文/華天怡

1 工程概況

本工程新建立交匝道是在既有橋梁的基礎(chǔ)上增設(shè)往臨港主城區(qū)及科技城方向的兩根匝道，分別為T3、T6 匝道。T6 匝道分為兩段，總長(zhǎng)約1.8km；橋梁標(biāo)準(zhǔn)寬度為9m。本方案主要針對(duì)T3、T6 匝道橋梁預(yù)制混凝土構(gòu)件的安裝，包括預(yù)制立柱、預(yù)制蓋梁。預(yù)制立柱1570m3；預(yù)制蓋梁約1072m3。其中承臺(tái)與立柱、立柱與蓋梁之間采用超高強(qiáng)度混凝土UHPC 進(jìn)行連接。

2 UHPC 優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)

UHPC 的主要成分包括：母材（核心技術(shù)）、細(xì)砂、石英、粉煤灰、水泥、高效減水劑、速凝劑、特制鋼纖維等，與普通混凝土的差異在于有更低的含水量，更少的粗骨料以及特定的顆粒級(jí)配，其強(qiáng)度可達(dá)至180MPa。其優(yōu)點(diǎn)如下：采用UHPC 接縫，鋼筋搭接長(zhǎng)度≥10d，在標(biāo)準(zhǔn)組合內(nèi)力和承載能力組合內(nèi)力作用下基本處于彈性階段；UHPC 連接段的性能高于預(yù)制段，結(jié)構(gòu)破壞位于預(yù)制立柱部分，UHPC 連接段的性能滿足要求；鋼筋間距對(duì)構(gòu)件承載能力影響較小，鋼筋搭接施工誤差對(duì)構(gòu)件影響較小；UHPC 連接預(yù)制拼裝具有良好的滯回耗能性能和抗震性能；經(jīng)200 萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)后，在UHPC 與母材結(jié)合面處產(chǎn)生細(xì)微裂縫，但裂縫并未隨著疲勞次數(shù)的增加而發(fā)展；疲勞試驗(yàn)后的純彎靜載試驗(yàn)結(jié)果表明，構(gòu)件在破壞階段的變形能力和極限承載力并未降低。特點(diǎn)：鋼筋不焊接，搭接連接，施工快速、鋼筋定位要求低、適用于束筋布置（搭接長(zhǎng)度適當(dāng)加長(zhǎng)）。使用部位：墩柱與承臺(tái)連接處（空腔注漿、環(huán)縫連接）、墩柱與蓋梁連接處（空腔注漿、環(huán)縫連接）。

3 預(yù)制構(gòu)件安裝施工工藝

3.1 立柱安裝

立柱翻轉(zhuǎn)、起身,由于立柱為豎向澆筑和養(yǎng)生，水平運(yùn)輸，待養(yǎng)生14d 且混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后，在立柱頂安裝吊架，立柱即可翻轉(zhuǎn)和起身。在翻轉(zhuǎn)與起身過(guò)程中，杯口處需墊防護(hù)墊。立柱安裝調(diào)整采用兩種工藝，一種為安裝牛腿千斤頂調(diào)整法，另一種為承臺(tái)平整度補(bǔ)償調(diào)整法[1]。

立柱運(yùn)輸至吊裝現(xiàn)場(chǎng)并翻轉(zhuǎn)起身后，在立柱的4個(gè)面各焊接1 個(gè)鋼牛腿，作為千斤頂精調(diào)時(shí)的支撐點(diǎn)。每個(gè)鋼牛腿由1 塊40cm×13cm×2cm 預(yù)埋鋼板（立柱澆筑時(shí)預(yù)埋）、2 塊13cm×11cm×12cm 三角頂鐵、1 塊底座鋼板40cm×13cm×2cm 組成。承臺(tái)平整補(bǔ)償調(diào)整法,采用全站儀對(duì)承臺(tái)平面度進(jìn)行測(cè)量，取立柱四個(gè)角點(diǎn)為測(cè)量控制點(diǎn)，使用不同規(guī)格的鋼墊片對(duì)承臺(tái)平整度補(bǔ)償找平找正，承臺(tái)平整度≤1mm；在下部工序試吊時(shí)，然后復(fù)測(cè)立柱垂直度，復(fù)核承臺(tái)平整度補(bǔ)償成果，直至立柱垂直度滿足要求。

3.2 立柱試吊

試吊前需在承臺(tái)面上彈出立柱邊線，根據(jù)邊線位置安裝擋漿板，與承臺(tái)臨時(shí)固定不鎖死，并在杯口下安裝1cm 厚橡膠調(diào)節(jié)墊塊。擋漿模板采用10#槽鋼制作，擋漿模板與承臺(tái)采用膨脹螺栓固定，接觸面采用雙面膠止?jié){。立柱翻身后拎起立柱后緩慢水平旋轉(zhuǎn)至橋墩處進(jìn)行立柱臨時(shí)拼裝。在牛腿下安裝手動(dòng)液壓千斤頂，通過(guò)精調(diào)千斤頂來(lái)校正立柱垂直度，擋漿板位置也做相應(yīng)的調(diào)整。垂直度滿足要求后將立柱拎起，鎖死擋漿板，測(cè)量和記錄立柱4 個(gè)面的坐漿厚度。垂直度由二臺(tái)全站儀或經(jīng)緯儀在縱、橫面同時(shí)觀測(cè)進(jìn)行控制，允許偏差詳見(jiàn)驗(yàn)收要求表。

3.3 立柱吊裝施工

預(yù)制立柱的吊裝，對(duì)于立柱高度高，重量大（T62匝道圓弧段和標(biāo)準(zhǔn)段），選用350t 履帶吊吊裝；其他立柱吊裝選用200t 履帶吊或200t 汽車吊吊裝。預(yù)制蓋梁的吊裝，預(yù)制蓋梁重量均不大，選用200t 履帶吊或350t 汽車吊吊裝。吊裝時(shí)在履帶吊履帶下或汽車吊支腿下鋪設(shè)2×5m 厚20cm 的路基箱。

3.4 立柱與承臺(tái)的拼接

承臺(tái)與墩柱結(jié)合面處理,承臺(tái)澆筑完成，混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，還要對(duì)承臺(tái)交接面進(jìn)行鑿毛處理。原則上所有UHPC 交接面都要進(jìn)行鑿毛處理，鑿毛時(shí)注意對(duì)杯口保護(hù)，鑿毛粗糙面凹凸深度不小于6mm。墩柱腔內(nèi)鑿毛標(biāo)準(zhǔn)：鑿毛不宜過(guò)深，以不超過(guò)2mm 為宜。構(gòu)件預(yù)制后，腔內(nèi)有錯(cuò)臺(tái)的混凝土，高低混凝土需順坡鑿除。在腔內(nèi)部分注漿導(dǎo)管，割成與混凝土表面平順。預(yù)留鋼筋上混凝土過(guò)多的地方，需采用鋼絲刷進(jìn)行表面處理。

安裝擋漿模板，鑿毛完成后，在承臺(tái)上先安裝擋漿模板，擋漿模板比墩身尺寸大1cm。

坐漿，在模板內(nèi)抹M40 水泥砂漿找平層，找平層寬度為預(yù)制墩柱底混凝土寬度，保證M40 水泥砂漿層四面水平高差不大于2mm。待找平層強(qiáng)度達(dá)到要求后，方可進(jìn)行墩柱安裝施工。坐漿料的強(qiáng)度要求：砂漿墊層拌漿時(shí)制取試件，每個(gè)拼接部位不少于3 組。立柱與承臺(tái)接縫間的砂漿墊層，應(yīng)采用高強(qiáng)度低收縮砂漿，28d 抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于47.4MPa。砂漿墊層宜選用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的中砂，系度模數(shù)應(yīng)不小于2.6，含泥量應(yīng)不大于1%，且不應(yīng)有泥塊存在。砂漿墊層初凝時(shí)間宜大于2h。

UHPC 混凝土灌漿工藝，拌制工藝流程：試攪拌：試機(jī)完畢后根據(jù)材料配合比進(jìn)行試拌，根據(jù)攪拌出料的表觀、和易性、擴(kuò)展度試驗(yàn)等，確認(rèn)施工攪拌流程標(biāo)準(zhǔn)。

正式攪拌：每盤攪拌出料均需要進(jìn)行擴(kuò)展度實(shí)驗(yàn)、對(duì)于擴(kuò)展度不符要求的材料嚴(yán)禁使用，采用調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)配合比的方法進(jìn)行調(diào)整，如果仍然無(wú)法達(dá)到使用要求，做廢料處理；嚴(yán)禁使用不合格的攪拌料進(jìn)行澆筑施工。擴(kuò)展度不符合要求，現(xiàn)場(chǎng)配合比的調(diào)整方法，根據(jù)材料擴(kuò)展度，試驗(yàn)技術(shù)員通過(guò)調(diào)整液劑的添加量來(lái)進(jìn)行調(diào)整。配合比中各種材料的允許偏差為±1%。

攪拌流程：超高性能混凝土（UHPC）拌和采用立軸行星式快速攪拌機(jī)；項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)組織定期對(duì)攪拌設(shè)備進(jìn)行檢修、保養(yǎng)、調(diào)試。粉料、鋼纖維材料、水準(zhǔn)備到位，空轉(zhuǎn)設(shè)備檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。拌和前，應(yīng)根據(jù)當(dāng)日天氣、溫度、濕度、風(fēng)速適當(dāng)調(diào)整拌和用水，并做好記錄。每日拌和前應(yīng)對(duì)攪拌機(jī)水計(jì)量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，攪拌機(jī)內(nèi)壁應(yīng)濕潤(rùn)且無(wú)明水殘留。攪拌應(yīng)按試驗(yàn)規(guī)定的攪拌程序進(jìn)行，攪拌程序?yàn)椋篈 啟動(dòng)攪拌機(jī)—B 投入粉料（攪拌30s）—C 加水—D 攪拌240s（觀察物料狀態(tài)）—E 投入纖維、攪拌180s（觀察物料狀態(tài)）—F 出料。每盤投料時(shí)間為1.5min，攪拌時(shí)間為7.5min，卸料2min，每盤從投料攪拌到卸料合計(jì)為11min。攪拌加料過(guò)程，試驗(yàn)員必須對(duì)粉料、鋼纖維、水的添加量、鋼纖維投料時(shí)間和速度嚴(yán)格控制。攪拌完成后，不得往成品UHPC 濕料中添加任何水或者外加劑?；炷翉臄嚢钑r(shí)間起至澆筑結(jié)束，一般要求在1h內(nèi)完成[2]。

灌漿前強(qiáng)度要求：試驗(yàn)檢測(cè)，擴(kuò)展度檢測(cè)要求是在攪拌完成時(shí)進(jìn)行第一次擴(kuò)展度檢測(cè)，需大于設(shè)計(jì)值700mm；一小時(shí)后(第二次)擴(kuò)展度檢測(cè)，大于設(shè)計(jì)值600mm 才符合指標(biāo)要求，達(dá)到灌注條件。注漿方式，根據(jù)施工進(jìn)度提供2 種泵送方式。

試驗(yàn)段施工，橋墩高度低，采用固定式細(xì)石混凝土泵進(jìn)行泵送灌漿。存在問(wèn)題是，泵管按照需要搭設(shè)支架固定，泵管拆卸清洗困難，注漿時(shí)間長(zhǎng)。

正式大規(guī)模施工，考慮到墩柱高度較高、泵管拆接困難，擬采用吊斗進(jìn)行注漿，吊斗為自落式料斗。具體做法為用叉車將吊斗運(yùn)至灌注橋墩位置，再用吊車將吊斗吊至注漿孔附近（承臺(tái)位置注漿的，吊斗放置在地面；承臺(tái)頂注漿的，吊斗放置在承臺(tái)頂面），然后吊車撤離。利用吊斗內(nèi)UHPC 良好的流動(dòng)性，通過(guò)重力作用自動(dòng)灌漿。大規(guī)模施工期間，可通過(guò)多配置料斗縮短施工時(shí)間。

UHPC 灌漿，選取1 個(gè)為灌漿孔，旁邊2 個(gè)為觀察孔，對(duì)面一個(gè)為冒漿孔。注漿時(shí)，采用插入式振搗棒振搗密實(shí)。4 個(gè)灌漿孔均應(yīng)進(jìn)行插入振搗，插入深度約90cm；每個(gè)灌漿孔插入振搗時(shí)間為60～90s。振搗分兩次，第一次振搗時(shí)間為灌漿高度到達(dá)25cm 時(shí)；第二次為灌漿高度到達(dá)45cm 時(shí)。當(dāng)觀察到漿液基本充滿觀察孔時(shí)，封閉可采用土工布堵塞觀察口、用多層塑料膜進(jìn)行封口。用6L 小桶在冒漿孔位置收漿。收漿時(shí)注意控制泵速。接料完畢后，進(jìn)行擴(kuò)展度測(cè)試。采用灌漿方量和冒漿雙重控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)灌漿方量（首件用、試驗(yàn)用、損耗）達(dá)到，冒漿孔接收漿料完成后，可停止注漿。

養(yǎng)護(hù)，UHPC 澆筑完成后，應(yīng)立即封閉注漿孔及冒漿孔進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。保濕養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間不得少于7d。其中前3d 需要靜置養(yǎng)護(hù)；至少3d 后方可進(jìn)行下道工序施工。

3.5 立柱與蓋梁拼接

蓋梁與墩柱結(jié)合面處理，蓋梁與墩柱結(jié)合面處理和墩柱與承臺(tái)結(jié)合面處理一樣，不再贅述。

坐漿，與承臺(tái)面坐漿一致。

UHPC 混凝土灌漿工藝，與立柱與承臺(tái)連接一致。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著橋梁拼裝施工技術(shù)的普及和大量預(yù)制構(gòu)件的出現(xiàn)，橋梁施工逐步走向產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和規(guī)?；?。對(duì)于預(yù)制柱的現(xiàn)場(chǎng)安裝，上述施工工藝可以方便快捷地完成預(yù)制柱的現(xiàn)場(chǎng)安裝，相較于上一代灌漿套筒連接技術(shù)，不僅提高了預(yù)制柱的安裝效率，縮短了施工周期，而且提高了安裝質(zhì)量，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)促進(jìn)城市高架橋建設(shè)產(chǎn)業(yè)化具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。