肖 堯，吳成剛，譚 強

（中交一公局第四工程有限公司，廣西 南寧 530033）

裝配式技術(shù)是國家近年來大力推行的建筑業(yè)十項新技術(shù)之一，是國家促進建筑產(chǎn)業(yè)升級、加快建筑業(yè)技術(shù)進步的重要舉措，在房建工程的領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。由于連接器、灌漿材料、構(gòu)件預(yù)制、運輸、吊裝和拼裝等施工過程中成本較高，導(dǎo)致預(yù)制拼裝方式施工的橋梁工程造價普遍要比傳統(tǒng)現(xiàn)澆方式施工的費用高，因此在公路行業(yè)的應(yīng)用起步較晚，特別是對于山區(qū)高速公路，裝配式橋梁下構(gòu)的應(yīng)用更少。近年來，隨著連接器產(chǎn)品和灌漿材料生產(chǎn)的普遍化，大型機械設(shè)備的應(yīng)用以及預(yù)制場規(guī)模和預(yù)制能力的發(fā)展，預(yù)制裝配式橋梁會逐漸在工程建設(shè)中突顯出其特有的優(yōu)勢。

1 工程概況

廣西某高速公路項目，位于桂平市東南部，路線起于尋旺鄉(xiāng)珍珠村北東向1500m的高嶺，終于社步鎮(zhèn)烏竹村正西側(cè)1700m處士久埌。起訖樁號K158+900～ K175+050，標(biāo)段全長16.166km。標(biāo)段主要工程量：挖方268萬m3，填方250萬m3，路基長度15.05km，橋梁1115.5m/7座，橋隧比6.9%，天橋2座，涵洞22座，通道22座。項目部積極探索橋梁裝配式下構(gòu)施工，并在該標(biāo)段的蟠龍大橋進行了試點應(yīng)用。該橋梁全長507.5m，為20m×25m箱梁，梁片160片，預(yù)制墩柱76根，為1.2m×1.2m的正方形方墩，最大墩高為10.8m，最大混凝土量為15.6m3，重39t；預(yù)制蓋梁38片，尺寸為11.45m×2.0m×1.8m，混凝土量為29.5m3，重74t。裝配式下構(gòu)的施工在廣西尚屬首例，需要對施工中的各工序流程進行詳細闡述，特別是其拼裝接頭屬于關(guān)鍵工序，既要確保牢固、安全，又要結(jié)構(gòu)簡單、便于施工。通過對預(yù)制拼接過程的關(guān)鍵技術(shù)進行探討，以期指導(dǎo)后期類似橋梁工程施工。

2 預(yù)制拼裝技術(shù)的特點和優(yōu)勢

相比傳統(tǒng)橋梁施工技術(shù)，在現(xiàn)代化市政橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用預(yù)制拼裝技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，如表1所示。

預(yù)制裝配式技術(shù)不僅有利于提高路橋施工的效率和質(zhì)量，同時也有利于提高能源和材料的利用效率，減少浪費，對保護環(huán)境起著積極的推動作用。預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量通病相對較小，構(gòu)件生產(chǎn)規(guī)?；谕茝V工廠化和標(biāo)準(zhǔn)化施工，大大提高構(gòu)件施工的品質(zhì)及生產(chǎn)效率。施工過程中，可以有效地對構(gòu)件鋼筋間距、外觀等進行控制，鋼筋保護層合格率及外觀質(zhì)量大大優(yōu)于現(xiàn)場澆筑的同類型構(gòu)件。在構(gòu)件進行規(guī)模化生產(chǎn)的過程中，可以提高標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn)的水平。預(yù)制裝配式橋梁主要構(gòu)件的生產(chǎn)方式都是統(tǒng)一的工業(yè)化生產(chǎn)，利用各種機械化設(shè)備進行現(xiàn)場拼裝，有助于提高公路橋梁工程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、信息化和智能化管理的水平。

在應(yīng)用過程中產(chǎn)生的廢棄物和廢氣不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，同時可以使各類資源得到充分的利用，降低了能源的消耗，符合目前“節(jié)能減排”的趨勢，也符合節(jié)約環(huán)保的理念以及國家倡導(dǎo)的“工程建設(shè)節(jié)約環(huán)保、減污降耗”的社會要求。同時，將已經(jīng)在市政工程及平原區(qū)高速公路中裝配式橋梁下構(gòu)的成功經(jīng)驗移植到山區(qū)高速公路的施工中，填補廣西暫無裝配式橋梁下構(gòu)施工空白，極大地提高了廣西公路裝配式橋梁建設(shè)的技術(shù)水平，對于工期緊、環(huán)保要求高、工程質(zhì)量要求高的項目具有很大的作用，可以促進建筑產(chǎn)業(yè)升級，加快建筑業(yè)技術(shù)進步，也符合國家及地區(qū)的可持續(xù)綠色發(fā)展理念。

3 預(yù)制拼裝技術(shù)

經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)目前主要有以下幾種裝配式構(gòu)件預(yù)制拼裝施工技術(shù)。

3.1 后張法預(yù)應(yīng)力筋連接

表1 傳統(tǒng)現(xiàn)澆橋梁施工與預(yù)制拼裝技術(shù)對比

通過高強砂漿墊層或環(huán)氧樹脂膠接縫的處理實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件間的拼接，預(yù)應(yīng)力筋或鋼絞線通過接縫，設(shè)計理論、計算分析及施工技術(shù)經(jīng)驗比較成熟，強度、剛度、穩(wěn)定性等力學(xué)特性可靠性高。不足之處在于設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋的基礎(chǔ)上還要進行各類型構(gòu)造配筋的布置，墩身造價偏高，預(yù)應(yīng)力筋進行穿筋、張拉、壓漿等現(xiàn)場施工工序，工藝較復(fù)雜、周期長。

3.2 濕接縫連接

構(gòu)件預(yù)制時，需要預(yù)留外露連接鋼筋，便于與其他需要連接部位構(gòu)件的搭接。施工時，需要對兩個擬連接的構(gòu)件設(shè)置穩(wěn)定的臨時支撐結(jié)構(gòu)，連接后澆筑濕接縫混凝土形成穩(wěn)定體系。濕接縫構(gòu)造連接技術(shù)在國內(nèi)的橋梁中應(yīng)用較多，如上海長江大橋。濕接縫構(gòu)造的力學(xué)性能類似于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土，整體性較好，連接部位的強度和剛度滿足要求。不足之處是濕接縫混凝土的施工及養(yǎng)護周期較長，現(xiàn)場的鋼筋連接、混凝土澆筑、養(yǎng)生等工作量增加。

3.3 承插和插槽連接

主要采用在底部的現(xiàn)澆構(gòu)件上預(yù)留槽口、預(yù)制構(gòu)件插入、澆筑混凝土的方式進行連接，周期較長，構(gòu)件連接時，預(yù)留槽底部采用高強砂漿座漿處理，使用低流動性的混凝土進行預(yù)留槽的填充。該連接方式的施工精度要求較其他的連接方式低，便于施工操作，施工工序較其他的連接方式簡單，施工方作業(yè)量少，但是其連接部位的力學(xué)性能不足，抗震能力需進一步深入驗證、研究，目前國內(nèi)尚無成套的施工技術(shù)研究資料。

3.4 灌漿套管或波紋管連接

在下部的承臺或系梁、墩身預(yù)留連接鋼筋及連接器，構(gòu)件的連接面采用2～4cm的高強砂漿墊層進行填平處理，灌漿連接主要使用高強、無收縮、微膨脹的水泥基灌漿料。該種連接方式與現(xiàn)澆混凝土構(gòu)造類型連接部位的強度、剛度、穩(wěn)定性較好。在預(yù)制、運輸和安裝過程中，需要充分考慮墩柱和蓋梁的吊裝和轉(zhuǎn)體等工況，保證結(jié)構(gòu)安全，但對于預(yù)埋件的精度要求較高，預(yù)埋預(yù)設(shè)構(gòu)件不得損傷結(jié)構(gòu)本體和結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋，并不得成為結(jié)構(gòu)的腐蝕通道，必須保證結(jié)構(gòu)外觀、結(jié)構(gòu)本體質(zhì)量和結(jié)構(gòu)耐久性?，F(xiàn)場施工周期短，僅需進行砂漿填平、注漿錨固等較少的工作量，經(jīng)濟效益具有較大的優(yōu)越性。相較于其他的連接結(jié)構(gòu)方式，其施工成本投入較低，主要用于地震烈度在6度以下的地區(qū)，在國內(nèi)應(yīng)用范圍較廣，技術(shù)也相對比較成熟。在構(gòu)件預(yù)制需充分考慮預(yù)制存放期間的收縮徐變效應(yīng)，以保證構(gòu)件后期安裝定位的準(zhǔn)確性，其抗震能力仍需進一步研究。

半灌漿套筒連接方式與現(xiàn)澆的混凝土構(gòu)造類型及其連接部位的強度、剛度、穩(wěn)定性相近。在系梁澆筑及墩柱預(yù)制時，預(yù)留連接鋼筋，在墩柱及蓋梁預(yù)制時，底部預(yù)埋半灌漿套筒，安裝時將半灌漿套筒套入鏈接鋼筋內(nèi)，然后使用高強、無收縮、微膨脹的水泥基灌漿料填塞半灌漿套筒及鏈接鋼筋之間的空隙，既起到錨固作用，又對連接鋼筋起到了防銹作用。

4 灌漿連接預(yù)制拼裝關(guān)鍵技術(shù)

4.1 設(shè)計連接構(gòu)造

綜合考慮設(shè)計理念及施工操作的簡便性，利用高強、高流態(tài)、防離析、無收縮、微膨脹的水泥基灌漿料對連接套筒或波紋管和鋼筋之間縫隙填充密實，待其凝固、硬化后形成穩(wěn)固的錨固接頭構(gòu)造，成為螺紋鋼筋、灌漿套筒、高強灌漿料的錨固體系，將力在兩個連接端的鋼筋之間進行傳遞。若墩柱與系梁、墩柱與蓋梁之間采用半灌漿金屬套筒連接方式，則預(yù)埋鋼筋+套筒+灌漿料組合成錨固體系，各個結(jié)合面采用高強砂漿座漿找平，砂漿終凝后進行套筒的灌漿作業(yè)，灌漿后進行蓋梁的吊裝作業(yè)。灌漿料具有一定的微膨脹作用，組成的錨固體系抗拉力與鋼筋焊接或機械連接的拉力類似。

4.2 連接部位力學(xué)性能要求

根據(jù)相關(guān)的機械連接接頭的規(guī)范要求，形成穩(wěn)固錨固體系后的構(gòu)件出現(xiàn)斷裂時，要求在連接的范圍內(nèi)不能出現(xiàn)斷裂、破壞現(xiàn)象，連接部位的鋼筋不能相對灌漿套筒內(nèi)的灌漿體產(chǎn)生水平滑移。在箍筋約束情況良好時，試件多出現(xiàn)彎剪破壞現(xiàn)象，且以彎曲為主，極少產(chǎn)生剪切脆性破壞。因此，預(yù)制拼裝橋墩立柱破壞現(xiàn)象與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩破壞現(xiàn)象基本相近，預(yù)制構(gòu)件的安全性能與質(zhì)量得到了保證。

5 結(jié)束語

預(yù)制構(gòu)件與傳統(tǒng)的施工方法相比，對周邊環(huán)境影響小，受天氣條件影響小，采用裝配式能夠降低成本，提高建造效率，降低行業(yè)整體能耗，有利于快速施工，同時避免或減少了工人的高空作業(yè)時間，降低了安全風(fēng)險。工廠內(nèi)規(guī)?；?、程序化的作業(yè)對施工質(zhì)量更有保障。縮小施工影響范圍，合理降低污染，將綠色城市的發(fā)展理念與裝配式相結(jié)合，在滿足結(jié)構(gòu)方面的要求的同時也考慮了綠色施工方面的需求。