预制拼装式桥梁结构节点连接方式的探索与实践

预制拼装式桥梁结构节点连接方式的探索与实践

陈胜

杭州市市政公用建设开发有限公司浙江杭州310000

摘要：桥梁预制拼装技术的构件工厂化集中加工模式减少了人为因素，有利于安全质量控制，构件拼装为主现场施工，有利于减小施工对周边环境影响。这种快速高效、质量保证率高、安全文明施工升级的施工工艺，给城市范围内的桥梁道路施工带来了新的选择。因此文章就预制拼装式桥梁结构节点连接方式进行一定的探究。

关键词：预制拼装式桥梁；节点连接；探索；实践

桥梁预制拼装施工技术实际上就是指施工单位与专业的工厂建立合作关系，由工厂来进行桥梁预制构件的生产作业，使预制构件的生产过程更加集约化、规范化。再由施工单位直接在施工现场进行桥梁预制构件的拼装作业，进而大大提升现场环节的施工作业效率，降低对周边交通环境的不利影响，同时还能够降低现场施工的风险。

一、桥梁预制拼装施工与质量控制要点

（一）预制立柱与现浇承台拼装环节

施工单位应明确桥梁预制构件拼装环节的重点在于安装定位。其中，预制立柱的标高与轴线需要特别受到工作人员的重视，以便确保位置准确，为后续环节施工的顺利开展奠定良好基础。工作人员应注意以下四点：第一，确保测量位置的准确。工作人员应在进行承台混凝土现浇作业前，预先进行承台四角定位的测量，并对基坑底标高于中心的坐标值进行准确标注；第二，确保波纹管定位架安装无误。工作人员应在施工现场的承台钢筋笼构架中进行波纹管定位架的安装，并对承台中一些预埋件的中心坐标及平面标高等进行准确测量；第三，确保在完成固定、焊接与支模作业并由监理工作人员验收后再进行混凝土的浇筑；第四，确保立柱安装作业是在确定混凝土强度能够满足设计预期效果后进行。

（二）预制盖梁与立柱拼装环节

在盖梁安装作业环节，工作人员应进行缜密的验算、BIM模拟以及厂内试吊等，并以此为依据来进行吊装设备与吊点位置的选择。并且还应对相关测量器具的性能进行严格把关，确保其性能保持在稳定状态。然后，需预先对承台顶面高程、墩顶面高程等进行复测，以便确保能够将其偏差值控制在一定范围内，方便后续能够正常进行安装作业。在完成上述步骤后，就可以进行预制盖梁与立柱的拼装施工，在实际安装过程中，应在每一个预制构件拼装完成后，对其实际位置、高程与垂直度等进行必要的测量，一旦发现存在与设计要求相违背的情况应及时进行纠正，将损害降到最低。

（三）座浆和灌浆浆液的控制

工作人员应加强对拌浆设备性能的考察，确保所选用的拌浆设备功率够大，能够在一定时间内保质保量的完成拌浆施工。在拼装施工中，工作人员可以利用结合面的垫层座浆来进行固定预制立柱与盖梁拼装过程中的标高与垂直度，并对其进行适当的调整。由于砂浆具有流动性较强、初凝较早且工作时间较短等特性，因此，工作人员需要加强对拌合施工过程的控制，确保经过拌合的砂浆中不存在固态干料且气泡较少。并且工作人员需特别加强对管道压浆施工相关设备性能的控制，以确保管道压浆能够保持匀速出浆，且压力充足，以便能够对波纹管进行自下而上的灌浆，确保浆料充斥其中。

（四）压力灌浆过程质量监控

第一，预先对拼装作业面进行必要的清理，如凿毛等，并安装压浆橡胶密封圈，为立柱与盖梁座浆做好准备工作。同时，对管道进行必要的清理，以便在实施灌浆时，不会因垃圾等对堵塞管道，给灌浆作业造成阻碍；第二，应严格遵照自表面压浆口而下的顺序来进行承台波纹管的压浆施工，确保浆液流经波纹管钢筋锚固空隙后，能够从波纹管的上部支管流出，保证管道内被浆液灌满；第三，按照水平方位来进行盖梁注浆管的设置，不需设置出浆的支管；第四，应在管道拼装施工结束的当天完成灌浆作业，杜绝二次灌浆施工；第五，对灌浆施工全过程进行如实记录，确保工程资料的完整性，以备不时之需。

（五）箱梁安装质量控制

施工单位还应针对箱梁的安装施工环节进行严格控制，以确保整体桥梁工程的预制拼装施工质量。工作人员需充分利用BIM等技术来对施工现场的吊装作业和箱梁的安装质量等进行必要的模拟，以制定最佳的吊装作业方案。为了实现这一目标，工作人员应在预制构件出厂之初对其进行三维扫描，并利用BIM技术来自动生成立体模型，对这些预制构件进行必要的模拟拼装。在模拟拼装过程中，工作人员能够直接发现吊装作业中存在的不足，并制定针对性的解决方案，进而在保证拼装作业质量的同时提高现场施工作业的效率与安全性。在实际安装前，工作人员还应完成箱梁的出厂验收与现场验收，确保墩台垫石和支座的质量与顶面标高等都能够达到设计的预期效果以及在桥墩上选择的支座安装位置和方向科学性合理。在安装施工中，工作人员可以借助登高车来对整个安装施工进行必要的配合，确保箱梁的安装间隙能够满足设计要求。最后，工作人员对临时支座与垫石的拆除作业应在确保完成箱梁安装施工以及预应力张拉管道压后进行，并由监理工作人员进行复查。

二、工程实例

（一）工程概况

某桥梁工程主线桥拼宽4.35m，跨径分别为35mm×3+31mm×2简支变连续小箱梁及31m简支钢-混凝土组合梁，匝道跨径分别为29m+43m+36m钢结构连续箱梁和6跨35m简支变连续小箱梁，匝道全长约520m，总投资约1.8亿元。

（二）方案设计

考虑到该工程施工场地位于拱墅区交通繁忙的主干道，施工场地狭小，为降低施工对周边交通和市民生活造成干扰，最大程度地缩短工期，提升工程品质和安全、文明施工水平，决定采用预制拼装的设计施工工艺。按设计方案，除了桩基础和承台采用现浇施工技术外，混凝土桥墩、盖梁和主梁均采取预制拼装，构件预制装配率达82%。立柱与承台、立柱与盖梁的连接方式采用钢筋套筒灌浆的方式，并在承台顶面设置凹槽，将拼接缝埋置于承台中。

（三）施工管理

预制拼装技术的核心是构件的工厂化预制和现场的机械化拼装。结构节点连接质量是工程质量控制的关键。本工程采用专利产品半灌浆接头套筒的方式，开发了新型的金属波纹管，并通过采用钢筋自动化数控加工设备、高精度定型钢制胎架、高精度模板等一系列先进技术，构件预制质量尤其是波纹管定位精度得到有效保障。现场拼装则借助BIM技术进行吊装过程虚拟仿真，有效应对高压线、路灯等市政设施的复杂工况和大质量预制构件吊装难题。立柱与承台的拼接工序，采用底部先坐浆，波纹管单个压浆的施工工艺。预制构件坐浆的结合面应设置粗糙面，施工时先进行预安装，标高及垂直度调整到位后，调节千斤顶保持位置不变，将立柱起高后进行铺浆，再正式安装立柱，在立柱坐落在垫层砂浆上之后不得再进行立柱垂直度调节，防止出现立柱底与砂浆脱离的现象。压浆、坐浆施工是现场的质量管理重点，接缝坐浆使用2cm厚、60MPa高强无收缩水泥基灌浆料，金属波纹管灌浆料采用100MPa高强无收缩水泥基灌浆料。浆料严格按产专利品使用说明书的要求计量灌浆料和水的用量，并搅拌均匀，每次拌制的灌浆料拌和物应进行流动度的检测，且流动度应满足规定，在制备后30min内用完。灌浆操作全过程安排专职检验人员负责旁站监督并及时形成施工质量检查记录。

综上所述，桥梁预制拼装施工技术的应用不仅是适应社会发展的必然要求，同时也是提高桥梁现场施工效率与施工质量的重要基础。因此，施工单位应加强对桥梁预制拼装施工技术及质量的控制，以提高桥梁工程质量、推动社会的全面发展。

参考文献

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[2]张鸿，王敏，郑和晖.节段预制拼装波腹板组合结构桥梁工艺试验[J].中外公路，2017，37（01）

[3]张鸿，张永涛，王敏.波腹板组合结构桥梁节段预制拼装关键技术[J].中国港湾建设，2016，36（02）