装配式桥梁预制钢筋笼现浇墩柱技术研究

刘先钟、张建刚

（中交长江咨询集团有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

国内的桥梁施工选择的是现浇混凝土施工方法和装配式桥墩，与传统的施工方式相比，这种施工技术的独特优越性比较明显，可以将整体性以及自由连接优势发挥出来。但是，在长期的施工过程中会带来严重的施工污染问题，因此造成的成本较高。所以，在建筑工业化的过程中，需要做好装配式桥梁结构的发展和研究工作，充分发挥预制装配式桥梁结构的优势，降低能耗，与绿色发展理念以及可持续发展目标形成一致性。对于装配式桥梁底部结构安装工程而言，在项目开展的阶段中，利用装配式的方式能够有效缩短工期，在保证工程质量的基础上，提高企业的经济效益。文章从工程实际出发，对现浇式桥梁施工技术进行改进升级，降低其操作难度，保证整体的施工质量。

1 装配式桥墩的研究基本概况

在20 世纪90年代，美国国家公路交通安全管理局就制定了相关的政策，对推动桥梁快速施工的开展提出了更高的要求，预制装配式技术也是在这种背景下得到了有效应用。作为其中的关键部分，装配式桥墩发挥着至关重要的作用。从国内的情况看，装配式桥墩技术起步较晚，需要充分吸收西方先进的技术和理念，保障项目的有序开展。预制装配式桥墩采用的预制构件比较多，并且运输距离比较远，再加上环境因素的影响，会给工程造成阻碍，所以在整个拼装的过程中，需要严格按照要求，满足常规化的运输和设备吊装的各项任务。同时，还要充分考虑国内施工单位技术的整体水平，选择具有大容差和易施工的连接方案，更加系统地推动建筑工程的建设。当前，国内外结合桥梁底部结构的预制构件，逐步发展出多种连接方式，常见的有灌浆套筒连接、灌浆波纹管连接等。在相关连接方式中，灌浆套筒以及灌浆波纹管的连接方式具备较高的施工要求，目前国内的一些省会城市和超大城市中已经得到了推广。在外部强震作用下，预应力连接桥墩整体的耗能能力较差。一般情况下，需要通过增加钢筋的数量以及设置外部加固的方式来保证桥梁结构的稳定性，对于承插式连接方式而言，它能够把预制桥墩以及盖梁的预留位置进行充分协调。只有做好高强度的固定连接工作，才能够发挥收缩材料的优势；基础或盖梁都是可以实现现场浇筑和预制的，在构造连接的环节中，因为整体的布局简单，因此要增加现场施工作业，保证其力学性能能够满足灌浆料黏结性的要求[1]。

2 工程基本概况

某装配式桥梁工程长度为1.1km，在该项目的开展过程中会涉及不同合同段的立交桥项目和桥梁项目，所有的项目都采用预制拼装技术进行调整。在该工程中，因为存在大量的装配式桥梁，所以在其施工的环节中经常会使用预制钢筋笼现浇墩柱，不同的施工工艺数量详见图1。

图1 不同工艺浇筑墩柱数量对比

3 施工工艺流程

3.1 施工前的准备工作

第一，工程现场的相关技术人员要对桥梁的设计图纸进行多次的核验校对，在校核的环节中，需要对桩的中心桩位进行复核，并对装配式桩基的高层以及具体坐标进行多次验算。等到核对无误之后，还需要对施工场地进行平整以及压实处理，为材料进场以及机械设备进场提供便利条件。第二，前期材料准备，需要对使用的材料、砂石、水泥以及钢筋等进行核对，确保各方面材料性能达到工程项目的施工要求，另外，还需要预留出一定的空间来停放施工机械设备。第三，要做好搅拌站的性能检测，通过搅拌站试运来查看搅拌站的运转状态。第四，检查和试运行各项机具设备，保证机械的正常运行，使其具有良好的条件。第五，试验人员及时抽检原材料，仔细检查砂石和碎石的含水量，根据理论具体值，做好施工配合比的调整工作。第六，及时验收定型钢模，参考相关细则全面执行，严格按照尺寸进行检验拼装，并做好抛光打磨处理[2]。

3.2 工艺流程

在该工程项目开展阶段中，装配式桥梁预制钢筋笼现浇技术工艺流程，如图2 所示。

图2 装配式桥梁预制钢筋笼现浇技术工艺流程

第一，对下部承台混凝土的表层进行反复凿毛处理，同时预留钢筋的垂直度，并且在操作过程要采用水准仪做好相关数据的确认。另外，在施工阶段，采用定位放样的方式来确定桥墩中心的基准位，并且利用水准仪测量出墩柱的线。对于获取的数据要进行二次复核，从而保证后续工程的开展。

第二，脚手架的架设。通常情况下，在施工过程当中，主要选择扣式钢管搭设脚手架，在该项目开展的阶段，需要在立杆底部位置设置支座，使其高度处于一个合理范围，并且在安装的时候要通过细节调节，使其能够处于一个稳定的状态。在螺杆安装的过程中，其外径和立杆的内径的间隙一般要控制在30mm 之内，确保上下螺杆和立杆处于同心的状态。当出现不变形的情况时，可以进行不同程度的摇晃处理。选择一字型扣件进行立杆的对接，两个对接头一般不会同步设置同跨度范围，尤其是在两个相邻的立杆之间，要维持有效的接头距离。立杆的垂直偏差不超过1/400，并在离地脚的20cm 处，将扫地杆设置在合适的位置上。在搭设脚手架时，要严格按照以下的顺序推进：做好划线放样的各项操作，并在底部放置相关的木垫，严格按照纵向扫地杆的架设，实现不同程度的提升，保证横向扫地杆的稳定之后，纵向水平杆连接另一部横向水平杆，通过多次操作步骤，完成各项搭设工作，再将脚手片铺设在合适的位置上[3]。

第三，拼装模板。随时关注吊装模板过程中的各个吊装点，为了避免出现严重的剧烈变形，在吊装过程中要及时控制下落速度，维持缓慢的下放状态。特别是在吊装的环节中，要有专业的人员进行指挥，对各个模板进行编号处理，才能够方便后期的各项组装工作。两个半圆形所构成的圆柱形墩柱模板，能够维持有效的半圆状态，通过螺栓进行连接，实现下节螺栓的连接调整。在浇筑混凝土之后，还要设置减速漏斗，整体之间的距离要小于2m。在整体的浇筑环节中，需要选择全站仪对墩柱模板的垂直度进行检查，避免出现倾斜现象，如果出现倾斜要立马停止浇筑，并做好矫正处理，检查墩柱之后还要保证整体的高度。只有做好提边振捣处理，才能够有效避免混凝土中出现孔洞。振捣的时间要维持在半分钟以上，振捣的力度要处于适中的状态，避免漏振或贴着墩柱模板振荡而带来的各种问题。

第四，拆模养护。需要确保合适的养护条件和基本的养护时间。

4 施工注意事项

4.1 制作墩柱钢筋笼

制作墩柱钢筋笼，通常采用自动滚焊机加工的方式，但从现实的情况来看，全自动滚焊施工工序比较繁杂，并且占地面积大，无法在山区以及丘陵地区操作，而在野外操作的时候，通常会采用绑扎钢筋笼的方式来做钢筋桥墩。钢筋笼长轴绑扎工作固定完成之后，需要对钢筋笼的短轴处理，操作阶段要严格控制钢筋绑扎的顺序，并且结合设计图纸加强各方面的控制。钢筋笼钢筋绑扎的过程中，还要对墩柱周围的钢筋笼进行仔细检查，确保钢筋的准确度和持久性。在承台表面需放置相关的钢筋笼，并且通过模板的方式进行定位，保证钢筋笼的准确性。另外，由于钢筋自身材质的原因，在钢筋笼支架过程中，要做好钢筋笼垂直度的控制，避免出现二次调直的问题；在钢筋笼吊装阶段，要做好垂直度的控制，避免触碰到周围的结构[4]。

4.2 墩柱浇筑

墩柱浇筑前期，需要做好承台混凝土浇筑的各项操作：

第一，实现有效的荷载传递，方便上部墩柱和荷载之间能够达到良好的状态。

第二，分配荷载。向桩基础周围全面分布荷载。等到有多个桩基进行操作时，要严格按照荷载的均匀度进行桩体试验。在安装底节模板环节，需要及时拆除钢筋笼，并且对相关的位置进行加固处理，另外，在承台表面上要设置砂浆平衡层来保证各个方面的平衡效果，严格按照全部控制的要求作出处理，保证墩柱模板底面的水平高度。安装模板结束之后，及时检查平面位置和顶部标准高度观察垂直度和节点连接的状态，实现横纵方向的稳定。在保证各项参数合格之后，在模板四周进行加固处理并做好各项标准的提升，维持稳定的状态。待各项参数符合要求规范之后，利用止浆袋对模板接缝处进行密封处理，避免出现漏浆的现象。在拼装模板的过程中，要严格按照承台顶面2/3 的高度进行双螺帽的安装处理。该工程使用混凝土泵车浇筑混凝土，为了避免出现严重的离析现象，整体的底部不能超过2m。墩柱混凝土的强度一旦超过一定的系数，要及时拆除模板，通常采用人工配合的方式，由上及下进行拆除。

5 应用效果分析

在桥梁工程项目实施环节应用装配式技术，不仅能够加快进度，还能保证工程质量，而通过智能钢筋加工的技术措施，显著提高了工程内部构件的预制水平，对工程的规范开展有着积极作用。在项目工程开展过程中，基础加工环节利用预制墩柱以及桥台的方式进行操作，能够提高工程的整体建设进度，达到一边施工一边安装的双向配合要求。该种操作方式可以进行夜间施工，消除外部交通带来的各种影响，只需要封锁1～2 个车道就可以进行桥梁构件的各项拼装作业。待整体的安全系数提升之后，还要及时将大型支架进行取消处理，降低高空作业的工人数量，排除潜在风险隐患，避免出现高空坠落的风险，保障生产安全。在连接材料和结构模型的验证和试验过程中，为了保证桥梁自身结构的安全，还要严格按照要求全面执行各项操作，维持较高的性价比。因为装配式桥梁在局部范围内实现小规模生产，整体的造价会比一般的生产高出8%左右。实现规模化生产之后，相关的成本也会随之降低，甚至处于持平的状态。从另一个层面来说，装配式桥梁不但能够减少当前的交通疏解费开支，还可以提升整体的工作效益，避免出现大量的人工成本和管理成本，降低交通堵塞和环境污染的可能性，具有良好的经济价值和社会效应[5]。

6 结语

在进行桥梁施工时，采用现场绑扎钢筋笼的施工工期较长，成本开支较大，而在该项目中选择预制构件进行现浇墩柱施工处理，充分发挥装配式钢筋加工设备龙门吊等加工方式的优势，实现精准定位，保证更高的施工质量。