预制装配式盖梁在无锡凤翔路高架桥中的应用

杨 炜，任 才

（1.无锡市公共工程建设中心，江苏 无锡214031；2.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市200092）

0 引 言

城市道路的快速化改造，基本是在既有道路基础上进行拓宽升级或修建高架快速路，施工期间势必会影响交通。随着经济发展，人们对城市建设的要求越来越高，施工对周边环境及交通的影响逐渐成为方案选择的重要参考因素之一。预制装配化结构具有施工快、质量易控以及对周边环境影响小等优点，在城市高架建设中逐渐得到应用。

桥梁上部结构预制装配化技术较为成熟，预制小箱梁、预制组合梁以及节段拼装梁等多种形式都已在城市高架中广泛应用；而桥梁下部结构的预制装配化相对滞后。近年来，随着国家大力推行预制装配式建筑及建筑工业化，桥梁下部结构的预制拼装技术得到快速发展，预制桥墩、预制盖梁的受力性能[1，2]连接方式[3]及施工工艺[4-6]的研究逐渐趋于成熟，全预制装配化桥梁将成为今后的发展趋势。

以无锡市凤翔路快速化改造工程为例对多种盖梁施工方法的优缺点进行对照，并对分段式预制拼装盖梁的分段方式及详细施工工艺进行对比分析，为盖梁预制拼装技术在同类工程中的应用提供一定参考。

1 工程概况

凤翔路南起凤翔路立交，北至规划北外环，全长10.5 km。作为无锡市规划快速路网中的重要射线，该线路是一条集过境、到发、转换等功能于一身的复合型干道，将作为实现无锡“南拓北展”发展战略、“锡澄一体化”的重要快速走廊。

凤翔路快速化改造工程是在现有地面道路的基础上，通过新建全线高架达到城市快速路标准。道路标准断面（如图1 所示）为高架主线双向六车道+地面辅道双向六车道，高架主线设计速度80 km/h，地面辅道设计速度60 km/h。全线包含高架1 座，立交2 座，平行匝道10 对。高架上部结构采用预制装配式小箱梁，标准跨径30 m。下部结构采用倒T 盖梁和双柱式桥墩，立柱及盖梁采用预制拼装施工工艺。

图1 标准横断面（单位：m）

上下部结构均采用预制装配式的桥梁，具有施工快速、质量易控、工业化程度高等优点，近年来在上海、长沙等地区已被逐渐推广。凤翔路作为江苏省第一个采用预制拼装盖梁的工程实例，创新性强，技术难度大，应重点对盖梁的受力性能和预制拼装施工工艺进行研究，保证结构安全与施工快速化。

2 盖梁施工方法

盖梁的施工主要有现浇施工和预制安装两种方法。其中预制安装又根据分段方式的不同分为整体式、分段式和分层式三种类型。

2.1 现浇式盖梁

传统的现浇盖梁是在桩基及立柱施工完成的基础上，连续进行临时支架搭设、盖梁模板安装、盖梁钢筋绑扎、混凝土浇筑与养护、钢束张拉、模板及支架拆除等施工步骤，盖梁施工的全部过程基本在现场完成。现浇盖梁施工质量的关键在于模板制作、钢筋绑扎以及混凝土养护这三道工序。模板系统的精度、刚度以及稳定性是保证盖梁制作精度的关键。大悬挑盖梁受力复杂，钢束与钢筋交错密集，且钢筋绑扎处于高空作业，质量难以控制。目前部分工程通过采用工厂胎架制作，现场整体吊装的工艺保证钢筋制作的质量。混凝土质量受养护条件的影响十分明显，应采取先进的养护方法及严格的施工管理措施以避免盖梁出现强度不足、开裂等质量问题。

现浇盖梁的优点在于前后工序对施工精度的要求较低，施工难度小，不需要大型吊装运输设备，直接成本较低。但是现浇施工现场工作量大，施工质量不易控制，特别是施工现场的噪音、扬尘等污染对现状交通影响较严重，进而带来的间接成本较高。现浇盖梁施工现场如图2 所示。

图2 现浇盖梁施工现场

2.2 整体式预制拼装盖梁

整体式预制盖梁是将整片盖梁在工厂预制，运输到现场后整体起吊至立柱顶端并与立柱有效连接拼装成整体。

相对于现场浇筑盖梁，该方法将大部分工作移至工厂完成，施工质量得到有效控制，最大限度地减少了施工对周边环境及交通的影响。但整体预制盖梁自重较重，起吊运输难度较大，仅在桥宽较窄、桥跨较小、盖梁自重较轻的情况下具有明显优势。整体式预制盖梁施工现场如图3 所示。

图3 整体式预制盖梁施工现场

2.3 分层式预制装配盖梁

整体式预制盖梁在盖梁较重的情况下实施难度较大，采用部分预制的分层盖梁可以很好地解决该问题。

将盖梁竖向分成两部分，下层盖梁采用预制拼装工艺施工，上层盖梁采用现场浇筑施工。下层预制盖梁不仅是盖梁主体受力结构的重要组成部分，同时也充当了上层盖梁现浇施工的操作平台和底模，省去了大量临时设施，经济性能较优。分层式预制盖梁施工现场如图4 所示。

图4 分层式预制盖梁施工现场

该方案虽然克服了重量问题，但对于横向尺寸较大的盖梁结构采用竖向分层预制构件尺寸较大，制作、运输依旧不方便。

2.4 分段式预制装配盖梁

分段式预制装配盖梁是沿着横桥向将盖梁划分成多个节段，各节段在工厂预制后运输到现场拼装成整体。分段式预制盖梁施工现场如图5 所示。

图5 分段式预制盖梁施工现场

节段间的连接方式可采用湿接缝、胶接缝或者干接缝。当采用干接缝与胶接缝时，节段必须采用匹配施工的方式进行预制，保证拼接密实与传力均匀。分段式拼装盖梁施工的关键在于精度的控制，预制精度与拼装精度都将影响最终的线形与标高。

盖梁横桥向尺寸较大，采用横向分段方式可以减小节段自重，同时也减小节段的尺寸，方便运输与吊装。横向分段具有节段划分灵活的优点，可根据工程需求将整片盖梁划分成任意数量、任意长度的节段。采用胶接缝或干接缝拼装，可实现现场零浇筑施工作业，极大地提升了施工速度，改善了施工环境。

表1 凤翔路盖梁施工方法比选

2.5 施工方法对比分析

凤翔路高架桥较宽，采用整体预制式盖梁难度较大，方案可行性较低，不作为本次比选方案。仅对整体式现浇、分层式预制和分段预制三种方案进行对比研究（见表1）。

通过上述多方面比选研究表明，分段预制装配式盖梁具有工厂化程度高、施工质量好、节段重量轻、运输吊装方便、现场拼装快速、对周边环境及交通影响小等优点，凤翔路快速化改造工程最终采用了该方案。

3 盖梁分段方案

横向分段式预制拼装盖梁根据工程实际需求有多种分段方案，分段方案的选择需要综合考虑采用的接缝类型、拼装方案及设备。对于凤翔路工程采用的双柱式大悬挑盖梁，本文对两种典型的分段方案进行深入地对比研究。

3.1 方案一两节段湿接缝拼装方案

盖梁横向分两段预制，单个节段长约11.7 m，节段重量约180 t，湿接缝宽度1.5 m 设置于盖梁正中间。该方案需要详细设计节段盖梁拼装时的临时支撑方式，可采用落地式辅助支架支撑方案，场地受限路段无法搭设支架时亦可采用托梁支撑方案。如图6 所示。

图6 两节段湿接缝拼装方案

该方案的盖梁施工流程主要包括如下步骤：

（2）盖梁吊装与试拼。盖梁吊装采用一台350 t和一台260 t 履带吊双机抬吊。试拼过程主要检查立柱预埋钢筋的精度，同时通过立柱顶垫板厚度与临时支撑上的千斤顶对盖梁轴线和标高进行初调。

（3）盖梁座浆施工。座浆前应对砂浆接触面进行凿毛与清理。将其表面浮尘、油污、松动颗粒等清理干净，并用水充分润湿，但不得存在积水。

（4）盖梁就位与姿态调整。在座浆料铺筑完成后立即进行盖梁安装工作，确保在初凝前完成吊装就位。盖梁就位过程中确保四周都有浆液挤出，保证座浆密实。同时对轴线、垂直度、标高等数据进行复测微调，直至满足精度要求。为保证压浆密实，出浆口必须持续出浆且无气泡时才可进行持压封堵。

（5）套筒灌浆施工。灌浆料必须经过试验后方可采用，压浆过程严格按照规程及产品手册执行，严格控制施工温度以及浆体材料的存放时间。

（6）湿接缝施工。湿接缝施工主要包括普通钢筋及钢束管道的安装、湿接缝吊模的安装以及湿接缝混凝土浇筑。湿接缝采用C55 收缩补偿混凝土，混凝土浇筑应在一天中温度较低且稳定的时间内进行，同时应加强湿接缝的养护。

（7）盖梁预应力施工。钢束张拉必须要等到湿接缝强度达到设计要求后方可进行。盖梁预应力设计为分批次张拉，对钢束张拉时机与张拉数量应严格按照设计文件执行。

3.2 方案二三节段胶接缝拼装方案

盖梁横向分三段预制，中间节段长约9.9 m，节段重量约150 t，两边节段长度约7.5 m，节段重量约105 t。

该拼装方案主要流程为：中间节段S1 拼装→梁上平衡吊具安装→两边节段S2 拼装→张拉钢束→拆除平衡吊具。其中S2 节段与S1 节段之间采用胶接缝，其关键在于键齿的设计与匹配预制工艺，保证接缝的受力性能及施工精度。三节段胶接缝拼装方案如图7 所示。

图7 三节段胶接缝拼装方案

3.3 分段方案的优缺点分析

三节段胶接缝拼装方案相较于两节段湿接缝拼装方案，主要在分段数量与接缝形式的选择上有较大差异，相应的拼装施工方式及设备也不一样。两种分段方案的优缺点如下：

（1）三节段方案分段数量增加，单个节段的尺寸及重量减少，从制作、运输到吊装，对设备的要求低，施工更加灵活与简单。

（2）拼装方式采用胶接缝拼装，可完全实现现场零现浇施工即全预制装配施工，施工更加快速。

（3）胶接缝拼装现场无需支架，仅吊装期间对桥下有交通影响，其余过程基本不影响现状交通。

（4）三节段方案需对平衡吊具进行专门设计，以满足拼装过程的受力及功能需求。

（5）胶接缝对偏差的可调节能力较弱，对预制及拼装的精度要求更高，施工难度更大。

胶接缝拼装在施工方便性具有较大的优势，但目前采用胶接缝拼装的工程案例较少，理论研究与规范体系尚不成熟，凤翔路快速化改造工程最终选择了技术成熟的湿接缝拼装方案。今后随着技术与工艺的不断成熟，胶接缝方案也将会被更多地采用。

4 结 语

经过综合对比，无锡凤翔路快速化改造工程预制装配式盖梁最终采用分两段预制湿接缝拼装的方案。预制装配式盖梁具有标准化、工厂化、机械化、信息化等多方优势，符合国家大力推行装配式建筑的总体方针，但在推广预制装配盖梁的同时也需要重视理论体系的研究与成套技术的完善。