装配式桥梁施工及架设技术分析研究

2022-12-31付立锁蔡卫星

中华建设 2022年4期

付立锁蔡卫星

在公路工程施工项目中，装配式桥梁是最常见的结构形式，而梁、板的安装是一个重要的过程。装配式梁桥作为交通建设中不可或缺的重要组成部分，得到了迅速发展。无论从结构受力特性，还是经济角度来看，装配式梁桥往往成为一种理想的桥梁型式。因此，对装配式桥梁关键施工技术的研究也显得尤为重要。在装配式桥梁施工技术中，无论是装配式桥墩及桥台施工、大段梁施工、钢梁悬吊施工、混凝土段梁施工，如果技术出现问题，都会最终影响质量。本文以装配式桥梁施工技术中的装配式桥墩及桥台施工、大段梁施工、钢梁悬吊施工、混凝土段梁施工技术为重点研究对象，阐述了装配式桥梁的具体相关施工及架设技术。

一、绪论

1.装配式桥梁施工概述

（1）装配式桥梁施工的定义与特点

装配式桥梁，是将梁段横向或纵向分片在预制场制，然后进行运输安装。预制装配式桥梁构件施工一般都在工厂预制安装，先期由安装人员根据工艺要求进行拼接，使得质量得到保证，之后需要把预制件运输到施工现场。装配式桥梁施工主要工序包括：构件预制、运输和安装三个阶段。

装配式梁桥具有工程质量高、施工速度快、节省支架与模板、结构用钢量大（增加接头数量）等特点，且需大型吊装、运输设备、预制场地等要求。因此，装配式桥梁施工更加节约安装时间，并且减少对环境的破坏。

（2）装配式桥梁施工的优势

全预制装配式桥梁优势具体如下：首先，桥梁质量更有保障，由于构件的安装都在工厂按照严格的工艺和流程进行，相较于现场浇筑施工可以对多种因素进行控制，组装和连接质量更好，并且可以让混凝土的耐久性得到发挥。其次，减少了现场的施工时间，可以更好地对工期进行控制，尤其是中小型的跨径桥梁施工，可以缩短工期和节约成本。再次，对环境污染小。如今我国建筑领域大力倡导绿色施工理念，在现场不需要大量焊接，进行安装是主要环节，这样施工方法对环境污染很小，在交通环境复杂的跨线桥施工优势更加显著。

2.本文研究的内容与意义

全预制化的装配式桥梁结构是加快施工速度、减少现场污染、实现低碳施工的有效手段。在国家政策和技术发展的指导下，桥梁装配式结构在各种工程中的应用越来越广泛。因此，对于未来装配式桥梁施工技术的发展趋势，施工技术人员一定要多学习。本文将对装配式桥梁施工技术中的装配式桥墩及桥台施工、大段梁施工、钢梁悬吊施工、混凝土段梁施工技术进行探讨和解读。通过本文对全预制化装配桥梁施工技术的分析与研究，可为同类工程的方案决策提供借鉴。

二、装配式桥梁施工及架设技术分析

1.装配式墩台施工

装配式桥墩和桥台是把高桥墩和桥台分成几个组件沿着垂直方向，根据特定的模量和水平，把周围的预制场桥上网站、运输车辆和船舶的网站以及起重机组装起来。装配式桥墩和桥台的主要特点是可以在预制场进行预制，受周围环境的干扰较小，但对运输和吊装机械设备要求较高。装配式柱墩系统是将墩台分解成承重台、柱、弯帽等几个构件，在工厂或现场预制，然后运至现场组装墩台。施工过程主要包括预制构件、安装连接和混凝土缝填充。其中，装配接头是关键工序，既要牢固、安全，又要结构简单、施工方便。

（1）采用有粘结后张预应力筋连接构造

采用后张粘接预应力筋连接结构，常与砂浆垫层或环氧胶接连接结构配合，实现分段预制墩的施工。方案中的预应力筋可以采用钢绞线等高强筋或精轧变形钢筋。结构特点为预应力筋穿缝，在实际工程中应用广泛，设计理论、计算分析和施工技术经验成熟。

（2）灌浆套筒连接

预制墩体段通过注浆连接套与凸出的钢筋连接。墩体与弯帽或承台之间的接触面常采用砂浆垫层，墩体分段之间采用环氧胶缝结构。该结构施工精度要求高，现场施工时间短，无需预应力筋张拉，大大减少了现场工作量。

（3）灌浆金属波纹管连接

灌浆金属波纹管连接之间的连接结构通常用于连接码头与码头之间的身体和帽或身体和帽子。砂浆垫通常用于码头之间的接触表面的身体和帽或帽子，以及环氧树脂粘合接头结构之间使用码头的身体部分。该结构现场施工时间短，但需要满足足够的纵向钢筋锚固长度，其力学性能与传统的现浇混凝土墩相似。目前，其抗震性能仍在研究中。

（4）插槽式连接槽式

该连接结构目前已在一些桥梁工程中应用。主要用于墩体与承台、桩、承台之间的连接。与注浆套筒和金属波纹管相比，其优点是所要求的施工公差可以较大，需要现场浇筑一定量的混凝土。

（5）钢筋焊接或搭接并采用湿接缝

预制拼装墩应提前拉出一定量钢筋，与相邻构件预留钢筋进行搭接。设置临时支座，钢筋连接处采用后浇混凝土连接。采用这种结构的桥墩的力学性能往往与传统的现浇混凝土桥墩相似，但湿缝的存在会增加施工时间和现场配筋浇筑量。

（6）承插连接

承插连接结构是将预制墩体插入与基础相应的预留孔内。插入长度一般为墩体截面尺寸的1.2～1.5倍。底部铺上一定厚度的砂浆，四周填充半干混凝土。承插式连接的缺点是节点的力学性能，特别是抗震性能有待进一步研究；优点是施工过程简单，现场操作少。

2.大节段梁体施工

现代钢结构设计、制造和安装技术的发展史，基本上也可以是一部深化“工业化”观念的实践史。这里的钢结构“工业化”概念是指钢结构设计、制造、运输、安装的工业化、标准化、规模化。现代钢结构产业化的基本目标是更好更快地实施不同形式的钢结构工程。我国现代钢桁架桥梁的基本构件从“构件+板”到“构件+整体节点”，经历了近百年的历史，钢结构构件的基本连接形式从榫卯连接到螺栓焊接连接。目前，国际发达国家已经发展到大断面甚至超大断面的设计、制造、运输和吊装，大大提高了项目实施的效率，更好地保证了钢结构工程的质量。

3.钢梁悬拼施工

悬臂式组装法是利用一种特殊的悬吊组装吊车支撑在已建悬臂上，将预制构件的截面悬吊在梁的位置上，并分段进行组装。用成型段锚固后再进行下一段拼装，拼装长度一般为2 - 5m。根据起重方式的不同，悬架总成可分为浮式起重机悬架总成、牵引滑轮组悬架总成、连续千斤顶悬架总成、电缆起重机（电缆起重机）悬架总成和悬臂起重机悬架总成。悬臂装配的核心是梁的运输与装配，而梁段的预制是悬臂装配的基础。悬架装配施工过程主要包括梁段的预制、位移、储存和运输，梁段吊装，悬臂梁系统的变换以及封堵段施工。

4.混凝土节段梁施工

预制节段（钢筋砼节段、钢梁节段）拼装施工法，是将桥梁的梁体纵向划分为若干节段块，在工厂里或桥位附近的预制场内预制后，运至桥位，然后通过施加预应力，将节段块组拼成为整体结构。这是近40年内才发展起来的施工方法，被广泛应用于钢筋混凝土及钢桥施工中。

节段的预制主要有长线台座法和短线台座法。长线台座法就是按照设计的制梁线型，将所有的块件在一个长台座上一块接着一块地匹配预制，使两块间形成自然匹配面。该方法的优点是容易控制几何形状，而且在预制过程中不积累偏差，对于已制块件的偏差可以通过下一个块件及时调整，更可多点同时匹配预制，加快施工进度。除此之外，使用该方法预制构件完成脱模后，不必立刻转运到贮放地。但是该方法也有不足，比如台座必须建筑在坚固的基础上面，弯桥需形成所需曲度，浇筑、养生等设备都是移动式的，占地面积大等。

短线台座法施工是指每个节段的浇筑均在同一个模板内进行，其一端为一个固定模，而另一端为一个先浇筑的节段，梁段则由浇筑位置移至匹配位置后，运至存梁场。这种方法适用于节段类型变化较多项目上，这是由于其具有占地面积较小、能够有效形成流水线作业并提高施工速度的特点。它的不足之处主要在于，要求匹配段必须非常精确地放置，因而需要精密的测量仪器设备以及精确的测量和控制方法。