预制桥墩的现场装配施工技术与质量管控要点

预制桥墩的现场装配施工技术与质量管控要点

张峰

（广州广从高速公路有限公司，广东广州510925）

摘要:从墩柱与承台连接、墩柱节段之间连接两方面分析了预制墩柱现场安装的技术要点，对连接方式、施工方案、实施要点进行了详细讨论。研究了预制墩柱施工工艺流程，对每一个过程的施工控制要点和方法进行了分析。最后，提出预制墩柱施工质量管控要点和注意事项，以提高预制桥墩的现场安装技术。

关键词：预制；桥墩；现场装配；施工技术；连接构造；质量管控

1前言

随着我国桥梁建设技术的改进与发展，以及工业化建造理念的落实，越来越多的桥梁构件通过工厂标准化预制和现场机械化的安装，形成桥梁结构整体，改进了传统现场浇筑施工工艺。通过工厂预制不仅提高了建设质量，还减少了现场作业量，提高了整体的施工建设进度，并减少了施工对环境的污染及能源的浪费，是具有前瞻性的建造工艺，近年来被广泛的发展和应用[1][2]。

目前桥梁的预制装配式建造工艺主要针对上部桥跨结构，对于桥墩等下部结构的预制装配式建造技术尚处于发展阶段。桥墩的受力特性与桥跨结构显著不同，桥墩主要以承压为主，同时要求墩柱结构具有较好的延性以抵抗突发地震荷载的作用。正是由于墩柱以受压为主的明确受力特点，开展桥墩结构的预制装配式建造工艺，更具有广阔的应用前景。多项研究表明[3]：如果预制装配式桥墩采用可靠的构件连接技术，保证钢筋的连续性，就能够保证与现场浇筑的桥墩结构一样，具有较好的抗震性能。

预制装配式墩柱的核心问题包含标准化设计、工厂化制造与现场机械化安装3个内容。标准化设计要求将墩柱结构进行节段构造的标准化分块，以利于工厂流水线式的制造加工，通过少量模板系统就能够涵盖所有的墩柱节段；工厂化制造要求确定构件质量检验标准，确定模板系统和流水线加工流程，通过在预制厂将各种资源的有力配合提高制造加工的效率，同时提高生产的质量；现场机械化安装则应该制定明确的施工流程，以利于机械自动化操作，减少现场人工作业量，同时需要制定质量检验标准和质量管控措施，及时调整施工偏差，保证墩柱连接的完好。

本文首先分析预制墩柱现场安装的主要技术要点，通过对关键施工技术的管控提高整体的施工水平；其次，详细分析预制墩柱安装的施工过程和工艺要点，总结相关建设经验和方法；最后，提出预制墩柱现场安装过程的质量控制方法和要点。

2预制墩柱现场安装的技术要点

预制墩柱现场安装的核心技术包含墩柱与承台的连接及墩柱节段之间的连接，相比于现场浇筑墩柱，预制墩柱的薄弱环节就体现在连接段上[4][5]，因此，保证上述两个关键连接段的建造技术，就能够确保墩柱的受力安全与长期使用性能。

2.1墩柱与承台的连接

预制墩柱与承台的连接主要有现场浇筑和承插式两种构造方法。

现场浇筑就是通过在承台顶部和预制墩柱底部分别预留连接钢筋的方法，在吊装墩柱就位后，通过在现场绑扎连接钢筋，并且焊接处理等方法，在承台外围设置连接段模板，使得墩柱底部与承台一起浇筑成型形成整体。这种连接构造处理方式，往往要求在现场具有较多的工作量，特别是现场钢筋的连接与焊接，需要较多的人力，且连接质量很难得到保证，因此施工复杂。

承插式是近年来发展的墩柱与承台连接方式，如图1所示。其基本施工思路是将预制墩柱插入承台预留孔内，并在底部铺设砂浆及四周细石混凝土填实，浇筑完成连接。由于连接长度较小，早期这种连接方式的抗震和抗剪能力较差。但随着目前对于该区段浇筑混凝土品质的保证，以及采用旋转成型工艺，使得混凝土浇筑密实、钢筋焊接牢固，能够满足抗震和抗剪要求。

2.2墩柱节段之间的连接

预制墩柱节段之间需要具有可靠的连接措施，其核心体现在钢筋的连接上，这种连接方式有多种，包括传统的焊接、螺栓连接、搭接等，也有新型研发的套筒连接型式。

焊接就是将钢筋重合在一起进行现场焊接，由于现场焊接很难保证施工质量，再加上人工成本较高、现场焊接安全性等都需要考虑，因此这种连接方式也越来越少用。螺栓连接同样需要诸多连接螺栓，特别是所有连接段在同一截面位置时，该处的混凝土浇筑较难密实，因此螺栓连接也不是最佳方式。钢筋搭接则采用错位连接方式，通过灌浆密实形成相互挤压的核心混凝土区域，从而提高构件的整体性能。

套筒连接是针对装配式混凝土构件发展起来的连接型式，如图2所示是典型的套筒连接方式，通过采用套筒将钢筋连接在一起，并注浆实现钢筋连续性及其与混凝土的粘结性能。套筒连接的力学机理是：当灌浆料受到套筒的约束作用后，灌浆料与内侧套筒壁产生很大的正向压力作用，钢筋通过正压力在其带肋的粗糙表面产生摩擦力，从而传递钢筋的轴向应力，保证连接受力的平稳性和安全性。

3预制墩柱施工技术与工艺要点

根据前述分析，以承插式墩柱与承台的连接方式、预制墩柱节段之间套筒式钢筋连接方式，详细分析预制墩柱的施工技术与工艺要点。总结而言，预制墩柱施工主要包含如下过程：桥墩承台现场浇筑→定位墩施工→预制墩与承台连接→预制墩节段连接，针对上述四个工艺，详细分析施工技术及要点。

3.1桥墩承台现场浇筑

承台与基础和墩柱连接，一般采用现场浇筑施工工艺。承台的现场浇筑，首先需要按照设计图纸定位，放样出承台的位置并进行基坑开挖，当开挖到基底并完成垫层的浇筑后，在垫层的基础上进行测试放样定位出承台的轴线和标高。其次，经过全站仪对墩柱关键测量节点的反复校核，预留定位墩和安装岛钢筋的位置，并以此支设承台模板和绑扎钢筋。当模板支护完成及钢筋绑扎成型后，验收合格方可进行承台混凝土的浇筑，并在浇筑完成后进行养护保证达到强度。

3.2定位墩施工

定位墩是定位预制墩柱放样位置的构造，是由承台顶部凸起的构造物，定位墩一方面使得预制墩柱能够很好地与承台进行连接，另一方面对于快速安装也起到了很好的作用。

定位墩施工前需要对墩柱中心进行放样，根据设计图纸反复复核定位墩钢筋后安装定位墩的模板，并进行浇筑，振捣密实。定位墩浇筑施工完成后需要采取一定措施进行养护，提高其早期强度，以方便墩柱的及时安装。施工完成后还需要对定位墩进行精确放样，复核顶面标高，确保后期墩柱吊装精确到位。

3.3预制墩与承台连接

施工完成承台和定位墩后，就需要将第一节段预制墩与承台进行连接，由于定位墩的设置，方便了安装定位，当连接到位后，采用全站仪复核对应的标高，然后进行混凝土浇筑，将预制墩、承台、定位墩连接形成整体。由于第一节段预制墩的施工质量对于墩柱整体线形和安装精度具有非常重要的影响，因此需要严格控制墩柱安装的精度。

为了保证定位安装的精度，可以在连接前由测试人员放样出墩柱中心线及预制墩的外部轮廓线，定位出墩柱边缘的控制点，并将施工允许误差控制在10mm，同时控制墩柱的垂直度。

3.4预制墩节段连接

预制墩节段之间的连接主要体现在钢筋连接方式上，需要定位钢筋的搭接，最好采用BIM技术进行信息建模，保证节段之间的钢筋不会出现错位无法连接等问题。对套筒进行灌浆施工，通过浆体保证节段之间的钢筋连接完整，最后进行连接区的混凝土浇筑、振捣及养护。

4质量管控要点分析

根据预制桥墩的现场装配施工工艺流程，需要对钢筋施工、承台浇筑、墩柱安装等过程进行施工质量的管控，并确定质量检查标准，保证现场安装的精度和质量。

4.1钢筋施工控制

预制构件的连接中钢筋连接质量对结构性能具有决定性作用。因此在进行钢筋连接绑扎前，需要检查钢筋的规格、尺寸、数量、型号等参数，检查合格后方可按照设计间距进行放样画线。应该保证每层钢筋的顺直度、间隔、保护层厚度及焊接质量等。

4.2墩柱安装控制

墩柱安装前需要检验混凝土强度风机、外观质量、尺寸偏差、保护层厚度及连接位置的凿毛情况等，这些是保证墩柱受力安全及长期使用性能的基本参数。在现场安装前，应该进行技术交底，保持吊装过程的平稳性，待墩柱就位后及时进行找平，并在墩柱未固定前不得解开吊索，用以保证墩柱安装的精度和质量。

4.3质量检验标准

为了提高墩柱安装精度和效率，就需要确定质量检验标准，为现场施工操作提供参考。安装过程中，需要对墩柱的轴线、外形尺寸、垂直度等参数确定标准，以方便施工人员的检查，对于不满足要求的安装及时进行调整。主要的质量检验项目及标准如表1所示。

5结论

预制装配式施工建造技术将成为桥梁工程领域的普遍性施工方法，该技术不仅能够保证构件的施工质量，同时显著提高施工效率，减少环境污染和人力成本，是社会工业化建造体系的重要构成。本文详细探讨了预制桥墩的现场装配施工技术与质量管控要点，梳理了墩柱现场安装的主要技术和要点，分析了总体的施工流程，并给出了开展质量管控的方法。论文的相关总结，可以为预制桥墩的现场施工及管理提供参考。

参考文献

[1]王凤维.基于高效预制装配式施工技术在桥梁方面的应用研究[J].建筑技术开发,2016(6):131-133.

[2]宋凯,张剑英.预制节段拼装桥墩研究进展[J].城市道桥与防洪,2014(6):282-285.

[3]王震,王景全.预应力节段预制拼装桥墩抗震性能研究综述[J].建筑科学与工程学报,2016,33(6):88-97.

[4]孙业发,王伟,宋书东,等.大型预制桥墩钢筋笼整体吊装对接施工技术[J].中國港湾建设,2014,2014(9):55-58.

[5]马会天.装配式桥梁预制空心桥墩安装施工工艺[J].工程与建设,2016(2):254-256.

作者简介：张峰（1981-），男，汉族，河南信阳人，本科，路桥工程师，从事高速公路建设管理工作。