裝配式橋梁施工要點(diǎn)，墩臺(tái)到索塔一應(yīng)俱全

預(yù)制墩臺(tái)施工

預(yù)制墩臺(tái)是將高墩按一定的模數(shù)和水平，沿垂直方向分為若干個(gè)構(gòu)件，澆筑在橋址周圍的預(yù)制場地上，通過車船運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，然后吊裝拼裝。

預(yù)制墩臺(tái)的主要特點(diǎn)是：預(yù)制構(gòu)件可在預(yù)制場預(yù)制，受周圍環(huán)境干擾較小，但相對(duì)而言，對(duì)運(yùn)輸和起重機(jī)械設(shè)備有較高的要求。預(yù)制柱墩系統(tǒng)將橋墩分解成承臺(tái)、柱、蓋梁(墩帽)等多個(gè)構(gòu)件，在工廠或現(xiàn)場預(yù)制，然后運(yùn)至現(xiàn)場組裝橋墩。施工工藝主要為預(yù)制構(gòu)件、安裝連接和混凝土填縫。裝配接頭是關(guān)鍵工序，應(yīng)牢固、安全、結(jié)構(gòu)簡單、施工方便。

常用的裝配接頭如下：

(1)采用有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力筋連接結(jié)構(gòu)

有粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的連接結(jié)構(gòu)往往與砂漿墊層或環(huán)氧樹脂膠接結(jié)構(gòu)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)節(jié)段預(yù)制墩的施工。本方案中的預(yù)應(yīng)力鋼筋可采用鋼絞線或精軋螺紋鋼等高強(qiáng)度鋼筋。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力筋穿過節(jié)點(diǎn)，在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛，其設(shè)計(jì)理論、計(jì)算分析和施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)較為成熟。缺點(diǎn)是墩身造價(jià)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土橋墩。同時(shí)，施工也是一個(gè)復(fù)雜的過程。

(2)灌漿套管連接

預(yù)制橋墩節(jié)段通過灌漿連接套筒連接。墩身與蓋梁或承臺(tái)接觸面多采用砂漿墊層，墩段間采用環(huán)氧膠粘接縫結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是施工精度高，現(xiàn)場施工所需時(shí)間短，不需同時(shí)施加預(yù)應(yīng)力筋，現(xiàn)場工作量大大減少，其正常使用條件下的力學(xué)性能與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土相似碼頭，所以有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。根據(jù)國外的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，低地震危險(xiǎn)區(qū)已得到廣泛應(yīng)用，高地震危險(xiǎn)區(qū)的應(yīng)用和科學(xué)研究仍在進(jìn)行中。

(3)灌漿金屬波紋管連接

該連接構(gòu)造常用于墩身與承臺(tái)或墩身與蓋梁的連接，預(yù)制墩身通過預(yù)埋于蓋梁或承臺(tái)內(nèi)的灌漿金屬波紋管連接墩身內(nèi)伸出的鋼筋，在墩身與蓋梁或承臺(tái)之間的接觸面往往采用砂漿墊層，墩身節(jié)段之間采用環(huán)氧膠接縫構(gòu)造，見圖5所示。該構(gòu)造現(xiàn)場施工時(shí)間短，但需要滿足縱筋足夠的錨固長度，其力學(xué)性能與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩類似。目前國外已有少數(shù)橋梁使用這種連接構(gòu)造進(jìn)行施工，高地震危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)應(yīng)用較少，其抗震性能如何目前仍在研究中。

(4)插槽式連接

插槽式連接構(gòu)造如圖6所示，已在一些橋梁工程中得到應(yīng)用，主要用于墩身與蓋梁、樁與承臺(tái)處的連接，與灌漿套筒、金屬波紋管等相比，優(yōu)點(diǎn)是所需施工公差可以大一些，現(xiàn)場需要澆筑一定的混凝土。

(5)鋼筋焊接或搭接并采用濕接縫

預(yù)制拼裝橋墩預(yù)先伸出一定數(shù)量的鋼筋以便與相鄰構(gòu)件預(yù)留鋼筋搭接，需設(shè)臨時(shí)支撐，鋼筋連接部位需通過后澆混凝土(濕接縫)方式連接，這也是目前國內(nèi)較多采用的節(jié)段拼裝橋墩的設(shè)計(jì)思路。采用該構(gòu)造建造橋墩，力學(xué)性能往往與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩類似，但濕接縫的存在會(huì)增加施工時(shí)間和現(xiàn)場鋼筋搭接、澆筑的作業(yè)量，從快速施工角度考慮，該方案存在一定不足。

(6)承插式連接

承插式接縫連接構(gòu)造是將預(yù)制墩身插入基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)的預(yù)留孔內(nèi)，插入長度一般為墩身截面尺寸的1.2～1.5倍，底部鋪設(shè)一定厚度的砂漿，周圍用半干硬性混凝土填充。優(yōu)點(diǎn)是施工工序簡單，現(xiàn)場作業(yè)量少;不足是接縫處的力學(xué)行為如何，特別是抗震性能如何，尚需進(jìn)一步研究。國內(nèi)北京積水潭橋采用該連接構(gòu)造建造，美國一些橋梁也采用該連接構(gòu)造進(jìn)行建造。

預(yù)制立柱的抗震性能是阻礙全預(yù)制拼裝技術(shù)在高地震危險(xiǎn)區(qū)域橋梁中應(yīng)用的一個(gè)技術(shù)難題，為了實(shí)現(xiàn)全預(yù)制拼裝技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，必須對(duì)預(yù)制拼裝立柱的抗震性能展開深入的研究。以典型實(shí)際工程橋墩構(gòu)造為原型，選取套筒(Coupler)、波紋管(Duct)和有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋三種預(yù)制拼裝連接方式，進(jìn)行了矩形實(shí)心節(jié)段預(yù)制立柱的低周反復(fù)水平加載縮尺試驗(yàn)研究，通過對(duì)不同構(gòu)造細(xì)節(jié)下節(jié)段預(yù)制立柱試件的擬靜力試驗(yàn)和有限元數(shù)值分析，研究了不同構(gòu)造方式下節(jié)段預(yù)制立柱的滯回特性、延性變形、接縫處的非線性力學(xué)行為、損傷和破壞機(jī)理等。

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用套筒(Coupler)、波紋管(Duct)預(yù)制拼裝連接構(gòu)造的橋墩與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩相比，具有相近的抗震性能，可滿足預(yù)期抗震性能的要求。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋連接預(yù)制拼裝橋墩具有與現(xiàn)澆混凝土橋墩相近的變形能力，但耗能能力較弱。此外，通過計(jì)算分析、連接裝置試驗(yàn)、對(duì)整批試件的制作和運(yùn)輸過程的研究表明，套筒(Coupler)和波紋管(Duct)兩種預(yù)制拼裝連接方式，立柱總體受力、構(gòu)造連接、抗震性能和整個(gè)施工工藝細(xì)節(jié)均可以滿足當(dāng)前設(shè)計(jì)和施工的要求，可用于工程實(shí)踐。

裝配式柱式墩臺(tái)施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)墩臺(tái)柱構(gòu)件與基礎(chǔ)頂面預(yù)留桿形基座應(yīng)編號(hào)，并檢查各個(gè)墩、 臺(tái)高度和基坐標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求;基口四周與柱邊空隙不得小于2cm。

(2)墩臺(tái)柱吊人基杯內(nèi)就位時(shí)，應(yīng)在縱、橫方向測量，使柱身豎直度或傾斜度以及平面位置均符合設(shè)計(jì)要求;對(duì)重量大、細(xì)長的墩柱，需用風(fēng)纜或撐木固定后，方可放吊鉤。

(3)在墩臺(tái)柱頂安裝蓋梁前，應(yīng)先檢查蓋梁上預(yù)留槽眼位置是否符合設(shè)計(jì)要求，否則應(yīng)先修鑿。

(3)柱身與蓋梁(墩帽)安裝完畢并檢查符合要求后，可在基杯空隙與蓋梁槽眼處澆筑稀砂漿，待其硬化后，撤除楔子、支撐或風(fēng)纜，再在楔子孔中灌填砂漿。

隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的成熟與發(fā)展，預(yù)應(yīng)力開始應(yīng)用于墩臺(tái)上，特別是后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土裝配式墩臺(tái)。它的施工方法與裝配式柱式墩臺(tái)施工方法相似，除了安裝時(shí)的連接接頭處理技術(shù)之外，節(jié)段預(yù)制構(gòu)件之間的連接方式主要依賴于預(yù)應(yīng)力鋼束。

后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土裝配式墩臺(tái)采用的預(yù)應(yīng)力鋼材主要有高強(qiáng)度低松弛鋼絲和冷拉Ⅳ級(jí)粗鋼筋兩種。后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土裝配式墩臺(tái)的預(yù)應(yīng)力張拉方式有以下兩種：張拉位置可以在墩帽頂上張拉;亦可以在墩臺(tái)底的實(shí)體部位張拉。一般采用墩帽頂上張拉。

(1)墩帽頂上張拉預(yù)應(yīng)力鋼束其主要特點(diǎn)是：

①張拉操作人員及設(shè)備均處于高空作業(yè)，張拉操作雖然方便，但安全性較差;②預(yù)應(yīng)力鋼束錨固端可以直接埋人承臺(tái)，而不需要設(shè)置過渡段;

③在墩底截面受力最大位置可以發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼束抗彎能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

(2)墩底實(shí)心體張拉預(yù)應(yīng)力鋼束其主要特點(diǎn)是：

①張拉操作人員和設(shè)備均為地面作業(yè)，安全方便;

②在墩底處要設(shè)置過渡段，既要滿足預(yù)應(yīng)力鋼束張拉千斤頂安放要求，同時(shí)又要布置較多的受力鋼筋，滿足截面在運(yùn)營階段受力要求;

③過渡段構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉位置與豎向受力鋼筋相互關(guān)系較為復(fù)雜。 預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉要求、預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的壓漿要求與預(yù)應(yīng)力混凝土梁的要求一致。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系雖然目前還存在不少問題，但從長遠(yuǎn)來看，它符合工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展方向。建筑業(yè)應(yīng)在整個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)形成技術(shù)創(chuàng)新的氛圍和機(jī)制，轉(zhuǎn)變觀念，投入更多的人力物力進(jìn)行新型裝配式結(jié)構(gòu)體系的科學(xué)研究，從而推動(dòng)建筑工業(yè)化的發(fā)展。以上內(nèi)容就是“裝配式橋梁施工要點(diǎn)，墩臺(tái)到索塔一應(yīng)俱全”，更多裝配式新發(fā)展新資訊，歡迎繼續(xù)關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校裝配式建筑行業(yè)頻道!點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載，獲取裝配式精華考點(diǎn)/課程講義。