中小跨径桥梁装配式模块化墩柱施工工艺研究

邓陈记 吴平平

摘要：人们对建设项目低噪音、节约材料和环保的要求随着桥梁工程的发展与日俱增。因此，无论是公路桥梁建设还是市政桥梁建设，都对桥梁下部的预制装配技术有着巨大的市场需求。提出了一种模块化墩柱的概念，由于其构造和连接方式与传统结构有着巨大的差异。文章开展了中小跨径桥梁装配式G3京台高速万兴大道至马堰改扩建项目模块施工工艺研究，介绍了预制、装配定位、现场接缝浇筑等关键工艺及控制标准，为其他同类工程提供借鉴。

关键词：桥梁工程;墩柱;装配式;模块化;施工工艺

中图分类号：U442.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）12-0091-03

引言

在桥梁工程高速发展的时代，如何缩短施工周期、减少施工对既有交通的影响、控制现场施工质量及减少环境等因素对施工进度的影响成为主要面临的难题。桥梁装配式模块是解决问题的有效手段，具有降低对交通的干扰、提高施工质量、缩短工程工期，减少噪音污染等优点。对于预制结构的研究来适应这种需求，在未来会具有较好的发展前景。目前为止，国内的预制桥墩采用了现浇湿接缝接头去连接预制墩身的工艺，同时在承台顶部及预制墩身底部预留连接钢筋，在吊装墩身就位后完成钢筋现场焊接。但由于湿接缝的混凝土养护时间较长，延长了工期，同时墩柱截面较大，现场钢筋焊接的工作量也大大增加。对此，本研究提出了桥梁装配式模块化墩柱的施工工艺，提出新的连接结构以及模块化生产的方式解决了这一问题。

1工程概况

本项目依托G3京台高速方兴大道至马堰改扩建项目为依托，开展研究。该工程项目起点顺接京台高速公路方兴大道互通立交，起点桩号K1049+748，向南经严店、丰乐、杭埠、金牛、万山至庐江，终点位于京台高速与合安高速公路交叉的马堰互通立交，终点桩号K1102+872，全场53.124公里。由于桥梁的建造历程较长，以中小孔径分布为主，且项目的性质为改造项目，对于建造效率要求较高。本项目提出了一种新型装配式模块做墩柱，该墩柱标准阶段为C70混凝土管桩，长度为8m。墩柱与承台采用预埋D60镀锌波纹管的方式，钢筋承插并浇筑高强灌浆料实现连接。墩柱接缝采用了法兰式连接。法兰盘优两块钢板组成，钢板之间采用沿径向布置的加劲肋板焊接进行连接。一侧钢板与混凝土连接，另一侧以高强螺栓形式与其他墩柱连接。墩柱与承台采用插槽式现浇C50混凝土接缝连接形式。如图1所示为装配式桥墩下部结构尺寸图。

2墩柱预制

预制墩柱制作的主要工艺流程包括钢筋笼成型和装配、混凝土喂料、合模、离心成型、蒸汽养护、拆模及存放。预制方法如下：

（1）按照图纸及规范将内外笼钢筋裝配至滚焊机内成型，内笼套入外笼内后起吊入模。采用布料斗配合平板运输桁架进行混凝土喂料，确保料均匀布在管内后合模。

（2）使用离心成型工艺完成墩柱预制，为了确保墩柱方便安装，底部70cm范围内的余浆必须清除干净，否则影响定位墩的安装。

（3）蒸汽养护混凝土一般分为静停、升温、恒温和开盖降温四个阶段。管模入池时严禁碰撞，管模尾端内孔避免直接对着喷气嘴以免被高速气流冲坏内壁混凝土。升温过程先慢后快原则，约为20～30℃/h，同时要确保池内环境温度基本一致。

（4）脱模后，由质检员依据外观质量与尺寸偏差要求进行检验，并在桥墩任一端内壁标注生产日期、管模编号等信息。

如图2所示为墩柱的施工流程图。

3安装工艺

预制安装工艺，其工艺流程图如图3所示。

（1）预制墩柱采用平拉葫芦起吊并进入插槽，采用预留标记测控空间坐标的方式对顶面法兰盘方向进行校核。

（2）为了实现现场的快速化定位，可采用墩身弹线的方式，做好定位点，对轴线进行校核。

（3）在整个安装过程中，对顶面的钢筋位置进行多次复核，确保偏差在设计值允许范围内。

（4）对于承台接缝的浇筑过程，将墩柱底部缝隙先采用厚度适中的钢板先进行撑垫，然后浇筑杯口后浇砼。

（5）用高强度灌浆料对墩柱内侧空心0.5m范围进行满灌，确保墩柱与杯口接触面密实。待杯口及灌浆料达到一定强度后松开手拉葫芦。

4质量控制要点

根据公路桥涵施工技术规范以及公路工程质量验收标准等相关规范的规定，提出预制墩柱安装的允许误差见表1所示。

根据2017年12月对15根预制墩柱的垂直度、墩顶预留钢筋轴线的检测表明，墩柱安装垂直度合格率为93.3%，墩顶预留钢筋轴线合格率为73.3%，工程质量控制仍存在不足。针对该情况进行调查分析，表明造成墩柱安装轴线偏位的主要症结原因为槽口底部不平与预制墩柱轴线弹线偏差。经过研究，将安装顺序优化为先安装后调平可以减少杯口及墩柱底部平整度差。消除预制墩柱墩身弹线偏差如图4所示。具体步骤为：

（1）弹线时选择距离模板缝最近的两根主筋作为横向轴线，并以模板缝为参考线（模板缝均为竖直）。

（2）选择横向轴线上钢筋中心点作为墩柱顶部弹线控制点，量取控制点制模板缝距离。

（3）在墩柱底部量取相同距离，作出底部控制点。

（4）使用墨斗通过两控制点进行弹线。

让墩柱轴线对位后采用手拉葫芦及经纬仪对墩柱垂直度进行调整，来避免偏差产生。墩柱的轴向定位如图5所示。在承台上放出每个墩身的轴线，并弹线。用专用吊带将墩柱吊起，将墩身竖向线与承台横向轴线进行定位。

5结束语

根据目前装配式桥墩发展趋势进行概念设计，研究得到T型装配式桥墩的原型设计，本研究针对T型装配式桥墩墩柱施工工艺研究进行研讨，得出以下结论：

（1）该设计由单墩柱与小型盖梁、小型承台组合而成，更为便利施工，极大降低了下部结构的建造成本。

（2）为了使预制构件的质量符合设计标准，实际应用过程中的受力状况满足设计值，对每个施工步骤合理规范化操作是保障成品质量的前提。

（3）对于墩柱装轴线偏位的，提出了先安装后平整，让墩柱轴线对位后采用手拉葫芦及经纬仪对墩柱垂直度进行调整的优化方法。