用标准化工业生产模式以及开展大规模机械化作业，有利于frid技术、自动数据采集与无线传输技术、海量的数据管理、动态的可视化监测与管理、虚拟化装配技术等新一代科学技术推广和应用BIM协同管理、人员设备定位系统、智能化安全风险评价与预警等技术实现了我国从传统的粗放式建筑施工模型向着信息化、智能化的方向发展。
3预制构件吊装施工技术
3.1 立柱吊装
3.1.1预制构件概况
表1预制立柱概况一览表
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3.1.2起重设备选型
在对立柱进行相对高度的吊装过程中立柱的最大吊重约一般为81.33t，吊装所需要的相对高度一般为0.628-10.549m。根据施工现场进行吊装所需的工艺以及实际工况的要求吊装的机械可以选择使用250t履带吊作为主要的吊机选定的吊臂长度为25.5m最大的作业半径为12m、94.5t的额定起重量。使用100t的履带吊机作为辅吊机选择吊臂的总长度为18m最大作业半径7.5m、72.75t的额定起重。在吊装施工的过程中首先是利用双吊机进行高高的抬吊直接进行立柱卸车以及对立柱的翻转进行坚立其次是转用一台单吊机进行高高的吊装操作完成高高的旅转和就位。
3.1.3构件吊点设置
立柱吊装所用的两个吊耳采用的是双点预制的吊环采用直径大约为65mm的HPB300钢棒对两个预制柱的两个吊环分别进行了制作吊耳位置在两个立柱其中两个吊环的间距大约为105.4cm。将一双道的钢丝绳分别配器在柱顶并日要确保钢丝绳和构件在吊装时的水平夹角应大于80度。
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图1 柱顶、柱底吊索具配置示意图
3.1.4预制立柱吊装工艺
对立柱进行吊装的作业区域基本处在施工所设的隔离区内，不会对社会交通造成影响，因此可全天进行施工。对立柱进行吊装过程中，履带吊停止工作时，必须将厚钢板铺设在履带范围内，以下是吊装施工工艺的主要步骤：
步骤一：在对立柱进行拆卸作业时，采用250t的主吊和100t辅吊各一台，使用一台对立柱进行拆卸下车作业。使用卸扣连接主吊和吊点，辅吊则选择使用尼龙吊带对立柱进行绑扎。
步骤二：梁车开走后，250t主吊变幅起把杆至单机吊装工作半径内并将吊钩升起，利用100t辅吊来把控立柱前端的高度，从而保证通过两台吊机顺利完成立柱的空中翻转竖立工作。
步骤三：使用两台吊机对立柱进行空中翻转竖立后，将100t辅吊的吊装带进行拆除使其脱离，然后通过250t主吊单机完成剩余的吊装工作。
步骤四：利用250t主吊把立柱自动旋转到支撑承台所在位置并将支撑立柱的套筒与支撑承台插筋相对准完成了吊装和就位工作。对立柱进行吊设的过程中250t主吊时承台履带和支撑轴线与承台基坑的边缘相间的距离应超过1m。
3.1.5立柱垫层坐浆
调节垫块的安装：对调节垫块进行安放，并调整立柱的安装标高。调节垫块的支座选用规格为200mm×200mm×21mm的橡胶支座，并把多块厚度的钢板分别设置到底下调节它们的高度。橡胶支座的压缩量标准值是100t荷载下的支座可以压缩5mm。每块垫层中应分别埋设200mmx200mm的橡胶支座其大小只能占整块垫层（2mx1.5m m）总体面积的1.3%。（2）对承台面清理和湿润首先使用高压水枪对承台凿毛面开展一次清尘和湿润工作然后利用高压气管清除其表面多于水分最后要求保证承台面无任何水迹残留。（3）首先在支撑架上安装挡浆模板首先把立柱的边线反拉到支撑架的承台面上，然后根据边线位置对挡浆模板进行安装。使用厚度为5cm的槽钢对挡浆模板进行制作，模板各边长应超过立柱尺寸6cm。选用双面胶对挡浆模板与承台接触面进行止浆。（4）垫层坐浆：在完成立柱与承台间的砂浆垫层搅拌工作后，将搅拌桶内的砂浆直接倾倒在承台凿毛面上，并使用铁板对垫层砂浆进行刮平。完成铺浆工作后，将止浆垫套在每根承台预留的钢筋上，并且确保止浆垫的高于比浆液面略高。
3.1.6立柱平面位置精调
将立柱安装位置的十字中心线划在基础承台面上，并对层台面的标高进行测量，确保安装完成的立柱顶部标高符合施工设计要求。按照十字中心线对立柱定位框架进行放置，并在定位框架的斜锲槽内放置钢锲，钢锲的标高应低于柱底橡胶垫板标高约1-2mm。符合安装要求后，开展M60灌浆料的铺设工作，灌浆料的铺设厚度应与柱底橡胶垫板相持平。对立柱进行起吊后，首先将其对准定位框架，然后顺着定位框架挡块缓慢下落，直到将立柱吊装到位。
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立柱安装就位后，将两台校正用的手动顶升液压杆安置在其经纬方向上，用来对立柱的垂直度进行校正。通过顺桥向的缆风绳以及横桥向的柱顶花篮螺丝进行最后的精调工作，保证立柱安装的精度误差不超过2mm。通过两台经纬仪分别在经纬方向同时对立柱中心标记进行检测校核以校正立柱的垂直度，当立柱的垂直度符合施工设计要求后，立刻将四个角的调整钢锲打紧，然后才能将吊机松钩，完成立柱的安装工作，从而继续开展下一步工序的施工工作。
3.1.7套筒灌浆
等到垫层砂浆能够达到最终凝结后再才能投入下一步压浆。使用一台自制搅拌器对套筒内所有灌浆材料都进行了搅拌其时间为3min。将已经拌制好的浆料全部倒入压浆机之后再次进行压浆操作将上部的浆料由下部注入输送孔压出通过上部的出浆嘴输送空气完成整个压浆工艺。通过实验分析，压浆约70时浆料能够快速地到达输送出浆嘴L型管的一个输送口等到输送浆料全部流出后对输送的一个出浆口进行了封堵并暂时停止了压浆，管内的输出压力平衡稳定后将输入的压浆枪头全部拔出并对输入的注浆口进行了封堵使用橡胶止浆塞对输入的压浆口进行了封堵。如果在拼装过程中的气温不可能超过5℃则我们需要针对高强度的无收缩水泥灌浆材料而选择相应的防水和保温措施。温度需控制在10℃-40℃内；同时还要对拌合的水采取适当的加热，温度应控制在30℃-65℃之间；拌合灌浆料成品的工作温度应当大于10℃。当施工现场对灌浆料1d强度进行检验且超过35MPa后，可对千斤顶进行拆卸，然后对挡浆模板以及其他临时设施进行拆除，在开展覆土工作，覆土工作完成即表示立柱安装完毕。
3.2盖梁吊装
表2 预制盖梁概况一览表
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3.2.1起重设备选型
盖梁所需的最大吊重约为273.1t，吊装相对高度约为12m。选用两台250t履带吊对盖梁进行双机抬吊卸车及吊装就位工作。选定吊臂长度为25.5m，6.45m的最大作业半径，175.3t的额定起重量。使用双吊机进行抬吊工作过程中，严禁单机的起吊荷载超过允许荷载的80%，本工程中所用的单机抬吊的额定起重量为140.24t，那么双机抬吊额定起重量能够达到280.48t，能够满足工程需求。
3.2.2构件吊点设置
预制盖梁吊点位置应布置在离梁端超过2.5m的位置，使用四点预制吊环作为盖梁吊装吊耳，采用直径不小于72mm的HPB300级钢棒进行吊环制作，在离梁端1m处对吊耳进行安设，吊耳之间的距离应为180cm。在对盖梁进行预制工作前，必须对吊点设置进行设计确认后才能开展工作。
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图4预制盖梁吊点设置示意图
3.2.3盖梁底部高空作业安装
盖梁吊装前需在柱顶位置安装高空作业平台，用以在吊装施工过程中进行清理、测量、坐浆及精度调节等工作，确保吊装质量。使用吊机将作业平台吊至柱顶，并使用立柱预埋螺栓对其进行固定，固定工作完成后开展预制盖梁的吊装工作。
3.2.4预制盖梁吊装工艺
预制盖梁运至施工现场后，需要先对其编号及起吊方向进行核对，同时还要复验盖梁的尺寸及外观质量，复验合格后才能进行起吊。
步骤一：吊机在指定位置停放就位，现场设置警戒线，夜间施工设置现场照明。运梁车倒车就位，2台履带吊同步前行，把杆转向至盖梁吊点上方、安装卸扣，盖梁起吊。
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图5起吊准备示意图
步骤二：将吊钩进行缓慢提升，使得钢丝绳能够逐渐收紧，等到确认将运输车与梁体之间的约束全部进行解除后，指挥员下达起吊指令，然后利用双机进行缓慢起吊，等到U梁底部离地高度约1.5m时，停止提升。等到梁身完全稳定后，将运梁车驶离施工现场。
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图6就位平面示意图
步骤三：运梁车离开后，继续将吊钩进行缓慢提升，等到将梁底提升到离立柱顶面1m后，双机同时向前行驶至设计梁位位置。
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图7卸车平面示意图
步骤四：依照测量控制线和支座位置对起重机扒杆角度及方向进行微调，目的其确保盖梁能够准确定位。定位过程中，必须派专人在梁底平台上对其进行监控，每个立柱都需要专人从横桥及顺桥向对盖梁安装进行对位引导。
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图8走位平面示意图
步骤五：对盖梁进行吊装调节主要表现在盖梁匹配吊装测量高程、水平度以及相对位置后，进行垫层坐浆作业过程中，应时刻注意监控盖梁安装高程，坐浆后进行盖梁安装需测量其高程、水平度以及相对位置，灌浆工作完成后则表示盖梁安装工作完成。
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图9起吊立面示意图
3.2.5盖梁就位与校正
（1）盖梁与立柱拼装施工工艺流程：首先进行预拼装工作，然后开展拼接面得清理和测量工作，对垫块进行调节找平，再对垫层进行灌浆，最后完成构件吊装就位工作。（2）拼接面处理：使用高压水枪对拼接面开展清尘及湿润工作，然后使用高压水管清除表面多余的水分，最后保证拼接面没有水迹残留。⑶安装挡浆模板：在立柱顶安装挡浆模板，模板之间预留2cm间距，通过螺栓施加预拉力，结合模板与立柱之间的摩擦力来固定挡浆板位置；同时，在盖梁下放时，挡浆模板同步向下滑移。⑷盖梁就位与精调：将每两个垫块放置在各个立柱顶部，利用调节垫块标高以实现对盖梁安装标高的控制；通过盖梁两端面中部垂线，来控制盖梁水平位置，利用吊机起重臂对盖梁平面位置进行微调。
4结语
通过本文描述可知，桥梁预制拼装施工相比于传统的城市高架桥施工具有施工周期短、交通管理成本低、事故风险小以及施工成本和劳动力投入低等优点，因此桥梁模块化施工技术具有非常大的推广应用价值。这项技术的推广将会发挥积极的作用，进而产生比较高的社会效益，尤其是在公路桥梁工程施工领域，能够进一步提升桥梁建设水平，提高工程整体施工质量。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）[S].
[2]《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》（JGJ 276-2012）[S].
[3]《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》（JTG/T D64-01-2015）[S].