论南京油坊桥互通立交上跨宁芜铁路装配式预制立柱、盖梁的实际应用

论南京油坊桥互通立交上跨宁芜铁路装配式预制立柱、盖梁的实际应用

陈 成

（江苏雷威建设工程有限公司  江苏省南京市  210000）

摘要：本项目为南京油坊桥互通项目，为公司第一次进行装配式立柱盖梁的预制拼装。在指挥部要求加快工期前提下，取消原本计划采用的传统施工技术，调整为预制拼装。立柱盖梁通过在预制场制作（与预制箱梁类似）。当现场达至施工条件时，运输至现场，吊机进行吊装。利用下部结构预先设置的预埋钢筋插入上部结构预留的钢筋波纹管，经过高强度砂浆灌注进行连接；盖梁分成两段吊装，吊装完毕，利用现浇湿接缝进行连接。

关键词：装配式 吊装 模拟验算

1 施工项目基本情况

本工程新建桥梁路线总体近东～西走向，工程由东向西分别跨越宁芜铁路、G205 宁芜公路；本项目上跨宁芜铁路桥梁处，位于中华门站与西善桥站区间，铁路里程为宁芜线K28+055.524，距中华门站 5.86km,距西善桥站 1.25km。桥梁按与道路前进方向斜交110°布置。孔跨布置为3×30m +24.5m。为配合指挥部工期节点要求，立柱、盖梁采用预制拼装方式进行施工。即通过预制-吊装-拼接，最终取得与传统现场浇筑法一样的效果。

立柱、盖梁均采用工厂整体预制、现场吊装施工工艺，立柱混凝土强度等级C40。预制立柱与承台的连接均采用灌浆套筒连接。预制立柱与预制盖梁的连接采用灌浆金属波纹管连接。

采用工厂预制、现场吊装拼接的施工方案。盖梁与立柱连接采用灌浆金属波纹管连接工艺，盖梁节段之间采用湿接缝连接。盖梁混凝土强度等级C50。最大自重为89.2t。

2 主要方案

装配式施工通过①预制现场提前预制好，预制时在立柱盖梁下端设置套筒。②现场承台系梁通过设置预埋钢筋，待混凝土强度达到要求，即可将立柱盖梁成品运输至现场。③通过吊机吊装，将套筒依次插入预埋钢筋中进行试拼装，调整垂直度后，将立柱轻微起吊，开始调制铺设座浆料，④待座浆料强度达标后进行套筒压浆。⑤工程完工。

3 施工方法

传统现场施工正常来讲，当前面步骤出现一点误差，可以通过后续方式进行补救；但是，装配式施工现场预制场完全分开，一环扣一环，除了严格控制成品，我们在现场施工时同时也要严格把关，与预制场数据做好对接，力争吊装时能够顺利进行，避免错误的发生！

3.1 预制场内成品控制

预制场进行预制时，应正常对结构进行质量检验，进行以下步骤

3.1.1立柱成品在预制拼装前对拼接面进行机械凿毛，深度须满足不小于6mm要求，目标在铺设座浆料时，增加连接面的粘结力。

3.1.2结构尺寸验收。立柱出厂前对立柱的高度进行测量，确保立柱高度偏差值小于5mm，防止运输至现场标高误差影响施工节奏。

3.1.3弹墨线。在立柱纵横向侧面进行分中弹墨线，再离立柱顶30cm处，“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，为随后立柱拼装观测提供观测点,为垂直度复核做准备。

3.2 现场施工控制

3.2.1现场承台钢筋绑扎时，需埋预埋钢筋同时复核标高，此举需要利用钢筋胎架进行钢筋定位与标高控制。

图3.2.1-1钢筋胎架                                   图3.2.1-2现场埋设

3.2.2承台顶凿毛以及吊装准备。

1）、承台混凝土强度达到100%后进行承台顶凿毛及弹线，严格控制承台立柱对应位置关系。

2）、墩柱与承台拼装前对外露钢筋进行除锈处理。 同时设置限位框架，千斤顶。在拼接缝位置，承台上立柱范围中心布置一块20×20×2cm的调节钢板垫块，具体需技术人员实测标高，通过薄钢片进行加减。垫块控制标高、垂直度和垫层厚度，调节垫块的材质和强度应符合要求。

       图3.2.2-1 承台顶凿毛及弹线               图 3.2.2-2 钢板垫块铺设及限位框架千斤顶

钢筋连接接头由HRB400 C40带肋钢筋、高强球墨铸铁灌浆套筒/圆形钢质锚固金属波纹管和高强无收缩水泥灌浆料三部分所组成。其连接原理是：带肋钢筋插入套筒/锚固金属波纹管，向套筒/锚固金属波纹管内灌注高强无收缩水泥灌浆料，充满套筒/锚固金属波纹管与钢筋之间的间隙，灌浆料硬化后与钢筋横肋和套筒/锚固金属波纹管内壁凹槽或凸肋紧密啮合，即实现两根钢筋连接后所受外力能够有效传递。

3.3  试拼装（垂直度纠错）

立柱构件按设计划分阶段，养护强度达到设计和规范要求后。运达现场，进行牛腿安装。安装完毕，进行起吊，垂直将立柱预设置套筒依次插入钢筋中；缓慢放下后，通过纵横向观测轴线宝马标，即用四周千斤顶进行调准垂直度。调整完毕后稍微吊高，为后续工作流程留出操作空间。

       图3.3-1 全站仪观测点      图3.3-2 现场技术员控制垂直度    图3.3-3安装人员按照指挥调整千斤顶

3.4  立柱安装最终工作

3.4.1 座浆

1、座浆料搅拌

1）立柱与承台拼接缝间的高强砂浆垫层，采用高强无收缩砂浆，厚度20mm。1d 抗压强度不小于30MPa，28d 抗压强度不小于 60MPa 且高出被连接构件强度等级的一个等级（7MPa），氯离子含量≤0.03%。高强砂浆垫层初始流动度≥300mm，30min流动度≥200mm。24h竖向膨胀率≥0.02%，砂浆垫层初凝时间大于2h，考虑到拼接的有效施工时间和强度等级，选择有效施工时间较长的高强砂浆。

2）采用高速搅拌机进行搅拌，根据天气情况确定水灰比，浆液采用0.15～0.18的水灰比，计算加水量，以避免砂浆料产生离析。控制搅拌时间为从投料完毕开始计为4分钟（低速1分钟，高速3分钟），派计时专人严格控制搅拌时间。座浆料搅拌好后先静置3分钟，以待高速搅拌带入的气泡消除，搅拌过程安排两人负责上料，三人负责运输，连续流水作业，保证30min之内浇筑完毕。

2、座浆料浇筑

1）将浆料倒入浇筑桶中，人工浇筑到预先铺设好的立柱顶面挡板内，并采用人工整平的工艺进行收平，确保座浆不小于20mm厚的设计要求。铺浆完成后，在每根承台预留钢筋上套上橡胶密封圈，然后安放钢垫圈，略高于浆液面。

2）当流动度出现下降的情况时，立即停止座浆作业，查明原因后再进行座浆施工，原先的浆料必须清除干净，重新浇筑新的座浆料。

3.4.2压浆

墩柱安装完成后，待座浆料强度达到35MP后拆除固定装置，开始压浆。灌浆料采用28天抗压强度为100MPa的高强灌浆料，采用搅拌机搅拌，压浆机出浆嘴连接套筒底部的压浆口进行压浆，在套筒顶部的出浆口设置L型PVC管，待浆液从顶部PVC管流出后停止压浆，采用木塞塞紧压浆口，灌浆料从拌制开始到压浆完成需控制在30分钟内。待灌浆料终凝后拆除木塞，封堵压浆孔和出浆孔。

3.5 盖梁吊装

盖梁的拼装分为两部分为：盖梁与立柱的拼接、盖梁自身节段的拼装。

                                    图3.5盖梁立柱拼接

3.5.1 盖梁与立柱吊装除相同步骤，由于需控制坡度，预制时需考虑控制楔形块（盖梁立柱连接处）坡度。同时在支架上放置千斤顶，计算出千斤顶处顶标高。通过调整千斤顶标高进而确保坡度达到要求。

3.5.2盖梁安装支撑胎架架设

盖梁拼装前均需搭设2个临时支墩，考虑到盖梁搭设高度不统一，临时支墩采用标准节拼装组成。

因盖梁安装施工时需搭设临时辅助支架，临时支撑采用四根φ250×10mm钢管组成的格构柱支撑，底部采用组合型钢垫板混凝土块，支架前后方设置防撞墩、水马等警示标志。

1）盖梁拼装前均需搭设2个临时支架。考虑到盖梁搭设高度不统一，临时支架采用标准节拼装组成，支架分别设置为8节高2m，4节高1.5m，4节高1.0m调配使用。

2）支墩横截面尺寸为1.5m(横桥向)×1.5m(纵桥向)，支墩为四根φ250×10mm钢管组成的格构柱，格构柱横联采用[12a槽钢，斜撑采用[10a槽钢；支墩各节段之间采用法兰连接；支撑架搭设在既有承台系梁位置，支架底部铺设2*3m路基箱。

                              图3.5.2临时支架设计图

3）为方便支架拆除施工，盖梁底部设置砂筒，砂筒上下封底钢板厚12mm，上砂筒外径377mm，壁厚10mm；下砂筒外径426mm，壁厚10mm；上、下砂筒高均为288mm，距下垫板20mm处设置漏沙孔，孔径24mm；所用钢材为Q235。盖梁支撑点处位于斜面，在砂箱顶部增加一块楔型钢板，坡度与盖梁底部坡度一致，减少支撑点处水平荷载。

通过BIM验算，结论：支撑胎架符合施工要求。

3.5.3 两节段盖梁压浆施工

具体步骤与立柱压浆一致。

3.5.4 盖梁自身湿接缝拼装

每个墩两个节段吊装完成后，节段之间留有2m长的后浇带“湿接缝”，提前搭设临时支架，连接两个节段之间的钢筋，安装定型钢模板，浇筑C50的微膨胀混凝土，待混凝土强度达到要求后拆除临时支撑体系。

同时，需进行日常混凝土养护，覆盖土工布，洒水养护。

3.5.5盖梁湿接缝支架验算

盖梁湿接缝采用盘扣脚手架施工，支架底部设置在系梁位置，支架基础超出系梁位置，现场浇筑混凝土硬化。立柱底部设置底座，高度为0.35m，支架间距为0.6m，步距为1.5m，搭设宽度2.4*3.6m，支架顶部设置顶托。布置I10工字钢，工字钢顶沿桥横向布置10×10cm方木，中到中间距20cm，方木上铺设15mm厚竹胶板作为湿接缝底模，侧模宜采用钢模安装。

通过BIM计算，结论：支架符合施工要求。

4 总结

装配式结构实际应用的安装时效快，就油坊桥项目而言，12根立柱耗时6天，4个盖梁8节段耗时4天，一共10天。如果采用现场浇筑法不考虑其他因素，一根立柱通常需要4-5天，按照现场两套模板同时施工，需要30天。盖梁一共要20天，全部需50天。装配式技术正常耗时较传统技术1：5，同时此举有利于多种工序的同步进行，节省了大量的时间；但是从经济效益相比，装配式应用，预制、运输、吊装、安装，将增加大量的成本。因此在选择此应用时，应进行多重对比，择优选择！

参考文献：

［1］《公路桥涵养护规范》JTG H11：中国铁道出版社，2002．

［2］标准定额研究所 JGJ 276-2012 建筑施工起重吊装安全技术规范［S］北京：中国建筑工业出版社，2012．

［3］中华人民共和国交通部，中交第一公路工程局有限公司，JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范［S］北京：人民交通出版社，2011.

［4］公路桥涵施工技术规范，JTC//T F50-2011

[5]  中华人民共和国铁道行业标准，TB 10303-2009 铁路桥涵工程施工安全技术规程［S］.北京，中国铁道出版社，2009.

作者简介：陈成，1987.11.17，本科，工程师，江苏雷威建设工程有限公司，江苏南京

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