浅析装配式混凝土墩柱、盖梁施工技术

浅析装配式混凝土墩柱、盖梁施工技术

屈会文  樊英杰

（重庆巨能建设集团路桥工程有限公司工程师 400039）

摘要:采用装配式墩柱、盖梁施工技术，实现了工厂化预制、机械化施工、标准化作业、信息化管理，施工效率大幅度提高，施工质量得到有力保障，交通影响大幅度降低，安全隐患急剧下降，环境污染急剧减少，使得桥梁建设更加安全、耐久、快速、经济、环保、低碳。

关键词：装配式  混凝土  桥梁  墩柱  盖梁  工厂化  标准化  信息化

引言：随着我国社会和经济的高速发展，交通压力亦越来越大，为了更好的缓解交通拥堵，桥梁建设的数量日益增多。桥梁工程作为交通运输建设的关键，承担着极为重要的角色，有效地完善了交通路网，提高了交通的运输能力。传统的桥梁建造主要采用现场浇筑混凝土施工技术，其施工过程中能源消耗大、财力及物力浪费较大、施工工期长、环境污染大，越来越难以满足现代化桥梁建设的发展需求。因此，装配式建造桥梁技术在桥梁建设中的广泛应用，不仅能保证桥梁建设的质量，而且在提高施工效率、节约能源方面具有显著成效，使得桥梁建设更加耐久、安全、经济、环保。本文以一即将建设的互通立交改造项目为依托，浅析装配式混凝土墩柱、盖梁施工技术在山地城市建设的美好憧憬。

1、国内外发展现状

第一座采用预制拼装桥墩技术建造的典型桥梁，是美国1978年开始建造的Linn Cove高架桥，该桥下部桥墩预制节段采用有粘结后张预应力筋连接，环氧接缝构造，增强耐久性，通过采用预制拼装技术顺利解决了环境制约与工程进度等问题，成为预制拼装技术应用的一个典型工程范例。

日本于1951年首次主梁采用预制拼装施工技术建造，但关于下部结构的研究则比较晚，1994年，由多所大学及企业的研究人员组成的研究团体开展了城市高架桥桥墩预制拼装技术的研究项目。2007-2008年开展了新型预制阶段拼装桥墩的研究，并提出多种新型桥墩构造形式，通过静力试验、振动台试验和数值分析等方法研究其动力特性、强度、延性行为、破坏机制等，同时对预制桥墩的设计方法进行了探讨，并在部分桥梁中进行了应用。

我国于20世纪90年代在北京积水潭桥工程的五座桥梁中，率先采用承插式连接模式对桥墩立柱进行了装配式施工的试验性应用。之后开始逐步将下部结构的预制拼装技术进行推广，在跨江跨海大桥的桥墩立柱施工中预拼技术已得到成功应用。然而预制盖梁的工程实例并不多见。万县长江公路大桥为了缩短工期、减少空中作业期、降低施工危险性，全桥13片拱上盖梁均采用预制。预制部分为开口箱船形结构，内设数根混凝土短横梁作肋板横向稳定连系。吊装完成后，现浇填芯混凝土。将原本3个月的工作量压缩在15d完成。国道213线祁家黄河大桥盖梁全部采用预制吊装法施工。该桥共有盖梁15节，分3种结构形式，在两岸分别进行预制达到设计强度的80%后进行堆放，全部预制完成后一次性吊装。立柱与盖梁连接采用两根120槽钢伸入盖梁。在安装立柱时，提前在柱顶空钢管内焊接120b槽钢，槽钢伸人立柱钢管1.0m，立柱钢管外留1.1m，以便于盖梁预留孔钢筋焊接，盖梁抬运就位后，采用水平仪观测高程。预留孔采用微膨胀混凝土填充密实。此外，我国台湾省内湖线轨道交通工程高架桥也运用了预制盖梁。

2、装配式混凝土墩柱、盖梁拼装技术简介

装配式混凝土墩柱、盖梁施工技术，即将混凝土墩柱、盖梁主要结构构件在工厂或预制场预制、现场拼装的施工方法。

墩柱、盖梁构件连接的主要方式有钢筋灌浆套筒连接、钢筋灌浆金属波纹管连接、预应力连接（精轧螺纹钢、钢绞线）、湿接缝连接（承插式连接、钢筋插槽式连接、钢筋锥套-现浇连接），其中钢绞线连接有传统的两端张拉方式，也有一端自锁的新型连接方式。各类连接方式如图1-图3所示。

图1  预制墩柱-承台连接

a)一端自锁连接                            b)两端张拉                             c)精轧螺纹钢连接

图2  多节段预制墩柱连接

图3  预制墩柱与盖梁连接

3、工程概况及施工工艺

3.1工程概况

重庆市三纵线柏树堡立交至北环立交段改造工程。该路段北端通过北环立交与内环快速路、渝武高速转换，南端通过柏树堡立交与快速路三横线松石大道、主干路嘉鸿大道转换，含立交范围主线长1000m，A-I匝道、左辅道、右辅道总5592.791m。工程包括拼宽桥梁5座、新建桥梁6座，桥梁下部结构（桥墩和盖梁）均采用预制拼装，预制墩柱共77根（109节）、预制盖梁48片。该工程为重庆市首例在山地城市地形条件下墩柱、盖梁均采用装配技术进行建造的桥梁工程。

3.2墩柱施工工艺

本工程墩柱高度相对较高，最高达23.5m，截面尺寸为1.8m×1.8m矩形墩柱，顶端设置有盖梁。故其连接方式为：墩柱底端预埋灌浆套筒连接器，承台预埋连接钢筋，墩柱顶面预埋连接钢筋，盖梁上预埋灌浆套筒连接器或波形钢管连接器在承台和墩柱结合面坐浆，浆液强度为60MPa，然后在墩柱和承台连接处灌浆套筒内压浆，浆液强度为100MPa；在墩柱和盖梁结合面坐浆，浆液强度为60MPa，然后在墩柱和盖梁连接处灌浆套筒内压浆，浆液强度为100MPa。

3.2.1墩柱预制工艺流程

为了确保墩柱产品质量，根据墩柱工艺特点，制定以下工艺流程：

图4  墩柱生产工艺流程图

3.2.2墩柱安装工艺流程

承台清理→预留钢筋除锈→标高测量→放置调节垫块→安装座浆挡板→预制墩柱卸车→预制墩柱翻转竖直→4个面安装牛腿（共8个）→预制墩柱起吊试拼→调节预制墩柱平面位置→调节千斤顶→预制墩柱吊离→坐浆料搅拌→承台面坐浆→预制墩柱正式吊装→千斤顶调整垂直度→拆除吊具→灌浆套筒灌浆→灌浆口修饰→预制墩柱安装完成。

3.3盖梁施工工艺流程

3.3.1盖梁预制工艺流程

为了确保盖梁产品质量，根据盖梁工艺特点，制定以下工艺流程：

。

图5  盖梁预制工艺流程图

4、装配式混凝土墩柱、盖梁的技术优势

装配式混凝土墩柱、盖梁在桥梁建设中有诸多优势，例如：

（1）城市桥梁建设中，在桩基和承台施工的同时，进行墩柱和盖梁预制，能有效缩短施工工期。

（2）现场不浇筑墩柱和盖梁混凝土，不搭设支架可减少对交通的干扰，减少施工现场噪声、机械尾气排放对周边居民的影响。

（3）受到温度影响，有些地区低温时不宜进行混凝土施工。在气温较高时，进行桩基、承台施工的同时，墩柱、盖梁可在工厂内完成预制，然后运输到现场拼装，可以缩短施工工期。

（4）在现场浇筑混凝土条件极差地区，如沙漠、海洋等，墩柱、盖梁在工厂内预制完成，然后运送到现场拼装，解决了现场施工的诸多难题。

5、结语

在我国“一带一路”国家战略规划下，交通运输不断发展，路桥建设在中国经济发展中起着举足轻重的作用。变传统的“桥梁建造”为“构件工厂制造+桥位现场装配”是优质高效、生态环保的桥梁建设的发展趋势。推进装配式混凝土墩柱、盖梁建设的工业化、产业化、标准化，符合桥梁行业建设的发展趋势。笔者及其团队将依托重庆市一互通立交改造项目，继续探索山地城市装配式混凝土墩柱、盖梁的施工技术，为桥梁建设提供实际工程经验和理论体系支撑。

参考文献

[1]葛继平,梅德磊,闫兴非,王志强,预制拼装盖梁施工方式对比分析,应用技术学报,2018年3月30日.

[2]宁英杰,桥梁装配式施工技术,人民交通出版社股份有限公司,2018年6月.

[3]周良,闫兴非,李雪峰,桥梁全预制拼装技术的探索与实践,城市道桥与防洪,2018年9月第9期.

[4]孙衍,杨光强,桥梁预制拼装技术在城市密集区的应用与思考,上海公路,2021年12月31日.

[5]JTG/T 3654-2022,公路装配式混凝土桥梁施工技术规范,中华人民共和国交通运输部发布,2022年11月01日.