裝配式橋梁預制混凝土橋面板安裝施工工藝

周家勇

(中鐵二十四局集團 安徽工程有限公司，安徽 合肥 230012)

摘 要：濟祁高速公路淮合段壽縣淮河特大橋引橋工程采用裝配式鋼-混凝土組合橋梁結構。橋墩、橋面板、鋼板梁均采用工廠預制，現(xiàn)場拼裝工藝。大規(guī)模應用了預制裝配式技術，使橋梁構件工廠化、標準化和模數(shù)化。預制橋面板吊裝就位后，橋面板外伸鋼筋與鋼板梁上焊接剪力釘綁扎形成鋼筋網，通過現(xiàn)澆混凝土濕接縫連成一體，保證了連接質量，提升了橋梁的整體性能。形成的裝配式橋梁預制混凝土橋面板安裝施工方法，為今后類似的橋梁施工提供了可以借鑒的方法。

關鍵詞：裝配式；橋梁；橋面板；濕接縫；安裝工藝

0 引 言

20世紀60年代起，組合結構以其整體受力的經濟性，發(fā)揮材料各自優(yōu)勢的合理性及便于施工的優(yōu)點得到廣泛應用[1]。鋼-混凝土組合橋梁兼有鋼橋和混凝土橋的優(yōu)點，在建筑和橋梁結構等領域已經得到越來越多的應用，取得了顯著的經濟效益和社會效益[2-3]。建設工業(yè)化已經成為世界各國共同追求的目標。裝配式鋼-混凝土組合橋梁結構施工進度快，勞動強度低，工程質量高，有利于環(huán)境保護，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的施工理念。裝配式預制橋梁已經在國外的橋梁工程中得到廣泛應用，發(fā)展裝配式橋梁結構是建設工業(yè)化的必由之路。

預制裝配式橋梁的震害主要發(fā)生在下部結構[4]，水平地震作用主要由橋墩承擔。橋面板作為鋼-混凝土組合梁橋的上部結構，是車輛荷載的直接載體，鋼板梁與混凝土橋面板結合及濕接縫是施工的關鍵工序，其施工質量的好壞，不僅影響到橋梁的外觀質量，也直接關系到橋梁的內在質量和使用壽命[5-6],是質量控制的難點和重點[7]。

濟祁高速公路淮合段壽縣淮河特大橋引橋工程，采用裝配式鋼-混凝土組合橋梁結構。橋墩、橋面板、鋼板梁均在工廠預制生產再運至現(xiàn)場進行拼裝。大規(guī)模應用了預制裝配式技術，使橋梁構件工廠化、標準化和模數(shù)化。

淮河特大橋引橋上部結構為35 m鋼板組合梁，橋面板在預制廠預制生產，現(xiàn)場拼裝的施工工藝。預制橋面板和鋼板梁通過栓釘連接。采取在鋼板梁上焊接剪力釘將鋼板梁與混凝土橋面板通過相鄰橋面板間外伸鋼筋綁扎形成鋼筋網，通過二次澆筑濕接縫混凝土使之形成整體。項目部施工技術人員，圍繞預制橋面板的安裝開展研究，形成了裝配式橋梁預制混凝土橋面板安裝施工方法，可為給今后類似的預制橋面板安裝起到指導和借鑒作用。

1 橋面板預制

目前，預制混凝土橋面板與鋼梁的連接方法可分為預制法與現(xiàn)澆法兩種[8-9]。采用預制法，可在先期完成橋面板的制作與養(yǎng)護工作，節(jié)約工期，且便于后期的更換；采用現(xiàn)澆法，結構的整體性較好，但施工緩慢、后期混凝土的收縮徐變影響明顯、且不便于破損后的更換。

該工程預制橋面板的預制生產和蒸汽養(yǎng)護在同一臺座上進行。橋面板鋼模板(圖1)底部臺座上布置蒸汽養(yǎng)護管道，采用養(yǎng)護罩封閉分隔獨立養(yǎng)護(圖2)。蒸汽養(yǎng)護全程采用電腦控制，預制橋面板混凝土強度高，外觀質量優(yōu)良，性能可靠。

預制橋面板在預制廠預制生產(圖3)，運至現(xiàn)場采用汽車吊進行拼裝。橋面板架設于鋼板梁上，橋面板外伸鋼筋和焊接于鋼板梁上的剪力釘綁扎形成鋼筋網，通過濕接縫現(xiàn)澆混凝土連成整體。橋面板連接性能可靠，橋面結構整體性好。

圖1 橋面板生產模板

圖2 橋面板蒸汽養(yǎng)護

圖3 橋面板成品堆放

2 橋面板安裝

2.1 工藝流程

裝配式橋梁預制橋面板安裝施工，先架設橋梁鋼板梁，并安裝臨時翼緣支撐，橋面板預制生產養(yǎng)護達到設計強度后，預制橋面板由平板運輸車運至橋位處，采用汽車吊進行吊裝就位。邊吊裝橋面板，邊焊接固定剪力鍵及橋面板外伸鋼筋，待焊接完成后，安裝橋面板濕接縫鋼筋、模板，澆筑濕接縫混凝土，與鋼板梁形成整體，最后拆除濕接縫模板及臨時翼緣支撐，汽車吊前移，再安裝前面的橋面板和澆筑濕接縫，循環(huán)往復直至橋面板安裝施工完成。裝配式橋梁預制橋面板安裝施工工藝流程如圖4所示。

圖4 裝配式橋梁預制橋面板安裝施工工藝流程

2.2 安裝部位測量放線

橋面板吊裝前，使用經緯儀和水準儀檢測、校核鋼板梁的尺寸和高程，按照設計圖紙確定橋面板橡膠支座位置、每塊橋面板的具體位置，復核后在每塊橋面板兩端標出豎向中心線以及梁板端位置橫線，用墨斗彈線標明做好標識，以便后期安裝就位。將鋼板梁安裝頂面位置清理干凈，距梁邊緣65 mm用墨斗彈線，然后涂刷密封膠，粘貼彈性密封墊，安裝完成24 h后方可進行橋面板安裝，安裝前在橡膠上表面涂刷密封膠。

2.3 橋面板吊裝就位

預制橋面板檢驗合格，對橋面板板底泥土、外露鋼筋進行清洗，將多余水泥漿、浮漿、鐵銹等清理干凈后吊運安裝橋面板。采用100 t汽車吊起吊(圖5)，人工配合吊機進行對位。使用專門吊具(圖6)掛住橋面板兩端底層外伸鋼筋，進行吊裝，為確保橋面板安裝后鋼板梁的整體線形及鋼梁承受荷載后下?lián)现?，按照從跨中均勻對稱向墩頂方向的順序，先中板、后邊板的原則完成每跨橋面板的安裝。

橋面板吊裝過程中，汽車吊使用慢擋，避免橋面板出現(xiàn)強烈的碰撞，損傷混凝土。吊裝時當橋面板落至鋼板梁頂10 cm時，應將安裝準線對準再松鉤，如此反復直至對好位。橋面板就位后應立即檢查受力是否均勻，與支座是否貼合，如未受力，必須吊起重放，直至支座受力均勻，確保橋面板平穩(wěn)，不出現(xiàn)翹動現(xiàn)象。

圖5 橋面板吊裝示意圖

圖6 橋面板吊裝吊具

2.4 濕接縫鋼筋焊接

橋面板吊裝就位，檢驗合格后，及時對橋面板外伸鋼筋進行連接(圖7)，采用二氧化碳氣體保護焊對接縫鋼筋焊接(圖8)，先焊接下層鋼筋接頭，再焊接上層鋼筋，并確保鋼筋焊接長度、焊縫飽滿度符合規(guī)范要求。該焊接方法以二氧化碳為保護氣體，可以得到穩(wěn)定的焊接過程，使飛濺降低到最小的程度，可獲得無內部缺陷的高質量焊接接頭。鋼筋搭接、焊接自檢合格，經現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收認可后，方可進行下道工序施工。

橋面板濕接縫鋼筋制作及安裝應嚴格按施工圖紙及技術規(guī)范進行。由于橋面板外伸鋼筋、鋼板梁上剪力釘較多，安裝時注意相互之間的位置關系，防止相互沖突，如遇到外伸鋼筋與剪力釘沖突，需調整鋼筋以確保橋面板定位精度。鋼筋的所有交叉點均應綁扎，必要時，可用點焊焊牢。以避免在澆筑混凝土時移位，不允許在澆筑混凝土以后再安設或插入鋼筋。為保證保護層厚度，應在鋼筋與模板間設置墊塊，墊塊應與鋼筋扎緊，且互相錯開。

圖7 橋面懸挑板鋼筋連接

圖8 濕接縫鋼筋焊接

2.5 濕接縫混凝土澆筑

濕接縫混凝土澆筑前，要安裝濕接縫底模。濕接縫底模采用優(yōu)質竹膠板，底模比濕接縫寬度每側擴大10 cm，竹膠板寬度采用60 cm，膠板底采用60 cm長方木龍骨，方木間距30 cm。底模支撐采用吊模方式。用8#槽鋼做吊模橫擔，并用φ12的帶拉桿螺栓將底模懸吊在頂面槽鋼上，并螺栓固定。橋面板濕接縫混凝土采用C40膨脹混凝土。采用料斗配合汽車吊進行混凝土澆筑，澆筑按照整聯(lián)為單位，順序為從跨中向墩頂方向?；炷翝仓^程中，使用小型插入式振動棒及時振搗，使?jié)窠涌p混凝土各個部分都受到均勻充分的振搗，確保混凝土的密實性。澆筑完畢，即覆蓋塑料薄膜，封住水分防止早期收縮出現(xiàn)裂縫。澆筑混凝土2 h后除去薄膜，進行2次收面，采用木抹子收平，及時覆蓋土工布并灑水養(yǎng)護，待濕接縫混凝土強度達到設計值50%即可拆除吊模。

3 質量控制

3.1 橋面板吊裝就位

預制橋面板吊裝之前，應對橋面板進行進廠檢驗，檢查編號、混凝土強度、外觀質量、尺寸偏差、保護層厚度及橋面板接觸面混凝土鑿毛情況，嚴禁不合格的橋面板上橋。預制橋面板吊裝之前，起重吊裝機械進場時必須場地、通道平整，作業(yè)前查驗所有輔助起重吊裝機械作業(yè)人員的操作證并進行全面技術交底及安全交底。初次使用汽車吊時應先進行試吊。試吊時，將橋面板吊離支撐面2～3 cm后暫停，對各主要受力部件的作用情況做細致檢查，確認受力良好，方可繼續(xù)起吊。吊裝過程中,應保持吊裝動作平穩(wěn)。待橋面板就位平穩(wěn)后方能解開吊裝索具，橋面板安裝就位后及時進行安裝質量檢查。

3.2 接縫鋼筋焊接

鋼筋焊接前應將表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈，鋼筋的表面應潔凈，保證鋼筋無損傷。鋼筋連接采用單面搭接焊，焊縫長度要求滿足≥10 d(d為鋼筋直徑)，焊縫厚度0.3 d，同時焊縫寬度要達到橋梁施工規(guī)范要求，采用J502級以上焊條焊接。應根據(jù)現(xiàn)場焊接情況對焊接速度進行調整。通常半自動焊的速度不超過0.5 m/min，自動焊的速度不超過1.5 m/min。焊速過高，容易產生咬邊和未焊透等缺陷，同時氣體保護效果變壞，易產生氣孔。焊接速度過低，易產生燒穿、組織粗大等缺陷，并且變形增大，生產效率降低。

3.3 濕接縫澆筑要求

混凝土澆筑前，應檢查模板、鋼筋的位置、尺寸和保護層厚度，確保其位置準確、保護層足夠，清理底模內的干灰、雜物，經監(jiān)理工程師檢查簽認后，方可進行混凝土的澆筑?；炷翝仓坝盟疂駶櫧涌p兩側預制橋面板側面，以使新老混凝土連成整體。

混凝土澆筑時，采用插入式振動棒振搗密實各部位混凝土，振搗棒，先四周后中部，做到快插慢拔，振動棒的插點距離不超過其作用半徑的1.5倍，振動棒不得碰觸模板、鋼筋?；炷琉B(yǎng)護期間要派專人24 h值守，土工布一直要保持濕潤，確?；炷帘砻媸冀K處于潮濕狀態(tài)。養(yǎng)護期間要設立警示標志，盡量避免外部荷載的干擾影響，嚴禁任何車輛在新澆筑的濕接縫混凝土上行駛，以免使鋪裝層混凝土受到損傷。養(yǎng)護時間不得少于14 d。

3.4 安裝偏差控制

預制橋面板從吊裝至拼裝的全過程中，應對橋面板的平面位置、平整度、相鄰板高差、濕接縫寬度等進行監(jiān)控量測，預制橋面板拼裝允許偏差應滿足表1的規(guī)定。

表1 預制橋面板安裝允許偏差 mm

序號項目允許偏差1相鄰板高差22平整度53濕接縫寬度-5～+104平面位置順橋縱軸方向垂直橋縱軸方向1055支座板每塊位置每塊邊緣高差51

4 結束語

(1) 預制橋面板架設速度快，可以一次性安裝完成后，再進行橋面板間的濕接縫連接作業(yè)，節(jié)省了濕接縫澆筑、等強度的時間，大大縮短橋面板架設的工期，同時確保橋面板架設的安全和質量，實現(xiàn)經濟利潤最大化，具有良好的經濟效益。

(2) 主橋采用預制橋面板外伸鋼筋與鋼板梁上焊接剪力釘綁扎形成鋼筋骨架，通過濕接縫現(xiàn)澆混凝土連成一體，保證了連接質量，提高了橋面板的牢固穩(wěn)定性和橋梁路面整體性及路面使用耐久性，提升了橋梁的整體性能。

(3) 該施工方法減小現(xiàn)場焊接及混凝土澆筑的工作量，施工操作方便，提高機械化水平，加快施工進度，降低生產成本，有利于環(huán)境保護，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的施工理念，可給今后類似的預制橋面板安裝起到指導和借鑒作用，有利于推動預制裝配式混凝土橋梁施工技術的發(fā)展。

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收稿日期：2016-05-03

作者簡介：周家勇(1981-)，男，甘肅永昌人，中鐵二十四局集團安徽工程有限公司工程師．

中圖分類號：U445. 4

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)03-0403-04