承插式接装配式桥墩与盖梁施工工艺研究

李子义

摘要 文章以某工程为例，详细阐述承插式接装配式桥墩在桥梁工程中的应用。首先简要概述了案例工程的基本情况，而后从墩柱预制、桩基和部分承台浇注、墩柱和盖梁运输、装配式墩柱的吊装、灌浆浇筑墩柱与承台接口等方面，深入分析该承插式接装配式桥墩与盖梁施工工艺，实践证明运用该技术，能有效缩短工程建设周期，降低施工成本，为同类工程提供参考。

关键词 桥墩盖梁；装配式；承插式接；施工工艺；应用研究

中图分类号 U441文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）24-0079-04

0 引言

随着建筑材料和施工技术的不断发展，装配式桥梁建设方式工程应用愈发广泛。装配式桥墩具有场地约束低、施工快速、质量可控、环境友好等优点，可缩短桥梁建设周期，减少对交通的干扰，同时能有效保障桥梁质量。该文以某桥梁工程为例，重点阐述承插式接装配式技术在该工程中的运用。

1 案例简介

某桥梁采用简支预应力后张小箱梁，跨径为25 m，运用实心圆形排架式桥墩，直径为1.4 m，钻孔灌注桩桩基单桩径值1.6 m，利用打桩机将钻头深入39 m岩层中，1～15号墩采取预制装配方案，桥墩和桩基采取承插式接式现浇连接，墩体与盖梁采用套筒全压浆连接，16号桥墩采取传统现浇施工方式。承插式接装配式桥墩平、立面图示如图1所示，成桥效果如图2所示。

2 承插式接装配式桥墩与盖梁施工工艺

2.1 墩柱预制

在预制场根据设计图纸，使用数控滚焊机加工钢筋笼。在加工过程中，利用胎具检查纵向主筋位置、间距等控制指标，确保精度，使用数控弯圆机进行全自动加工墩柱的箍筋。钢筋笼加工好以后，入模前在钢筋笼顶部固定主筋定位架，完成墩体的钢筋笼制备，而后使用小型吊车吊送入模、转换区域，以制作墩柱[1-5]。

施工采用卧绑立式浇筑，在使用墩柱钢模板前，需清理内模中的脱模剂，在入模区域装配金属波纹管，钢筋笼通过吊车吊离地面并利用人工套入金属波纹管。波纹管设计规格为波峰紧贴墩体钢模板，波谷紧贴纵向主筋。套装完金属波纹管后，在纵向主筋表面装配一定量混凝土垫块，以保证墩体模板与主筋位置保持一致。完成垫块扎绑后，复测钢筋笼及墩体模板规格；检验各垫块位置，保证钢筋笼位置符合设计要求，合上另一半墩体预制模板并拧紧螺栓，将墩体模板吊放进模板翻转台架，吊前须检查龙门吊与墩体缓震液压装置，避免操作期间发生机械故障事故。

混凝土浇筑之前，须再次校核墩体模板位置，并检查模板的螺栓是否牢固，以防止漏浆情况发生。为保证预制墩柱混凝土的质量，采取连续浇筑的方式，并严格控制浇筑的时间间隔，确保不超过初凝时间。在浇筑之前，需严格检查混凝土的均匀性和坍落度等指标。当预制墩体浇注至顶部时，拆除纵向主筋的定位架后继续浇筑，直到达到设计位置完成浇筑之后，原地进行养生，达到50%混凝土强度。随后拆去侧模，并给予洒水养生，直至达到85%混凝土强度。最后起吊模板，将其移运到存放区，同时做好预制墩底和顶的定位措施和定位标记[6-9]。

2.2 盖梁预制

为保证盖梁钢筋笼规格标准和主受力筋不变形，在盖梁胎架上完成盖梁钢筋笼制作。胎架由底座、支撑架、圆盘套筒定位和钢筋定位器组成，其中底座、支架、钢筋定位器系主要受力装置，用以保证盖梁钢筋笼规格、位置符合设计标准。圆盘套筒定位器主要用于预留注浆波纹管，实现与墩柱的连接。

制作预制盖梁钢筋笼时，须保证底部套筒和横向主筋的位置，且严格控制盖梁箍筋的间距。通过使用圆盘套筒定位装置，精确控制预埋的金属波纹管。在具体操作中，需要先将金属波纹管在定位板上固定，并将其制成钢筋模块在胎架底座上定位整个模块，而后钢筋扎绑，最后将定位板和成型钢筋笼一起放入模具中。

入模校核时，需要对钢筋的位置和尺寸进行检查，同时确认每个预设构件的位置及连接情况，包括注浆波纹管和吊环等。清洁并均匀涂抹脱模剂后，将盖梁钢筋笼以龙门吊吊至盖梁底模上，然后安装底模及侧模。安装模板过程中，须严格控制模板与盖梁钢筋笼的间距，并在入模前使用垫块确保预留保护层厚度符合设计要求。完成模板装配后，原地注浆进行固定，这样可以减少数次吊运造成的筋笼错位等问题[10-12]。

模板安装完成后，需要再次进行现场检验，以确保模板的高度、平面位置、节点连接以及稳定性。检验合格后，即可浇筑混凝土。利用泵车浇筑盖梁混凝土，应水平分层、连续浇筑、一次性成型，检查入模混凝土均匀性、塌落度和和易性，且水平分层厚度不超出30 cm，层间浇筑间隔时间不得超出1.5 h，在下层混凝土初凝前浇注完上层混凝土。

2.3 桩基和部分承台浇注

案例工程采用单桩钻孔浇注桩，现场预制钢筋笼后，吊装至桩基已经钻好的孔道中。平整好现场和钻机入场后，须核实测量桩位、确认旧桥平面位置及高程。安装打桩机后，开始进行钻孔。钻孔完成后，吊装钢筋笼并进行浇筑，桩基强度达到85%后，进行环切破碎桩头。

破碎桩头环切完成后，进行系梁和部分承台的施工。开挖土层，装配系梁模板和承台模板，扎绑承台钢筋和系梁钢筋，并按照设计要求配置承插连接的大径值注浆波纹管。承台部分浇筑后，按高程在中心位置配置墩底支撑座支承面，并在承台上做好墩体十字线定位标记。

2.4 装配式墩柱的运输

将预制好的墩柱从预制工厂运输到施工现场，如图3所示。要求道路平整、畅通，使用平板車运输，平板车承载能力至少为预制件本身重量的1.5倍。在运输前，需要检查车辆状况和现场运输条件，缓慢行驶，以确保预制件不受损坏。由于墩柱竖直放置，因此在装车前需要转换姿态，即将其调节为水平状态，然后使用龙门吊和成品翻转架完成作业，这种方法可以避免由于墩柱底部硬支撑造成的应力集中现象，从而避免墩柱底部混凝土损坏和折断[13-15]。

墩柱转变成水平状态，固定在辅助运输月牙枕上。为确保运输过程中墩柱的质量，需提前对月牙枕位置和数量给予数值模拟和设计校核。将墩柱固定好后，再将其吊到平板车拖车板的位置，为避免运输过程中墩柱受损，各个月牙枕接触表面需铺上1 cm厚的土工织物作为隔震材料。根据计算，运输过程中最危险的断面处位于墩体中部，因此需要在该位置底部加装减震气囊，以保证运输过程中墩体的质量不受影响。

2.5 装配式墩柱的吊装

在既有承台位置现场施工承插槽。槽内预留孔周设有直径大于预制墩体径值10 cm的大径值金属波纹管，在墩体装配至槽口前，需要进行现场控制线放样、槽底混凝土面凿毛和清理波纹管表面杂物等工作。

在墩体装配时，承插槽底部需要放置厚度为20 mm的圆形钢板，以确保柱底锚固质量。

现场墩体翻转采用2台汽吊一主一辅配合进行，待立柱竖直后，辅助汽车吊撤出，由主汽吊独立完成。操作时，在墩体底大于系梁5 cm区域，以垂直和平行线路方向各设2条定位反光贴，贴宽2 cm、长10 cm，承插口顶面对应配置4个定位标记。旋转墩体使承插口、墩体定位对应标线相吻合，保持墩体主筋位置符合设计要求。将墩体缓慢放进承台的承插口并给予粗调，以4根木楔给予临时固定。

预制墩柱安装前需先进行临时固定，以确保其位置准确。临时固定由多个千斤顶、钢棒和反力架等组成，能够精细调节预制墩柱的空间位置。反力架由2根工字钢焊接而成，垂向工字钢则主要是为了保证其与预制墩柱的贴合程度，横向工字钢承受钢棒作用力。当预制墩体插入承台后，以2根钢棒插进预留孔，两端则搭在反力架上。通过反力架底部配置的千斤顶加力，可以精细调整预制墩体的空间位置。在反复校核预制墩体的空间位置后，用木楔临时固定墩位，以确保其在后续的盖梁试吊过程中不会发生位置偏差。

2.6 灌浆浇筑墩柱与承台接口

采取M50高强砂浆注浆料，其抗压强度必须达到墩体混凝土的强度。在浇筑过程中，如气温低于5 ℃，应对高强砂浆给予必要的保温措施，以确保灌浆料的温度保持在10～40 ℃之间。适当加热拌浆水，水温应控制在30～65 ℃之间，以保证拌和后的成品灌浆料温度不低于10 ℃。

完成墩柱安装并经检测合格后，对注浆缝内积水、灰尘以高压气枪给予清洁。砂浆现场配置由强制式调拌机拌制，调拌机转速不能低于1 000转/min。拌制砂浆经检测合格后，开展剩余承台注浆作业。

在浇筑过程中，需要沿着灌浆缝向多个方向进行灌浆。灌浆料必须达到杯口位置，溢出浆料才能停止浇筑。完成灌浆后，应覆盖土工织布进行养生，待其初凝后再进行浇水养护。只有当灌浆料的强度达到35 MPa以上时，才能拆除4个千斤顶。

2.7 装配式盖梁的运输

预制盖梁质量沉重、体积庞大，是大型结构部件运输，案例工程以平板車运输盖梁。为了保护盖梁免受车辆顶板的磨损，在装车时需要在盖梁底部置放垫木。垫木位置的选择需要通过数值模拟来确定。在运输过程中，车辆需要缓慢、稳定地行驶，严格按预定路线和时间操作。在装车后，需要检查盖梁的前后吊点位置，确保中轴线垂直于垫木，平行于车身并且接触良好。

2.8 装配式盖梁的吊装

对盖梁与墩体接触面给予凿毛处理，操作前须先将接触砂浆的混凝土界面进行清理，除去表面松动颗粒、油污、浮尘，同时给予充分地润湿处理，但是不得存在积水，然后进行凿毛操作。

盖梁要进行试吊，这一步骤的主要目的是检测锚固波纹管与墩体预设筋间的位置精度、盖梁标高和轴线是否符合设计要求。在盖梁的外侧5 cm处，对称配置3个全站仪反光贴。盖梁的水平扭转通过全站仪穿轴线控制，盖梁横坡、高程和倾斜度通过全站仪三角高程测量控制。通过吊机调整盖梁轴线，然后利用油顶微调纠正盖梁外侧端部的标高。初步调试到位后，吊起盖梁，进行座浆施工操作。

用高压水枪对墩顶进行清尘和湿润操作，之后清理去除多余表面积水。接着在墩体顶装配挡浆模板。此挡浆模板由4根方钢制作，方钢顶部置放挤塑板，墩体与模板接触面采取泡沫条止浆。吊装盖梁前，安放调整垫块（垫块采用2 cm×15 cm×15 cm钢垫块），调节盖梁安装标高。

完成浆料浇注后，对准墩顶外露钢筋将盖梁金属波纹管缓缓下落，同时进行测量以确保轴线和垂直角度等数据的准确性。在垫块受力前，可以再次微调盖梁的位置。在下放过程中，保证四周均存在浆液挤出，以保证座浆的密实度。在盖梁就位时，需要通过3个反光标和2台全站仪来校核标高和垂直度，确保安装的精度。盖梁装配完成并经过检测合格后，进行墩体承插钢筋预留孔的注浆作业。灌浆料的性能和施工要求同于墩体和承台接口要求，需要灌满至盖梁顶面呈现溢出形态，并在初凝后及时进行保湿养护。

2.9 盖梁湿接缝与支座垫石施工

确认分段装配的盖梁装配符合规范后，开始进行湿接缝施工。湿接缝采用与盖梁相同标号的微膨胀混凝土。为确保盖梁湿接缝混凝土的施工质量，必须严格按照规范要求进行混凝土振捣操作和养护。配置和操作好盖梁支座垫石，以确保顺利完成桥梁下部结构的施工操作。

3 结语

该文进行了承插式接装配式桥墩与盖梁施工工艺研究，概要介绍了某高速公路路桥工程所应用的承插式接装配式桥墩与盖梁结构状态；详细介绍了该承插式接装配式桥墩与盖梁施工工艺，包括墩柱预制、盖梁预制、桩基和部分承台浇注、装配式墩柱的运输、装配式墩柱的吊装、灌浆浇筑墩柱与承台接口、装配式盖梁的运输、装配式盖梁的吊装、盖梁湿接缝与支座垫石施工等9个方面的施工操作技术要点。该墩梁结构分段预制，盖梁在胎架上预制完成。墩体与现浇承台采取大径值镀锌波纹管承插浇筑连接，无须预留额外的工装、工序，操作简单。承插式接装配式桥墩与盖梁施工工艺具有场地约束低、施工快速、交通干扰少等优点，但须从上述9个环节细致施工操作，保证将预制厂质量最终落实为实际工程质量。

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