装配式预应力桥可视化还建施工技术

王猛

（中铁三局集团有限公司运输工程分公司，山西 晋中030600）

1 工程概况

G312 六安段（六安西互通至大顾店）改建工程第一合同段公路项目，包含装配式预应力大桥一座，桥长697.5 m，桥面宽42.5 m，纵断面设计-0.301%纵坡，行车道双向设置2%横坡，上部结构采用（6×35）m+（15×32）m 装配式预应力混凝土先简支后连续小箱梁，淠河大桥桥梁结构形式复杂，采用构件预制吊装与现浇组合体系，焊接难度大，结构受力较复杂。

2 技术特点

技术特点主要如下：①运用BIM 技术创建淠河大桥模型，复杂节点三维技术交底，指导现场施工，控制混凝土用量，并助力图纸会审，发现设计问题及时变更，减少返工；②BIM 模型导入Navisworks 进行碰撞检测，有效控制各个结构的尺寸及定位，保障桩基础、系梁、墩柱、盖梁及支座定位准确，上部结构预制箱梁顺利安装，同时得出合理的施工方案；③有效监控老桥拆除及新建桥梁主体结构和重要分部分项工程等的施工，控制桥梁结构的实际状态与理想状态间的偏差，确保成桥后各构件的线形和内力状态符合设计要求，同时在施工中全程实时监控，确保施工安全，为建设安全文明工地出力；④运用架桥机及绳锯配合对老桥主体结构进行切割、移除，利用氧气、乙炔燃气切割法对旧有钢筋等贵重材料进行回收，在提高施工效率的同时，节约了成本，保护了生态环境；⑤采用水准仪、GPS 测量仪、全站仪全方位控制桥梁各个结构定位，保证高程、线型、位置准确，同时保证预制构件安装的稳定性；⑥应用BIM 技术对淠河大桥半幅通行半幅施工路段进行临时交通组织模拟，保证在半幅施工过程中另一半幅的行车安全；⑦应用BIM 技术对淠河大桥场站建设进行临建模拟，确保土地资源合理利用，保证后期规划合理，建设安全文明工地。

3 工艺流程中的操作要点

3.1 施工准备

BIM 族库及模型建立。将二维图纸转换成三维模型，并将图纸中相关信息添加到相应的三维模型中。创建了预制小箱梁、混凝土构件、架桥机等信息模型。创建BIM 模型后，对信息模型进行利用，包括施工图纸复核、虚拟施工、碰撞检查、材料提取等，在施工现场中优化工序，减少碰撞，精确管控材料。

3.2 交通组织

项目在施工期间，采用“半幅封闭施工、半幅双向通行”。为了保证过境车辆合理有序、正常通行，提前做好分流、绕行方案，充分利用现有高速、国省干线、县乡公路采用远程多级分流及绕行线路。

施工前应通过媒体、电视、广播、张贴和发放等形式，加强交通组织的宣传和发布，提示提醒标志应提前告知且设置齐全、规范。同时与辖区内相关单位做好对接和协调工作，确保施工路段内车辆通行安全、有序。

3.3 老桥拆除

总体以安全第一、施工有序、平衡对称、化整为零原则对老桥进行拆除。运用BIM 技术对旧桥拆除的施工顺序进行模拟，确定了先总体后分跨、先上部后下部、采用分部式拆除、先陆上后水中的施工方案。利用lumion 对老桥拆除施工工序进行模拟，确保桥梁整体受力平衡，防止倾覆对行车半幅造成损伤。

3.4 桥梁还建

运用Revit 对淠河大桥所有桩基、系梁、墩柱、盖梁、梁板、桥面系等进行建模，精确计算各个结构物尺寸、体积、材质、三维坐标等信息，实施三维可视化技术交底，使施工现场限额领料，控制材料用量；精确把控各个结构物尺寸，满足设计要求；现场配合全站仪对各个结构物进行精准定位，减少施工误差。

3.4.1 桩基施工

钻孔桩基础施工根据现场实际地质情况采用冲击钻机造孔、钢护筒锁孔、泥浆护壁。吊车配合人工安装钢筋笼，混凝土采用搅拌输送车运输，竖向导管法浇注水下混凝土。

3.4.2 墩柱施工

桥梁墩身为圆形柱式墩。墩高度在4～13 m 之间不等，模板采用装配式组合钢模，采用栓接并配定位销装配组合。模板结构按一次浇注至顶的强度设计。施工方法采用搭设作业平台，吊车配合人工的常规方法进行施工。

3.4.3 盖梁施工

柱接盖梁的施工顺序：测量、放样→安装抱箍→安装工字钢→搭设作业平台→支底模→盖梁钢筋制作、安装→侧模安装→挡块、垫石钢筋绑扎→挡块、垫石模板安装→混凝土浇筑→拆模、养护。

桩接盖梁的施工顺序：测量、放样→盖梁钢筋制作、安装→侧模安装→挡块、垫石钢筋绑扎→挡块、垫石模板安装→混凝土浇筑→拆模、养护。

3.4.4 箱梁预制施工

箱梁混凝土浇筑采用斜层法浇筑，浇筑时先由一端的底板开始，向另一端推进浇筑箱梁的底板，底板浇筑到5～8 m后由先浇筑的一端开始进行腹板的斜分层浇筑，之后进行箱梁顶板的浇筑。底板、腹板和顶板的浇筑呈阶梯状推进，在接近另一端时，为避免梁端砼产生蜂窝等不密实现象，应改从另一端向相反方向投料，在距该端2～3 m 处合拢，采用该方法浇注时，可以一气呵成，连续浇注，砼外观较为美观，既可避免施工缝，又可以避免砼在振捣过程中流动过大而造成离析。也可采用水平分层浇注。

3.5 梁板运输及架设

3.5.1 梁板运输方案

梁板运输方案根据预制梁安装顺序，预制梁板计划采用运梁炮车运输的方式。运输32 m 或35 m 箱梁及16 mT 梁时，在边梁翼板侧采用斜撑进行支撑，并在两侧采用5 t 导链进行锁定，防止偏重产生倾覆而发生重大安全事故。左幅最左车道采用硬性围挡隔离，距隔离围挡前100 m 范围内设置安全警示标志，并设置渐变段，消除交通安全隐患。

预制梁通过2 台运梁炮车由老路道路直达桥头，全程安全车随行，专职安全员全程手持彩旗警示过往车辆减速慢行，消除安全隐患。架设首跨梁时，运梁炮车由原道路至新建桥桥台，直接喂入架梁机，期间专职安全员现场指挥，警示工作人员注意佩戴安全帽、安全带等个人安全防护用品，同时加强现场工作人员安全意识，防止高空坠落、物体打击以及交通事故的发生。当运梁炮车行驶出场站时2 名专职安全员全程手持彩旗进行疏导，为了减少交通堵塞及混乱现象，运输车辆尽量在封闭侧通行，通行过后设专人对两端封闭端进行围挡，防止社会车辆进入封闭区。

3.5.2 梁板吊装方案

采用预制场2 台80 t 龙门吊同时对箱梁进行起吊，采用钢丝绳兜在底部，2 台龙门吊分别吊一端，平行起吊，吊放于运梁炮车上，由运梁炮车经运梁通道将梁体运至架设部位。

3.5.3 梁板架设方案

根据桥型及实际的线路平面情况，分别按要求铺设架桥机横移轨道，要求用水准仪校平；选择合理位置放置中横梁走行台车（带上中台车横移轨道），然后安装主中横梁；安装与中横梁相关的节段的三角桁架；依次拼装节段的三角桁架，注意往单一方向拼装时一定要在桁架下面支垫好；往两个方向拼装时一定要注意平衡；决不允许漏销（必须逐个检查）；拼装前横梁，并将主梁桁架与前横梁可靠联接，之后安装前支腿（放临时支墩）；拼装尾龙门，安装吊梁桁车、起重小车；安装电缆及控制柜，控制电路接线。进行空载试运转。

4 总结

通过装配式预应力桥可视化还建施工技术的实践应用，证明该技术成熟可行。通过BIM 技术对施工安全、质量及施工工艺、工序的优化，改进了淠河大桥拆除及还建施工工序，提高了施工效率，不但保证了淠河大桥拆除及还建的节点工期，还减少了人工和机械使用。该技术通过实践应用取得了显著的效益，具有很好的推广及应用前景。