裝配式橋梁施工從墩臺到索塔

1、裝配式橋梁施工，從墩臺到索塔 隨著體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的進展、體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋腐蝕等問題的消失，裝配式施工方法在國內(nèi)越來越火，還不抓緊來學(xué)學(xué)？ 一裝配式墩臺施工 裝配式墩臺是將巍峨的墩臺沿垂直方向、按一定模數(shù)、水平分成 若干構(gòu)件，在橋址四周的預(yù)制場地上舉行澆筑，通過車船運送至現(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，受四周外界干擾少，但相對來說，對運送、起重機械設(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，再運輸?shù)浆F(xiàn)場裝配成橋墩。其施工工序主要為預(yù)制構(gòu)件、安裝銜接與混凝土填縫。其中拼裝接頭是關(guān)鍵工序，既要結(jié)實、平安，又要結(jié)構(gòu)容

2、易便于施工。 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)力筋銜接構(gòu)造 有粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力筋銜接構(gòu)造往往協(xié)作砂漿墊層或環(huán)氧膠接縫構(gòu)造實現(xiàn)節(jié)段預(yù)制橋墩的建筑，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)閱歷成熟。不足是墩身造價相對傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩要高很多，同時現(xiàn)場施工需對預(yù)應(yīng)力筋舉行張拉、灌漿等操作，施工工藝復(fù)雜，施工時光較長。 （2）灌漿套筒銜接 預(yù)制墩身節(jié)段通過灌漿銜接套筒銜接伸出的鋼筋，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

3、工所需時光短，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)濟優(yōu)越性。從國外應(yīng)用閱歷看，低地震危急區(qū)已開頭廣泛應(yīng)用，高地震危急區(qū)域的應(yīng)用和科學(xué)研究還在舉行中。 （3）灌漿金屬波紋管銜接 該銜接構(gòu)造常用于墩身與承臺或墩身與蓋梁的銜接，預(yù)制墩身通過預(yù)埋于蓋梁或承臺內(nèi)的灌漿金屬波紋管銜接墩身內(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)場施工時光短，但需要滿意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)橋梁使用這種銜接構(gòu)造舉行施工，高地震

4、危急區(qū)域內(nèi)應(yīng)用較少，其抗震性能如何目前仍在研究中。 （4）插槽式銜接 插槽式銜接構(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、樁與承臺處的銜接，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)暫時支撐，鋼筋銜接部位需通過后澆混凝土（濕接縫）方式銜接，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)造建筑橋墩，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強施工時光和現(xiàn)場鋼筋搭接、澆筑的作業(yè)量，從迅速施工角度考慮，該方案存

5、在一定不足。 （6）承插式銜接 承插式接縫銜接構(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1.21.5倍，底部鋪設(shè)一定厚度的砂漿，四周用半干硬性混凝土填充。優(yōu)點是施工工序容易，現(xiàn)場作業(yè)量少；不足是接縫處的力學(xué)行為如何，特殊是抗震性能如何，尚需進一步研究。國內(nèi)北京積水潭橋采用該銜接構(gòu)造建筑，美國一些橋梁也采用該銜接構(gòu)造舉行建筑。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妨礙全預(yù)制拼裝技術(shù)在高地震危急區(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，務(wù)必對預(yù)制拼裝立柱的抗震性能綻開深化的研究。以典型實際工程橋墩構(gòu)造為原型，選取套筒（Coupl

6、er）、波紋管（Duct）和有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋三種預(yù)制拼裝銜接方式，舉行了矩形實心節(jié)段預(yù)制立柱的低周反復(fù)水平加載縮尺實驗研究，通過對不同構(gòu)造細節(jié)下節(jié)段預(yù)制立柱試件的擬靜力實驗和有限元數(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、損傷和破壞機理等。 實驗結(jié)果表明，采用套筒（Coupler）、波紋管（Duct）預(yù)制拼裝銜接構(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，可滿意預(yù)期抗震性能的要求。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋銜接預(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、銜接裝置實驗、對整批試件的制作和運送過程的研究表明，套筒（

7、Coupler）和波紋管（Duct）兩種預(yù)制拼裝銜接方式，立柱總體受力、構(gòu)造銜接、抗震性能和囫圇施工工藝細節(jié)均可以滿意當(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)留意以下幾點： （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、 臺高度和基坐標高是否符合設(shè)計要求；基口周圍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；對分量大、瘦長的墩柱，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)留槽眼位置是否符合設(shè)計要求，否則應(yīng)先修鑿。 （3）柱身與蓋梁(

8、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)的成熟與進展，預(yù)應(yīng)力開頭應(yīng)用于墩臺上，特殊是后張法預(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像，除了安裝時的銜接接頭處理技術(shù)之外，節(jié)段預(yù)制構(gòu)件之間的銜接方式主要依靠于預(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)力鋼材主要有高強度低松弛鋼絲和冷拉級粗鋼筋兩種。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

9、鋼束其主要特點是： 張拉操作人員及設(shè)備均處于高空作業(yè)，張拉操作雖然便利，但平安性較差；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； 在墩底截面受力最大位置可以發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼束抗彎能力強的特點。 （2）墩底實心體張拉預(yù)應(yīng)力鋼束其主要特點是： 張拉操作人員和設(shè)備均為地面作業(yè)，平安便利； 在墩底處要設(shè)置過渡段，既要滿意預(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，滿意截面在運營階段受力要求； 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互相關(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)力混凝土梁的要求全都。 應(yīng)用實例： 預(yù)制工藝流程： 承臺墩身整體模板桁架體系

10、總分量約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)節(jié)系統(tǒng)四個部分。整體一次準確定位。 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)節(jié)系統(tǒng)：模板到位后的微調(diào)措施，包括水平調(diào)節(jié)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、豎向標高、平面內(nèi)位置等調(diào)位功能，調(diào)位精度達到0.5mm。 二索塔施工

11、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，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特地懸拼吊機，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25m為宜。 懸拼根據(jù)起重吊裝方式的不同分為：浮吊懸拼、牽引滑輪組懸拼、繼續(xù)千斤頂懸拼、纜索起重機（纜吊）懸拼及懸臂吊機。懸拼的核心是梁的調(diào)運與拼裝，梁體節(jié)段的預(yù)制是懸拼

12、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、運送；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)才進展起來的施工方法，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。 長線臺座法就是根據(jù)設(shè)計的制梁線型，將全部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)點是簡單控制幾何樣子，而且在預(yù)制過程中不堆積偏差，對于已制塊件的偏差

13、可以通過下一個塊件準時調(diào)節(jié)，更可多點同時匹配預(yù)制，加快施工進度，除此之外，使用該方法預(yù)制構(gòu)件完成脫模后，不必立即轉(zhuǎn)運到貯放地。 但是該方法也有如下不足：占地面積大；臺座務(wù)必建造在堅固的基礎(chǔ)上面。彎橋還需形成所需曲度。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)舉行，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務(wù)必十分準確的放置，因

14、而需要精密的測量儀器設(shè)備以及準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：節(jié)段合理搬運的起吊點應(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)段務(wù)必按能避開翹曲和二次應(yīng)力的方式堆放，地坪能為節(jié)段供應(yīng)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)段的分量由腹板直接傳遞，避開頂、底板彎曲傳力。 節(jié)段梁運送：因為混凝土梁體節(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，采用輪胎式搬運機、運梁車或運梁軌道車運送至橋位拼裝。 節(jié)段梁拼裝： （1）滿堂支架法： （2）少支架法（多用于鋼梁）： 因為滿堂支架要求對橋下囫圇地基舉行處理，費用較大，施工周

15、期長。因此條件允許的狀況下一般將節(jié)段加長，采用少支架形式舉行拼裝施工。 （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(主梁上方)暫時支承。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)成繼續(xù)結(jié)構(gòu)。 適宜中小跨徑、全體外和體內(nèi)外混合的預(yù)應(yīng)力凝土簡支梁橋、逐跨簡支變繼續(xù)的繼續(xù)梁橋。施工方法主要設(shè)備是一根長度小于（或大于）兩倍標準跨長的鋼桁架導(dǎo)梁、起吊平車、導(dǎo)梁行進及調(diào)節(jié)等設(shè)備組成。 倘若節(jié)段位于導(dǎo)梁下用吊掛方式拼裝，架橋機稱為上導(dǎo)梁式架橋機；倘若節(jié)段位于導(dǎo)梁之上用支撐方式拼裝，架橋機稱為下導(dǎo)梁式架橋機；導(dǎo)梁將承受一跨預(yù)

16、制節(jié)段的分量。 （4）平衡懸臂法： 是以一個橋墩為中心，對稱挨次拼裝節(jié)段。每一節(jié)段與前面的已裝節(jié)段達成一體，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)力鋼束來確保其平安和穩(wěn)定。節(jié)段的吊裝則可通過橋面支承吊機、導(dǎo)梁或地面起重機舉行。 適宜懸臂施工的、中大跨徑體內(nèi)外混合的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁。 （5）懸臂拼裝法 利用在已拼結(jié)構(gòu)懸臂上移動的容易裝置，來保證節(jié)段起吊、平移和拼裝；起吊設(shè)備裝在平車上，平車在橋面軌道上行駛。 適宜懸臂施工的中大跨徑橋梁。 （6）纜索吊裝法 利用懸掛的纜索運送和安裝構(gòu)件的施工方法。 一般適用于拱橋的拱肋或梁體以及懸索橋主梁施工。 體外預(yù)應(yīng)力筋安裝：體外預(yù)應(yīng)力鋼絞線束通常采用HDPE管作為大衣管，為使鋼絞線在大衣管內(nèi)羅列整齊，并有可能實現(xiàn)單根鋼絞線調(diào)節(jié)、更換，應(yīng)采用按序單根安裝的方法。 體外預(yù)應(yīng)力筋調(diào)節(jié)與更換： 1）當(dāng)體外預(yù)應(yīng)力筋拉力需要調(diào)節(jié)時，可卸掉庇護罩、清除防腐油脂，采用專用千斤頂張拉或放松鋼絞線，然后重新安裝庇護罩、注滿防腐油脂； 2）