裝配式橋梁施工,，從墩臺到索塔,，一篇全搞定！

欄目:工程預(yù)算時間:2020-09-05

隨著體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展,、體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋腐蝕等問題的出現(xiàn),，裝配式施工方法在國內(nèi)越來越火，還不趕緊來學(xué)學(xué),？

一裝配式墩臺施工

裝配式墩臺是將高大的墩臺沿垂直方向,、按一定模數(shù)、水平分成若干構(gòu)件,，在橋址周圍的預(yù)制場地上進(jìn)行澆筑,，通過車船運(yùn)輸至現(xiàn)場，起吊拼裝,。

裝配式墩臺的主要特點是：可以在預(yù)制場預(yù)制構(gòu)件,，受周圍外界干擾少，但相對來說,，對運(yùn)輸,、起重機(jī)械設(shè)備要求較高,。裝配式柱式墩系將橋墩分解成若干構(gòu)件，如承臺,、柱,、蓋梁(墩帽)等，在工廠或現(xiàn)場集中預(yù)制,，再運(yùn)送到現(xiàn)場裝配成橋墩,。其施工工序主要為預(yù)制構(gòu)件、安裝連接與混凝土填縫,。其中拼裝接頭是關(guān)鍵工序,，既要牢固、安全,，又要結(jié)構(gòu)簡單便于施工,。

常用的拼裝接頭有以下幾種：

（1）采用有粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力筋連接構(gòu)造

有粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力筋連接構(gòu)造往往配合砂漿墊層或環(huán)氧膠接縫構(gòu)造實現(xiàn)節(jié)段預(yù)制橋墩的建造，方案中的預(yù)應(yīng)力筋可采用鋼絞線或精軋螺紋鋼等高強(qiáng)鋼筋,。該構(gòu)造特點是預(yù)應(yīng)力筋通過接縫,，實際工程應(yīng)用較多，設(shè)計理論和計算分析以及施工技術(shù)經(jīng)驗成熟,。不足是墩身造價相對傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩要高許多,，同時現(xiàn)場施工需對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉、灌漿等操作,，施工工藝復(fù)雜,，施工時間較長。

（2）灌漿套筒連接

預(yù)制墩身節(jié)段通過灌漿連接套筒連接伸出的鋼筋,，墩身與蓋梁或承臺之間的接觸面往往采用砂漿墊層,，墩身節(jié)段之間采用環(huán)氧膠接縫構(gòu)造。構(gòu)造特點是施工精度要求較高,，現(xiàn)場施工所需時間短,，同時也不需要張拉預(yù)應(yīng)力筋，現(xiàn)場工作量顯著減小,，其正常使用條件下的力學(xué)性能與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩類似,，因此具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。從國外應(yīng)用經(jīng)驗看,，低地震危險區(qū)已開始廣泛應(yīng)用,，高地震危險區(qū)域的應(yīng)用和科學(xué)研究還在進(jìn)行中。

（3）灌漿金屬波紋管連接

該連接構(gòu)造常用于墩身與承臺或墩身與蓋梁的連接,，預(yù)制墩身通過預(yù)埋于蓋梁或承臺內(nèi)的灌漿金屬波紋管連接墩身內(nèi)伸出的鋼筋,，在墩身與蓋梁或承臺之間的接觸面往往采用砂漿墊層，墩身節(jié)段之間采用環(huán)氧膠接縫構(gòu)造,，見圖5所示,。該構(gòu)造現(xiàn)場施工時間短,，但需要滿足縱筋足夠的錨固長度，其力學(xué)性能與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩類似,。目前國外已有少數(shù)橋梁使用這種連接構(gòu)造進(jìn)行施工,，高地震危險區(qū)域內(nèi)應(yīng)用較少，其抗震性能如何目前仍在研究中,。

（4）插槽式連接

插槽式連接構(gòu)造如圖6所示,，已在一些橋梁工程中得到應(yīng)用，主要用于墩身與蓋梁,、樁與承臺處的連接,，與灌漿套筒、金屬波紋管等相比,，優(yōu)點是所需施工公差可以大一些,，現(xiàn)場需要澆筑一定的混凝土。

（5）鋼筋焊接或搭接并采用濕接縫

預(yù)制拼裝橋墩預(yù)先伸出一定數(shù)量的鋼筋以便與相鄰構(gòu)件預(yù)留鋼筋搭接,，需設(shè)臨時支撐,，鋼筋連接部位需通過后澆混凝土（濕接縫）方式連接,，這也是目前國內(nèi)較多采用的節(jié)段拼裝橋墩的設(shè)計思路,。采用該構(gòu)造建造橋墩，力學(xué)性能往往與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩類似,，但濕接縫的存在會增加施工時間和現(xiàn)場鋼筋搭接,、澆筑的作業(yè)量，從快速施工角度考慮,，該方案存在一定不足,。

（6）承插式連接

承插式接縫連接構(gòu)造是將預(yù)制墩身插入基礎(chǔ)對應(yīng)的預(yù)留孔內(nèi)，插入長度一般為墩身截面尺寸的1.2～1.5倍,，底部鋪設(shè)一定厚度的砂漿,，周圍用半干硬性混凝土填充。優(yōu)點是施工工序簡單,，現(xiàn)場作業(yè)量少,；不足是接縫處的力學(xué)行為如何，特別是抗震性能如何,，尚需進(jìn)一步研究,。國內(nèi)北京積水潭橋采用該連接構(gòu)造建造，美國一些橋梁也采用該連接構(gòu)造進(jìn)行建造,。如圖所示,。

預(yù)制拼裝立柱的抗震性能

預(yù)制立柱的抗震性能是阻礙全預(yù)制拼裝技術(shù)在高地震危險區(qū)域橋梁中應(yīng)用的一個技術(shù)難題，為了實現(xiàn)全預(yù)制拼裝技術(shù)的全面推廣應(yīng)用,，必須對預(yù)制拼裝立柱的抗震性能展開深入的研究,。以典型實際工程橋墩構(gòu)造為原型,，選取套筒（Coupler）、波紋管（Duct）和有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋三種預(yù)制拼裝連接方式,，進(jìn)行了矩形實心節(jié)段預(yù)制立柱的低周反復(fù)水平加載縮尺試驗研究,，通過對不同構(gòu)造細(xì)節(jié)下節(jié)段預(yù)制立柱試件的擬靜力試驗和有限元數(shù)值分析，研究了不同構(gòu)造方式下節(jié)段預(yù)制立柱的滯回特性,、延性變形,、接縫處的非線性力學(xué)行為、損傷和破壞機(jī)理等,。

試驗結(jié)果表明,，采用套筒（Coupler）、波紋管（Duct）預(yù)制拼裝連接構(gòu)造的橋墩與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩相比,，具有相近的抗震性能,，可滿足預(yù)期抗震性能的要求。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋連接預(yù)制拼裝橋墩具有與現(xiàn)澆混凝土橋墩相近的變形能力,，但耗能能力較弱,。此外，通過計算分析,、連接裝置試驗,、對整批試件的制作和運(yùn)輸過程的研究表明，套筒（Coupler）和波紋管（Duct）兩種預(yù)制拼裝連接方式,，立柱總體受力,、構(gòu)造連接、抗震性能和整個施工工藝細(xì)節(jié)均可以滿足當(dāng)前設(shè)計和施工的要求,，可用于工程實踐,。

應(yīng)用實例：

裝配式柱式墩臺施工應(yīng)注意以下幾點：

（1）墩臺柱構(gòu)件與基礎(chǔ)頂面預(yù)留桿形基座應(yīng)編號，并檢查各個墩,、臺高度和基坐標(biāo)高是否符合設(shè)計要求,；基口四周與柱邊空隙不得小于2cm。

（2）墩臺柱吊人基杯內(nèi)就位時,，應(yīng)在縱,、橫方向測量，使柱身豎直度或傾斜度以及平面位置均符合設(shè)計要求,；對重量大,、細(xì)長的墩柱，需用風(fēng)纜或撐木固定后,，方可放吊鉤,。

（3）在墩臺柱頂安裝蓋梁前，應(yīng)先檢查蓋梁上預(yù)留槽眼選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 位置是否符合設(shè)計要求,，否則應(yīng)先修鑿,。

（3）柱身與蓋梁(墩帽)安裝完畢并檢查符合要求后,，可在基杯空隙與蓋梁槽眼處澆筑稀砂漿，待其硬化后,，撤除楔子,、支撐或風(fēng)纜，再在楔子孔中灌填砂漿,。

隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的成熟與發(fā)展,，預(yù)應(yīng)力開始應(yīng)用于墩臺上，特別是后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土裝配式墩臺,。它的施工方法與裝配式柱式墩臺施工方法相似,，除了安裝時的連接接頭處理技術(shù)之外，節(jié)段預(yù)制構(gòu)件之間的連接方式主要依賴于預(yù)應(yīng)力鋼束,。

后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土裝配式墩臺采用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有高強(qiáng)度低松弛鋼絲和冷拉Ⅳ級粗鋼筋兩種,。后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土裝配式墩臺的預(yù)應(yīng)力張拉方式有以下兩種：張拉位置可以在墩帽頂上張拉；亦可以在墩臺底的實體部位張拉,。一般采用墩帽頂上張拉,。

（1）墩帽頂上張拉預(yù)應(yīng)力鋼束其主要特點是：

①張拉操作人員及設(shè)備均處于高空作業(yè)，張拉操作雖然方便,，但安全性較差,；②預(yù)應(yīng)力鋼束錨固端可以直接埋人承臺，而不需要設(shè)置過渡段,；

③在墩底截面受力最大位置可以發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼束抗彎能力強(qiáng)的特點,。

（2）墩底實心體張拉預(yù)應(yīng)力鋼束其主要特點是：

①張拉操作人員和設(shè)備均為地面作業(yè),，安全方便,；

②在墩底處要設(shè)置過渡段，既要滿足預(yù)應(yīng)力鋼束張拉千斤頂安放要求,，同時又要布置較多的受力鋼筋,，滿足截面在運(yùn)營階段受力要求；

③過渡段構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉位置與豎向受力鋼筋相互關(guān)系較為復(fù)雜,。預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉要求,、預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的壓漿要求與預(yù)應(yīng)力混凝土梁的要求一致。

應(yīng)用實例：

預(yù)制工藝流程：

承臺墩身整體模板桁架體系總重量約420t,，采用全鋼模設(shè)計,，主要分為：模板體系、桁架體系,、滑移系統(tǒng)及調(diào)整系統(tǒng)四個部分,。整體一次精確定位。

模板體系：承臺外模,、承臺底模,、墩身外模,、承臺預(yù)留孔模板、墩身內(nèi)模及承臺頂面壓模,。

桁架體系：承臺桁架與墩身桁架兩部分,，支承在滑移系統(tǒng)上。

滑移系統(tǒng)：滑道與滑移裝置,。

調(diào)整系統(tǒng)：模板到位后的微調(diào)措施,，包括水平調(diào)整千斤頂與楔塊。

承臺及底節(jié)墩身混凝土澆筑：

承臺及底節(jié)墩身混凝土澆筑完成拆模：

埋床法全預(yù)制基礎(chǔ)：

采用一套集吊裝,、導(dǎo)向調(diào)位,、安裝一體化的懸掛系統(tǒng)，該系統(tǒng)除具備預(yù)制墩臺吊裝和懸掛功能外,，還具備包括墩臺垂直度,、豎向標(biāo)高、平面內(nèi)位置等調(diào)位功能,，調(diào)位精度達(dá)到0.5mm,。

二索塔施工

混凝土索塔：

（1）工程難點

索塔高、柔,，極易受日照,、溫變和風(fēng)等因素影響，線性控制難度大,；

錨固區(qū)首次采用鋼錨箱,，精度要求高，施工控制難度大,；

索塔高且離岸遠(yuǎn),，測量精度難以保證；

大風(fēng)天氣多,，有效作業(yè)天數(shù)少,。

（2）關(guān)鍵技術(shù)

混凝土索塔控制技術(shù)；

鋼錨箱安裝控制技術(shù),。

鋼索塔：

三鋼梁懸拼施工

懸臂拼裝法是將預(yù)制好的節(jié)段,，用支承在已建成懸臂上的專門懸拼吊機(jī)，懸吊于梁位上逐段拼裝,，與已成型節(jié)段錨固后,，在拼裝下一節(jié)段，拼裝長度一般2－5m為宜,。

懸拼按照起重吊裝方式的不同分為：浮吊懸拼,、牽引滑輪組懸拼、連續(xù)千斤頂懸拼、纜索起重機(jī)（纜吊）懸拼及懸臂吊機(jī),。懸拼的核心是梁的調(diào)運(yùn)與拼裝,，梁體節(jié)段的預(yù)制是懸拼的基礎(chǔ)。懸拼施工工序主要包括梁體節(jié)段的預(yù)制,、移位,、存放、運(yùn)輸,；梁段起吊拼裝,；懸拼梁體體系轉(zhuǎn)換；合攏段施工,。

四混凝土節(jié)段梁施工

預(yù)制節(jié)段（鋼筋砼節(jié)段,、鋼梁節(jié)段）拼裝施工法：是將橋梁的梁體縱向劃分為若干節(jié)段塊，在工廠里或橋位附近的預(yù)制場內(nèi)預(yù)制后,，運(yùn)至橋位,，然后通過施加預(yù)應(yīng)力，將節(jié)段塊組拼成為整體結(jié)構(gòu),。是近四十年內(nèi)才發(fā)展起來的施工方法,，被廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土及鋼橋施工中。

節(jié)段的預(yù)制主要有長線臺座法和短線臺座法,。

長線臺座法就是按照設(shè)計的制梁線型,，將所有的塊件在一個長臺座上一塊接著一塊的匹配預(yù)制，使兩塊間形成自然匹配面,。該方法的優(yōu)點是容易控制幾何形狀,，而且在預(yù)制過程中不積累偏差，對于已制塊件的偏差可以通過下一個塊件及時調(diào)整,，更可多點同時匹配預(yù)制,，加快施工進(jìn)度，除此之外,，使用該方法預(yù)制構(gòu)件完成脫模后,，不必立刻轉(zhuǎn)運(yùn)到貯放地。

但是該方法也有如下不足：①占地面積大,；②臺座必須建筑在堅固的基礎(chǔ)上面。③彎橋還需形成所需曲度,。④澆筑,、養(yǎng)生等設(shè)備都是移動式的。

短線臺座法施工是指每個節(jié)段的澆筑均在同一個模板內(nèi)進(jìn)行,，其一端為一個固定模,，而另一端為一個先澆筑的節(jié)段，模板的長度僅為一個節(jié)段的長度,，模板是不移動的,，而梁段則由澆筑位置移至匹配位置后運(yùn)至存梁場,。這種方法占地面積較小，可以形成流水線作業(yè),，提高了施工速度,，適用于節(jié)段類型變化較多，模板倒用較頻繁的工程需求,。它的不足之處主要在于要求匹配段必須非常精確的放置,，因而需要精密的測量儀器設(shè)備以及精確的測量和控制方法。

混凝土節(jié)段梁預(yù)制：

節(jié)段梁搬運(yùn)：節(jié)段合理搬運(yùn)的起吊點應(yīng)選取合適,，以便把節(jié)段應(yīng)力控制在允許的范圍內(nèi),。

節(jié)段梁堆放：節(jié)段必須按能避免翹曲和二次應(yīng)力的方式堆放，地坪能為節(jié)段提供良好的支承,；節(jié)段的腹板下方和緊靠腹板處應(yīng)支架起來,，疊堆時應(yīng)將上面節(jié)段的重量由腹板直接傳遞，避免頂,、底板彎曲傳力,。

節(jié)段梁運(yùn)輸：由于混凝土梁體節(jié)段自重較大，因此混凝土梁體節(jié)段預(yù)制場地一般選在離橋位較近處,，采用輪胎式搬運(yùn)機(jī),、運(yùn)梁車或運(yùn)梁軌道車運(yùn)輸至橋位拼裝。

節(jié)段梁拼裝：

（1）滿堂支架法：

（2）少支架法（多用于鋼梁）：

由于滿堂支架要求對橋下整個地基進(jìn)行處理,，費(fèi)用較大,，施工周期長。因此條件允許的情況下一般將節(jié)段加長,，采用少支架形式進(jìn)行拼裝施工,。

（3）逐跨拼裝法：

是上部結(jié)構(gòu)按一個方向架設(shè),一次完成一跨。在施加預(yù)應(yīng)力前,，預(yù)應(yīng)節(jié)段通過下懸梁(主梁下方)或架橋機(jī)(主梁上方)臨時支承,。架設(shè)完的主梁可以簡支在橋墩上，也可通過后張預(yù)應(yīng)力將幾孔聯(lián)成連續(xù)結(jié)構(gòu),。

適合中小跨徑,、全體外和體內(nèi)外混合的預(yù)應(yīng)力凝土簡支梁橋、逐跨簡支變連續(xù)的連續(xù)梁橋,。施工方法主要設(shè)備是一根長度小于（或大于）兩倍標(biāo)準(zhǔn)跨長的鋼桁架導(dǎo)梁,、起吊平車、導(dǎo)梁行進(jìn)及調(diào)整等設(shè)備組成,。

如果節(jié)段位于導(dǎo)梁下用吊掛方式拼裝,，架橋機(jī)稱為上導(dǎo)梁式架橋機(jī)；如果節(jié)段位于導(dǎo)梁之上用支撐方式拼裝，架橋機(jī)稱為下導(dǎo)梁式架橋機(jī),；導(dǎo)梁將承受一跨預(yù)制節(jié)段的重量,。

（4）平衡懸臂法：

是以一個橋墩為中心，對稱順序拼裝節(jié)段,。每一節(jié)段與前面的已裝節(jié)段達(dá)成一體,，自我平衡，并作為下一節(jié)段的拼裝基礎(chǔ),。對于每個施工步驟,，懸臂結(jié)構(gòu)通過張拉設(shè)置在箱梁節(jié)段中的預(yù)應(yīng)力鋼束來確保其安全和穩(wěn)定。節(jié)段的吊裝則可通過橋面支承吊機(jī),、導(dǎo)梁或地面起重機(jī)進(jìn)行,。

適合懸臂施工的、中大跨徑體內(nèi)外混合的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁,。