装配式桥梁墩柱拼装施工技术

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年4月8期   作者:曹灿
[导读] 湘府路快速化改造工程I标桥梁工程主线全长4986m,为城市装配式高架桥。
        曹灿
        长沙市城市建设投资开发集团有限公司,湖南长沙,410000
        摘  要:湘府路快速化改造工程I标桥梁工程主线全长4986m,为城市装配式高架桥。设计长度15m以下墩柱,均采用预制拼装的施工工艺,即墩柱在预制场进行预制,通过运梁台车运输至现场,经过立柱坐浆、灌浆套筒压浆与承台进行拼接。相比传统满堂支架施工工艺,在确保施工质量及安全的同时,能最大限度的减少施工对交通、行人的影响,同时缩短墩柱施工约50%的工期。
        关键词:城市  装配式  预制拼装  立柱坐浆  套筒压浆
1 工程概况
        湘府路是长沙市南部一条东西走向的城市快速路,主路范围西起湘府路大桥引桥段,东至红旗路东侧,全长约11.85km。辅路范围西起新开铺路,东至红旗路东侧,全长约11.95km。湘府路贯穿多条南北向主干道,人员、车辆繁多。
       
        湘府路快速化改造工程I标桥梁全长4986m,范围内需要预制的墩柱共有369根,设计高度在15m以下的墩柱采用整体预制、运输、安装,最大重量约为95t,标准段墩柱断面尺寸为1.6m×1.6m,变宽段墩柱断面尺寸为1.6m×1.8m或(1.6m×2.0m,1.8m×1.8m,1.8m×2m),墩高2.84m~15m。

        2 总体施工流程
墩柱通过运输车辆运输至现场,利用履带吊或汽车吊进行墩柱安装,具体施工流程如下图:

        3 墩柱安装施工方法
3.1 承台顶面座浆
(1)承台顶面清理
施工前对墩柱区域内的承台表面进行凿毛,以露出混凝土粗骨料为宜。凿毛后用高压水枪冲洗承台表面,将其表面浮尘、油污、松动颗粒等清理干净,确保表面充分润湿,并用高压气管等将积水吸除干净。

(2)安装导向定位框
        导向定位框采用钢结构加工成型,外形尺寸根据不同规格型号的立柱加工而成。利用全站仪在基础承台面上测量放出立柱安装的外轮廓线,并画出十字中心线,根据立柱外轮廓线以及十字中心线安装立柱定位框,并用膨胀螺栓进行固定。

(3)墩柱吊装翻身
        ①墩柱在预制场时先进行其端部凿锚处理,用运梁台车水平运到安装位置,由220t汽车吊吊起墩柱进行翻身。履带吊机将墩柱水平吊放至地面,墩柱底部抄垫土工布,作为墩柱翻身防滑、限位装置。土工布以50m为一卷,纵向铺设两层共11卷,左右侧超出墩柱边线各50cm左右,以确保翻转过程中墩柱棱角的完好。

        ②安装墩柱前,提前做好墩柱中心线、承台中心线标志点。在墩柱试安装时,通过墩柱下端标志点与承台标志点对齐来协助安装。通过木楔块来对墩柱的平面位置进行限定,确保平面位置偏差符合规范及设计要求。
(4)安装反力座
        在墩柱底部设置4个反力支座装置。反力座采用钢结构制作而成,按照墩柱底部压浆孔的上下间距设置孔眼。安装时,高强螺栓穿过反力座孔眼,安装至压浆孔眼内。反力座安装完成后,使用4台50t千斤顶控制调整立柱垂直度,确保第一根立柱垂直度偏差不超过1cm。

(5)坐浆料拌制
        采用高速搅拌机进行搅拌,严格按照配合加入原料。坐浆料搅拌好后应先静置 3 分钟,以待高速搅拌带入的气泡消除,之后在 30min之内浇筑完毕,其初凝时间保证大于2h。
(6)坐浆料浇筑
        ①承台顶部中心位置安装垫块,垫块使用200×200×20mm铁板,确保座浆层厚度满足设计2cm的要求。垫块顶面高差不超过1mm,确保墩柱垂直度满足要求。
        ②将浆料倒入到浇筑桶中,人工浇筑到预先铺设好的承台顶面挡板内,并采用人工收平,确保坐浆厚度达到设计要求的20mm厚度。拌合用水采用自来水。
        ③坐浆料28d抗压强度不小于60MPa且高出被连接构件强度等级的一个等级(7MPa),28d竖向膨胀率控制在0.02%~0.10%。

        ④在坐浆料浇筑完成后立即进行立柱的安装工作,确保在30min内完成吊装就位工作,当坐浆料的强度达到35MPa 后,方可拆除预制构件的临时支撑及进行套筒灌浆的施工。
3.2 套筒灌浆
(1)灌浆连接套筒预制安装端及现场拼装端钢筋伸入长度均不应小于10d(被连接纵筋直径);金属波纹管全长应不小于24ds(被连接纵筋直径)。
(2)坐浆料达到强度的35%后,可以对原先的立柱四周的临时支撑装置进行拆除,并准备开始套筒灌浆施工。
(3)灌浆料拌合前应进行精准计量,拌合水料比为0.13,搅拌均匀后静置2min,去除气泡。
(4)压浆前,先用鼓风机,对准出浆口位置吹风,使套筒内杂物以及底部积水排出,避免套筒堵塞以及浆料离析。

(4)灌浆料性能应符合现行行业标准《钢筋套筒连接用灌浆料》JG/T 408的有关规定,并应符合下列规定:


注:表中流动度试验方法按现行行业标准《钢筋套筒连接用灌浆料》JG/T 408确定,氯离子含量试验方法见现行国家标准《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T 8077确定,泌水率试验方法按现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080确定。
        (5)套筒压浆时,压浆设备管道与套筒压浆口通过丝扣紧密连接,确保压浆过程中密封不漏浆。采用特制空心螺栓插入出浆口,外接长透明PVC管,可以看见浆液面,同时可以避免进浆口封堵过程不及时导致的浆液回流造成套筒压浆不密实。
        (6)单个套筒压入浆料约一半时,暂停10s,让浆液通过自重使套筒底部密实。继续压入,当出浆口浆体持续以圆股状冒出2s后,拆除压浆设备,立即用螺栓对压浆口进行封堵;等待一天强度后,拆除并循环利用。灌浆料宜在加水后30min 内用完,套筒灌浆完成后24h内不得扰动灌浆部位。

        4 传统支架与预制拼装的对比
  根据湘府路快速化改造工程I标墩柱预制拼装施工情况,预制场立柱预制施工白晚班共30人,每天可以预制立柱三个;现场安装人员白晚班共8人,同样可以完成三个立柱的安装、坐浆、压浆施工。如采用传统支架法施工,预计搭设支架需2天,安装钢筋1天,安装模板1天,混凝土浇筑、养护及等强需7天,共计用时11天,方可进入下一步施工工序。

通过对比,对于城市桥梁来说,预制拼装技术符合城市市政施工要求。现场在进行下部结构施工的同时,预制场可以进行墩柱的预制。桥梁采用预制拼装技术,其安全、质量、文明施工均能得到有效控制的同时,不仅能降低施工对交通的影响,而且以较短的工期完成桥梁施工,预计里程5km以上桥梁,其综合效益更高!
        5 结语
如今快速化预制拼装技术已是桥梁发展的必然趋势,湘府路快速化改造工程I标预制墩柱安装的施工进展表明,预制拼装技术在墩柱乃至全桥的施工中有着巨大的优势,尤其对于城市桥梁有着很大的借鉴意义,为今后预制拼装桥梁建设积累了宝贵经验。
        参考文献:
[1] DG/TJ 08-2160-2015,预制拼装桥墩技术规程,上海:同济大学出版社,2015.
[2] CJJ 2-2008,城市桥梁工程施工与质量验收规范,北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3] JGT 398-2012,钢筋连接用灌浆套筒.
[4] JGT 408-2013,钢筋连接用套筒灌浆料,北京:中国标准出版社,2013.
[5] GB50300-2013,建筑工程施工质量验收统一标准,北京:中国建筑工业出版社,2013.
[6]《湘府路(湘江大道~浏阳河西岸)快速化改造工程设计图》.
邮寄地址:长沙市天心区书院路73号(城投集团)   曹灿    13875810736
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