装配式技术在成都市市政桥梁中的应用

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)10期   作者:  李滇
[导读] 通过装配式技术的运用,降低了交通影响、提高了施工效率,确保了工程顺利完工。

        李滇
        成都高速公路建设开发有限公司 610041
        摘要:首先阐述了装配式桥梁技术的现状,总结了装配式连接方式,然后分析了装配式技术的优势,最后以成都市实际工程为例,对墩柱、盖梁预制及安装过程及控制要点进行了论述,通过装配式技术的运用,降低了交通影响、提高了施工效率,确保了工程顺利完工。
一、引言
        国内目前常用的桥梁现场施工方法为支架现浇法,但现浇法施工劳动力需求量大、施工周期较长、安全文明施工管理难度极大、质量控制难度大、交通组织难度等缺点。
        随着社会的快速发展、人民生活水平日益提高、劳动力明显下降、环保要求越来越高,城市桥梁施工时长时间占道、封道会对周边居民的出行造成不便。如何安全、高效、文明的进行城市桥梁建设成为工程建设者们寻求的方向。随着生产工艺的提升和新材料的研发,装配式技术在设计理论及施工工艺上都有了很大的进展。
二、装配式桥梁技术现状及概述
20世纪90年代初我国开始了预制拼装桥墩的研究,北京积水潭桥试验工程中的五座桥梁为承插式预制钢筋混凝土墩。近年来在东海大桥、杭州湾大桥等跨海、跨江长大桥梁工程中都采用节段拼装桥墩的施工方案,其下部结构墩身为采用钢筋焊接或搭接并采用湿接缝连接构造的预制节段拼装施工技术,主梁采用大吨位整体吊装技术施工。2018年1月成都市建委发布《成都市预制拼装桥墩设计导则》、《成都市预制拼装桥墩生产、施工与质量验收技术导则》。2018年11月成都市交委《成都市公路工程预制拼装桥墩及防撞护栏设计导则》、《成都市公路工程预制拼装桥墩及防撞护栏生产、施工与质量验收技术导则》。为装配式技术的推广应用提供了很大的政策支撑。
三、装配式桥梁连接方式
近年来,一些专家学者对装配式桥梁各种连接类构造开展大量的力学研究,研究出多种装配式连接方式,为装配式多元化发展打好了基础。
表1 装配式桥梁施工主要连接方式

四、装配式技术的优势
        (一)、工厂预制,质量有保障
        立柱、盖梁等构件在工厂里预制,最大限度实现规范化制作,减少人为偏差,结构品质更加稳定。
        (二)、施工便捷,进度有保证
        构件专门工厂存放,施工现场可快速安装,大幅缩短工期,实现进度可控。
        (三)、文明施工,安全有保障
        施工现场不再需要大量工人,大量作业在预制工厂完成,大大减少了施工现场安全事故发生率。
        (四)、占地较小,交通影响小
        现场不需搭设支架,仅需夜间临时占用道路,可快速安装立柱及盖梁,大大降低了对交通的影响。
        (五)、节约资源,环保低碳文明
        现场无钢筋、模板和混凝土浇筑等施工作业,减少了施工现场扬尘和噪音。
五、三环路扩能提升工程蓝天立交桥装配式技术的应用
(一)、项目概况
        蓝天立交改造为成都市三环路扩能提升工程的一个子项工程。主要设计内容为新建上跨三环路的机场高速公路主线桥;改建现有三环路辅道至机场高速公路主道的A匝道,保留挡墙段,拆除剩余部分,新建匝道与新建主线桥相连;改建现有三环路至机场高速公路辅道的B匝道,拆除现状全部桥梁,新建B匝道与新建主线桥相连;改建机场高速公路C匝道,保留挡墙段及连接挡墙段的前三联,拆除剩余部分,新建匝道桥与新建主线桥相连;改建机场高速主道至三环路辅道的D匝道,拆除现状全部桥梁,新建D匝道将新建主线桥与三环路辅道相连。交通饱和设计年限为20年,交通等级为重交通。桥梁汽车荷载为城-A级,设计使用年限为100年。主线桥及匝道标准段上部结构均采用预制小箱梁,主线桥与匝道连接处非标准段,上部结构采用钢混叠合梁。下部结构采用桩基础、圆柱墩及盖梁的型式,桥墩和盖梁均采用预制拼装技术实施。
        (二)、立柱、盖梁预制
        相对上部结构的预制拼装技术而言,下部结构的预制拼装发展较晚,其难点在于接缝的抗震性能。本文重点对蓝天立交下部结构的装配式技术进行论述。
        预制立柱在工厂内生产主要分为:钢筋笼绑扎、钢筋笼入模、混凝土浇筑、拆模养护、出厂检测,在工厂内按功能区进行流水线作业生产。立柱预制受场地布置、机械设备性能、材料特性等因素影响,采用卧式绑扎立式浇筑的施工方法。
        预制盖梁在工厂内生产主要分为:钢筋笼绑扎、钢筋笼入模、混凝土浇筑、拆模养护、出厂检测,在工厂内按功能区进行流水线作业生产。盖梁预制受运输条件、模具工装、机械设备性能、材料特性等因素影响,采用钢筋笼整体绑扎,然后吊装入模浇筑的施工方法。本项目主线盖梁有分段预制,采用现场湿接的施工工艺,对截面控制容错率较高,分段盖梁在同一台座上分别预制。
   (三)、立柱、盖梁安装
        预制墩柱采用灌浆套筒连接的预制拼装施工工艺。墩柱构件采用工厂化预制生产,养护强度达到设计和规范要求后,采用运梁车运送至施工现场,利用大型汽车式起重机或履带吊进行起吊安装,精准对中后进行套筒灌浆连接就位。
  盖梁的拼装分为两部分,第一部分为盖梁与墩柱的拼接,第二部分为盖梁自身节段的拼装。
        1.盖梁与墩柱拼装盖梁与墩柱之间的拼装,在柱顶接缝位置上设置调节垫块,精确调整好标高和位置后进行柱顶坐浆、灌浆连接。
        2. 盖梁节段间拼装采用预留湿接缝拼装工艺,在两侧节段拼接锚固后,利用直臂式登高车和起重吊装设备,在已拼装节段上吊设模架和作业平台,连接接缝处盖梁主筋,安装盖梁箍筋、预应力波纹管,采用泵车浇筑湿接缝混凝土。湿接缝混凝土养护达到设计强度后,利用登高车和起重机配合施工,按照设计要求分步骤分批次张拉盖梁预应力和管道压浆,盖梁连接成整体。
        (四)、立柱、盖梁预制安装控制要点分析
1.前期深化设计
        目前预制拼装桥梁施工技术尚处于起步阶段,相关技术尚不成熟,很多工作都需要在前期深化设计中考虑周详。预制施工前,利用BIM技术对钢筋、预埋件、连接构件进行核查,过程中优化方案,提高预制构件质量。
2.预制质量控制
        为确保预制墩柱的施工质量和安全,需选定技术工艺成熟,设备力量完善的模板专业加工企业,对模板进行设计加工制作。
        3.吊装控制要点
        吊装时要严格控制墩柱垂直度,确保拼装面受力均匀,保证盖梁顺利拼装。
        4.套筒压浆控制要点
        压浆时要确保出浆口有浓浆冒出且无气泡才进行封压封堵,保证灌浆套筒内浆液的密实度、强度。
六、结语
    综上所述,装配式技术在市政公路桥梁中的应用,可以实现快速化施工,降低对交通的影响,绿色环保,有效的控制好工程质量,有利于质量、安全、进度和文明施工管理,具有很高的社会与环境效益,有较大的发展前景。
参考文献:
[1] 葛景春,预制拼装技术在市政公路桥梁中的应用,交通世界,2018(26):104-105.
[2]周良,闫兴飞,李雪峰,桥梁全预制拼装技术的探索与实践,城市道桥与防洪,2018(9):38-41.
[3]张静、周良、闫兴非等,成都市预制拼装桥墩设计导则 ,中国,成都市城乡建设委员会,2018-1-15发布。
[4]张静、周良、李维等,成都市预制拼装桥墩生产、施工与质量验收技术导则,中国,成都市城乡建设委员会,2018-1-15发布。
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