装配式桥梁预制立柱的安装工艺浅析

李维俊 王 榃

（1.无锡交通建设工程集团有限公司，江苏 无锡 214100 ；2.四川交通职业技术学院建筑工程系，四川 成都 61 1130）

1 行业背景

城市高架桥的施工需要挤占原有通行道路的通行空间，对居民出行及周围环境造成很大影响。装配式桥梁因其易于产业化、标准化、施工质量可控，现场施工和后场预制作业可同步进行，工期短；工厂化预制内对环境影响小等特点越来越受到工程界的重视，本文以江苏省无锡市凤翔路改造工程装配式桥梁的预制立柱安装控制工艺予以介绍。

2 工程背景

江苏无锡市凤翔路快速化改造工程为江苏首个预制装配式城市桥梁施工项目。设计标准为市区城市主干道，高架桥承台以上部分设计为预制拼装结构。桥墩采用双立柱，中心间距4.2m，立柱尺寸为1.8～2.0m（顺桥向）×1.6～1.8m（横桥向），角点处采用R=0.15m 的圆倒角。立柱高度≤12.0m时采用预制钢筋混凝土结构，每根立柱整体预制安装，最大起吊重量130 吨。

3 立柱拼装施工工艺流程

图1-1：立柱拼装施工工艺流程图

4 立柱拼装前准备工作

4.1 立柱出厂前的成品检查

预制完成达到设计强度80%的立柱可以安排出厂吊装。出厂前需要完成以下工作：（1）测量立柱的长度，长度应小于设计长度减2cm。（2）立柱预埋套筒检查、清理：先对预埋套筒检查，套筒内不能有水泥浆；用高压水枪对套筒进行冲水，用空压机吹干。确保拼装时承台预埋钢筋能够顺利插入。（3）立柱底凿毛：立柱底面凿毛要求石子外露，表面清理干净以增强结合面的黏结力。

4.2 承台预埋钢筋检查、接触面处理、挡块施工

（1）承台预埋钢筋检查：预埋钢筋外露部分必须垂直平顺，长度符合设计要求，偏差不大于5mm，安装前用钢丝球对预埋钢筋表面进行除锈，用干净的毛巾擦拭钢筋表面。

（2）承台表面凿毛处理：让立柱和承台之间完美的拼接，必须在拼接面进行凿毛处理。

4.3 安装测控标志的设置

（1）立柱弹墨线：在立柱纵横向侧面进行分中弹墨线，在离立柱顶30cm“十”字墨线处，粘贴带刻度的“宝马”标志；在立柱底部弹分中墨线，作为拼装观测点；在立柱顶面弹中心墨线，作为立柱安装完成后位置复核的观测点。分中点的确定是控制安装精度的第二步，非常重要。由于立柱混凝土浇筑时，四个面的钢筋混凝土保护层难免存在偏差，相互对立的两个面的混凝土保护层厚度难以做到绝对一致。而立柱拼装主要控制立柱套筒与承台预留钢筋的对接，因此立柱底面应以预埋套筒位置为准进行分中，立柱顶面预留钢筋要与盖梁预埋波纹管对接，应以预埋钢筋为准进行分中，绝对不能以立柱混凝土边缘为准进行测量分中。

（2）承台弹墨线：承台施工中预埋钢筋的预埋精度是控制安装精度的第一步，必须做到高度吻合。为保证顺利对接，承台浇筑砼前在承台顶面设置一个限位装置，此限位装置与立柱预制时预埋套筒的限位装置高度吻合，施工前应进行预拼合，承台浇筑完成后拆除。对预埋钢筋位置复核无误后，在承台上弹出预埋钢筋轴线，立柱安装的边框线。

4.4 立柱形态微调装置的设置

（1）安放调节块及高程复测：在承台中心位置安放调节块。调节块分两层，下面一层采用板式橡胶支座，厚2cm，平面尺寸20cm×20cm；上面一层采用钢板。然后对承台中心点高程进行复测，根据复测结果调节钢板厚度，偏小则调节钢板加厚，偏大则调节钢板减薄，

（2）平面限位设施的设置：在立柱安装边框线外设置一个限位框，限位框用∠6.3 拼焊而成，大于立柱边框各5cm.用膨胀螺丝固定在承台上。

（3）立柱垂直度调节设施的设置：立柱安装前，四个面各安装一个型钢牛腿，每个牛腿上设置两个预留孔，预留孔的位置和立柱预留螺栓孔对应。立柱预留螺栓孔连接套筒现有的压浆孔和进浆孔。压浆孔和出浆孔的内壁经车丝处理，采用粗牙车丝。

牛腿安装次序为：起吊运输车上立柱→平放在枕木（土工布）上→安装3 面牛腿→立柱翻转→立柱竖向临时搁置→竖向安装第4 个牛腿。

5 立柱翻转

立柱运输到现场，用履带吊卸车，采用单机抬吊，直接卸车，平放在枕木上。为防止立柱地脚在翻转时因集中力的作用损坏。在地脚处用多层土工布设置垫毯。立柱平稳竖立后，起重机不得脱离吊钩。

6 立柱的试吊调整

6.1 立柱试吊

起重机将立柱起吊离地后，慢慢旋转到承台中心位置，缓慢放下，当套筒靠近承台预埋钢筋位置时，稳住起重机，让套筒沿着预埋钢筋慢慢下放。当立柱底端快靠近承台时，起重机分级卸力，当起重机吊力卸至200kN 后，停止卸力，开始进行立柱位置的初步调整。

6.2 位置调整

立柱平面位置的调整通过限位框与立柱之间的空隙内打入钢楔，实现平面位置的微调，由于预埋钢筋Φ40，立柱预埋套筒内径φ50，间隙很小，预埋钢筋每个立柱标准尺寸40 根。一旦出现偏差实际山调整余地非常小。为提高安装精度，应严格控制预埋精度。

7 结合面坐浆、安放密封圈和钢垫圈

立柱试吊完成后，将立柱吊离承台，并且离开承台工作区域，搁置在混凝土地面或路基厢板上，起重机钢丝绳不得松弛。

清理承台结合面，洒水湿润立柱和承台结合面。用玻璃胶封闭限位框底边与承台间的空隙，铺设坐浆材料。

坐浆料每次的使用量很少，无法储藏。现场开发了专用设备，配备专业工人施工。浆液配制水灰比0.15～0.18，根据气温情况适当调整。拌合机先慢转1min，再快转3min，拌浆即可完成。

将拌好的浆液铺设在立柱和承台结合面，铺好扒平，厚度大于2.5cm，比中央调节块顶面略高。在浆液铺设过程中，先安放橡胶密封圈，在橡胶密封圈上面安放钢垫圈。

8 立柱拼装

当浆液铺设完成后，立即进行立柱拼装。由于浆液凝固控制时间在30min内，所以立柱拼装必须在30min 内完成。

立柱拼装同立柱试吊的程序、偏位控制方法相同。起重机卸至200kN 后停止卸力，然后进行底端和顶端中心位置调整。依靠限位框架调整底部中心线位置，依靠千斤顶调整顶端中心线位置，将立柱偏位控制在5mm 以内。调整结束后，锁住限位框架螺杆和千斤顶。松开吊钩，移开起重机，铲除溢出的浆液，防止多余浆液流入压浆孔，堵塞压浆管道。

9 立柱压浆

立柱拼装完成12h 后，卸掉千斤顶，拆除牛腿和定位框架。用小锤将出浆孔接头钉入出浆孔内，在接头处安装出浆管，出浆管高度必须高出预埋套筒在立柱内的高度，以保证压浆到位。如图所示。

出浆管安装完成后，采用高压水枪冲洗注浆管道。水从压浆孔压入，从出浆孔溢出，以保证管道畅通。注浆管道冲洗完成用空压机吹干。

压浆料采用C100 专用压浆料，拌合方法同上。配制好的浆液要及时使用，超过30min 不得使用。浆液冲下口压入，上口出浆。出浆管连续排浆且与压浆泵中浓度一致时，停止压浆，用软木塞临时封闭入浆口，观测出浆口液面变化。回流低于预埋出浆口要及时补压，确保孔道浆液饱满。由于目前缺乏科学的检测压浆饱和度的方法，现场压浆要求全程留底影像资料备查。

10 立柱安装质量控制要点

1、套筒采购时，需要和厂家事先进行沟通，设计出浆孔和压浆孔内壁车丝，并且车粗牙。

2、定位板和定位框架应由同一个钢模板生产厂家，同时对应加工，以防出现偏差，影响套筒和预埋钢筋的安装精度。

3、立柱中心线弹墨线以预埋套筒中心线作为控制，不得以立柱混凝土中心线作为控制。

4、承台墨线必须按照设计中心线弹画。

5、调节块设置时，应考虑其沉降量。

6、立柱架设时，观测点在视野范围内，越远越好，并且在地面埋设观测点。

7、立柱顶面观测控制“宝马”标志时，应设置刻度线，以便给测量人员偏位读数一个参考。

8、立柱拼装时，橡胶密封圈在下，钢垫圈在上，不得错误安放。

9、立柱拼装宜低勿高。

10、压浆时，进浆口在下，出浆口在上。

12 灌浆套筒连接质量的有关试验

预埋钢筋与灌浆套筒的连接质量是生命线，现阶段缺乏验收标准和科学的检验手段，为确保接头质量可控，本项目开展了全灌浆套筒钢筋接头型式以检验各种工况下接头的可靠性。

12.1 基本参数

钢筋公称直径：40mm

钢筋牌号：HRB400E

灌浆料抗压强度设计值：100MPa

灌浆套筒设计尺寸及公差：长度810±2mm、外径95±1.5mm

钢筋插入深度（短端）：395mm 钢筋插入深度（长端）：405mm

12.2 接头试件尺寸实测值

选取12 个接头试件灌浆套筒长度、灌浆套筒外径、钢筋插入深度均满足设计要求。

12.3 钢筋母材检测数据

钢筋屈服强度、抗压强度均值均满足设计要求

12.4 偏置单向拉伸检验数据

屈服强度、抗压强度均值均满足设计要求，破坏形式待抗拉强度达到1.15fsk 时，试件均未发生破坏。

12.5 对中单向拉伸性能检验数据

屈服强度、抗压强度、残余变形、最大力下总伸长量均满足设计要求，破坏形式待抗拉强度达到1.15fsk 时，试件均未发生破坏。

12.6 离应力反复拉压性能检验数据、大变形反复拉压性能检验数据抗拉强度、残余变形均满足设计要求，破坏形式待抗拉强度达到1.15fsk 时，试件均未发生破坏。

12.7 全灌浆套筒钢筋接头第三方检验：连接接头对中单向拉伸抗拉强度满足设计要求

综上所述：承台与立柱灌浆套筒间的连接试验能满足设计规范的要求。

13 总结

凤翔路改造项目的立柱施工已圆满完成，通过对的建安费用分析发现，使用预制拼装方式工程造价要相对于传统的方式的成本增加约10%左右。但如考虑环境、社会等综合效益，则极富竞争力。

全预制化的桥梁施工工艺可以实现构件生产标准化，还能大大加快施工进度、尽可能的避免环境污染，同时现场的安全事故得到了有效的控制，是未来施工行业发展的方向。

装配式桥梁真正实现标准化、规模化施工，有赖于建筑材料的创新，施工工艺的创新，业界已经在探索采用高强砼、钢骨砼取代传统钢筋砼实现桥梁结构的轻型化；采用智能化、自动化的预制工艺达减少施工作业人员、质量安全可控的目的。