桥梁工程装配式钢筋混凝土技术分析

2022-09-30张燕

运输经理世界 2022年4期

张燕

（南昌公路桥梁工程有限公司，江西南昌330077）

0 引言

从装配式混凝土桥梁的特点来看，各项施工工艺具有较高的便捷性，可以有效控制环境污染，达到能源节约和保护环境的目的，带来良好的施工效益。总的来说，该项施工工艺远远超过现浇式施工工艺的整体水平。在装配式桥梁项目不断增多的今天，为了稳定工程主体结构，确保可靠的运行状态，务必要做好桥梁项目设计规划的控制工作，参考施工技术要领，保证装配式桥梁的施工水平提升，避免不合理的设计影响到桥梁工程的运行年限。在合理应用施工技术的前提下，可以有效推动装配式混凝土桥梁技术的发展，进而为企业带来良好的效益。

1 装配式混凝土桥梁特征分析

第一，节约资源。传统桥梁施工过程中需要消耗大量的人力、物力和财力，尤其是在具体的施工阶段，因为频繁的施工操作，可能引起严重的资源浪费。在装配式桥梁项目建设的过程中，相关部门可以通过工厂化的形式，实现所有配件的统一化生产。精细化控制模块构件的生产用料，降低不必要的资源消耗。与此同时，相关部门可以参考相关的技术标准，在工程项目开展阶段对桥梁梁板、桥梁承台、桥墩等不同结构的构件进行标准化控制。在项目开展的过程当中采用集约化的模式，能够有效缩短工期，避免混凝土及钢筋等材料的浪费。

第二，较高的施工效率。在装配式工程项目开展的阶段中，它的关键点在于相关结构的预制，并且装配在项目开展之前需要按照设定的标准要求做好施工场地的选址，提高工程的整体效果。此外，构配件施工可以通过机械设备实现有效的装配，提升整体的施工效率。

第三，控制环境污染。传统的桥路项目建设过程中所选用的施工工艺都会给周围的环境带来不同程度的破坏，特别是在混凝土浇筑和搅拌的过程中，在一定程度上会给周围的生态环境造成影响，而装配式桥梁工程的开展，能够有效规避这种问题出现，并且具备良好的环境效益，可以给环境工程奠定良好基础。

2 装配式混凝土桥梁设计

2.1 桥梁顶部设计

在桥梁顶部结构设计过程中，要遵循以下6 项原则：第一，在装配式桥梁工程项目开展阶段，为了提高装备式桥梁工程的使用寿命，通常需要对工艺进行科学管控，明确钢筋接缝工艺的技术要点，落实好相关施工参数。第二，在桥面板上安装剪力槽，然后将其设置在合适的位置上，等到安装预制桥面板结束后，通过剪力槽设计来实现灌浆作业的各项流程。第三，高度关注带翼板预制梁合理设计。当涉及实心板、双T 型板、倒T 型板梁和预制箱梁的设计时，需要参考具体的设计参数。第四，根据相关的设计规范确定桥面连接方式，同时要保证控制参数处于有效的设计范围以内。第五，全面分析桥面板整体力学行为结构，通过条带法实现优化设计，保证钢筋和主筋的完整性。第六，根据桥梁的情况对纵向接缝以及钢筋之间的连接参数进行确定，查看相关的力矩传递系数是否科学。

2.2 装配式混凝土桥梁抗震设计

在桥梁工程装配式钢筋混凝土工程开展阶段，为了提高整体桥梁的抗震效果，需要做好相关的抗震设计，这样才能够提高整体的工程质量。第一，设计人员在设计预制构件时要保证路径因素的明确化，在设计过程中把握具体的角度，完整设计桥梁抗震效果，有效抑制桥梁坍塌、凹陷等各项问题。第二，设计人员在设计抗震模块的过程中要保证拼装桥墩具有一定的科学性和合理性，并参考相应的规范，做好桥墩抗震系数的科学设计，通过反复计算保证桥墩的各方面参数，达到预定的要求。第三，需要对连接预制构件的参数进行合理安排，同时针对一些相隔较远的位置，可以结合弹性响应的方法进行位置计算，这样才能够保证相互结构之间的稳定性。第四，在混凝土桥梁抗震设计的阶段中，为了减少桥梁底部以及桥梁上部结构出现损坏问题，要明确相关的结构位置，保证结构的设计参数符合抗震需求。第五，在进行桥梁标准抗震能力测算的阶段中，需要反复对相关的基本变形能力进行验算，在计算环节需要采用分析计算的方法对桥梁转动能力进行分析，这样才能够提高整体的设计效果。

2.3 装配式混凝土桥梁构造设计

在设计装配式桥梁构造时，要遵循以下5 点原则：第一，构件接缝位置设计要结合墩柱和盖梁的连接情况，合理设计基础与墩柱连接处的各项内容；第二，要高度重视耐用性合理设计，要求设计人员做好基础性的审查；第三，为了消除恶劣环境对接缝的影响，通常选择聚合物和桥面铺装的形式对接缝进行充分处理，并选择合适的灌浆和混凝土做好接头保护；第四，混凝土初期抗压强度要以连接设计作为主要参考，尤其是在搭接钢筋的过程中，按照预先设定的工程方案，对湿接缝工艺设计进行全面优化；第五，选择直筋搭接的方式来约束带弯钩钢筋的正常连接。

3 装配式混凝土桥梁设计技术要点

3.1 制作、施工装配式桥墩和盖梁

在工程项目开展的阶段中，为了能够满足桥梁项目的质量管理要求，一定要做好桥墩盖梁制作质量的控制工作，从而确保各方面的施工参数达到既定的设计规范要求。同时，相关部门还要关注装配式桥墩和盖梁的具体参数，参考施工图纸设计的各项内容形成稳定的模型结构。在项目开展阶段需要对施工工艺及施工流程进行明确，如此才能够确保后续工程的质量。

3.1.1 构建墩柱、盖梁BIM 模型

在装配式工程开展时，依托Revit 软件进行桥梁建模，并要求建模要和设计图纸之间保持1∶1 的比例标准。在模型构建的过程中，要直观展示预应力筋位置和钢筋骨架的具体位置等。在预制之前通常会通过碰撞检测对构建的配置进行判断，避免钢筋安放过程中产生冲突。

3.1.2 加工钢筋

施工前期，需要在钢筋厂结合相关的规范进行墩柱钢筋的绑扎作业。确定上下部位的主筋位置，结合具体的情况界定定位架。保证钢筋偏差处于控制范围之内，还需要确保钢筋之间的距离满足设计的要求，在相关工程开展的时候，工作人员要把钢筋绑在指定的位置，而后进行同步测量，误差要控制在5mm之内，垂直度的偏差要小于0.5%。如果现场墩柱的主筋施工高度偏高，那么施工前期工作人员一定要做好脚手架的搭设工作，方便后期的各项处理。

3.1.3 安装和浇筑模板

在模板安装的过程中，需要根据装配式桥梁工程的施工标准采用定型模板的方式进行拼装施工，同时在模板作业阶段，需要对钢筋骨架以及模板骨架的稳定性和垂直度进行控制。以此为设计基础，通过有效的分析，严格控制周围的四角竖筋的垂直度，保证装配式桥梁的施工质量符合预期。参考设计图纸的具体内容，墩顶预埋钢绞线位置周围设置吊环。为了消除混凝土浇筑过程中的阻碍因素，相关人员一定要做好保护装置设置工作，合理计算钢筋上口保护层的厚度大小，确保各个面层处于相对稳定的状态。在吊顶施工过程中，钢绞线的应用要符合一定的需求，将设计图纸作为主要的参照物，分别将埋设深度和外露长度控制在0.9m 和0.3m 左右。为了消除浇筑施工过程中外部因素对模板的冲击，相关部门要在浇筑环节中选择合适的设备，全面提升施工质量。在混凝土厚度控制的阶段中，需要在满足工程质量的基础上做好厚度的控制工作，同时在振捣的时候要以振捣棒的长度作为基准。

3.1.4 盖梁施工

其一，预制盖梁底座施工。参考实际施工情况要求，结合工程项目的施工要求，在盖梁施工的阶段中，要在指定的位置上绑好钢筋，从而方便后续浇筑作业。参考设计图纸的具体标准，合理控制预制盖梁的尺寸大小。在铺设钢管的过程中，工作人员一定要全面分析铺设的具体情况，选择合适的钢管尺寸进行控制，并保证28 根钢管能够全面加固不同的钢筋。在19.1cm 为基准的前提下，可以实现有效的钢管中心间距控制，维持墩柱主筋间距和中心间距，使其达到良好的状态。施工人员要结合具体参考设计，全面检查预埋件钢管的内容，判断其是否符合具体的规范，保证盖梁的竖向波纹管能够实现稳定控制。

其二，盖梁钢筋和模板的施工操作。采用双面焊接的方式进行盖梁连接焊接处理，并且在焊接的过程中要关注焊接的整体质量，此外在双面焊接割过程中还需要确保焊接的长度以及焊接结构满足工程标准。避免出现钢筋位置随意移动的现象，并参考设计标准严格控制钢筋间距的大小。预制干梁为载体的各项内容，有利于塑料和波纹管的埋设，波纹管要保持在80mm 左右。与此同时，可以通过钢筋对波纹管进行加固处理。在此过程中，需要严格控制波纹管压浆孔，选择合适的措施提升整体的密封效果，同时现场施工过程中，为了避免波纹管位置移动，还要排除周围的干扰因素。

其三，盖梁预应力张拉。值得关注的是，在对盖梁张拉作业操作时对其相关内容进行充分检查，保证预应力钢束张拉处于一个相对应的状态，并且在吊装盖梁工程之前，确保张拉处理符合设计规范。工作人员结合周围的施工情况，及时关闭千斤顶阀。按照不同的部位进行基准切分，切除50mm 的预应力筋，然后对锚头进行封堵处理。

3.2 现场拼装施工要点

第一，正式调上之前要全面对承台的凿毛和清洁作业进行处理，选择高压水枪对承台表面凿毛进行初步清洁。在压桩的浆模板之前，要界定墩柱的边界，选择槽钢和模板进行制作，以此为基础实现有效的尺寸控制。当相关参数超过6cm 以后，可以采用C60 砂浆作为基础材料进行垫层施工。

第二，工作人员要全面控制承台经度，在浇筑作业中按照设计标准，实现严格的承台水平度和标准高度的控制。拼装之前，还需要做好预制构件的归位工作，使其达到良好的匹配状态。现场施工拼装一般会处于低温季节，通常会选取有效的对策强化水泥灌浆料的保温处理。

第三，拼装承台和立柱。通常要借助吊车对承台和立柱进行运输，按照反复测试的原则，看其是否达到良好的匹配度。再者结合现场状况，选择合适的调节垫块，严格按照合同要求对垂直度进行控制，还要在拼装的过程中对设备进行有效调节。

第四，拼装立柱节段。工作人员在施工之前要对拼装接缝进行处理，使用环氧黏结剂进行全面处理，使其发挥应有的作用。与此同时，在环氧黏结剂使用的过程中，工作人员要严格按照施工规范要求进行调整。基于合理的设置，能够实现动态的跟踪和调整。

第五，在拼装盖梁间截断时，需要在承台节点养护工作完成之后进行，在相关工作开展的阶段中，需要按照设计的标准做好墩柱垂直度的控制。需要关注的是，当混凝土中凝结束工序完成之后，就不能够进行墩柱位置的调节，避免钢筋以及浆料之间出现质量问题。把握现场具体情况，选择合适的履带式吊单机处理构配件吊装的各项内容。

4 装配式下部桥梁结构质量提升的方案

4.1 稳定连接装置的选择

为了解决节点连接处的不稳定现象，目前全球范围内已经开发出一套成熟的稳定产品，下部拼装如果选用这种产品，那么就可以达到正常的连接。特别是在具体的操作过程中，该种产品的利用可以提升整体的效率，消除外部不稳定性因素的干扰，缩短施工期限。

4.2 高精度钢筋加工和绑扎设备的引进

为了消除预留钢筋埋设位置和尺寸不准确等问题带来的影响，通常要选择高精度智能钢筋加工设备作为调整的对象。结合系列操作流程，将钢筋绑扎设备维持在主筋位置周围，确保拼接的准确度符合工程规范。

4.3 拼接面注浆和灌浆材料质量的严格控制

在拼接和吊装的过程中，相关部门要严格控制装配环节的施工质量内容和要求，参考具体的性能指标，降低外部的温度和湿度对灌浆材料性能的影响。一般情况下，高标号补偿收缩混凝土是主要的灌浆原料。施工过程中要随时关注灌浆料的搅拌内容，选择下口径将上口出浆的方式进行循环，确保内部浆液具有较高的充实度。

4.4 压力灌浆全过程高质量全方位运行

作为工程中隐形的工作环节，装配式下部桥梁结构建造要确保能够在灌浆的过程中实现高质量的运行，具体表现在以下5 个方面：第一，做好装配部件表面的清洁工作，尤其是在加工的环节中消除切屑带来的影响。第二，钢质锚中间留出一定的间隙，提升管道的泥浆效果，保证整体的坚固。第三，沿着水平方向将帽梁的灌浆管进行安装，消除灌浆支管带来的影响。第四，完成灌浆工作之后，还要把控具体的时间，确保灌浆的质量。第五，工作人员要全面记录压力灌浆的整体流程，合理把握具体数据，提升项目数据的完整性，为后期的建筑质量提升提供更多的参考。