朱 標(biāo)金一峰黎 果李清云馮曉東

（1.紹興市城投建筑工業(yè)化制造有限公司，浙江 紹興 312030；2.浙江交工集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310051；3.紹興文理學(xué)院，浙江 紹興 312000）

0 引言

傳統(tǒng)現(xiàn)澆式橋梁建造過程中，往往存在施工周期較長(zhǎng)、干擾交通、資源浪費(fèi)且對(duì)周邊環(huán)境影響大等橋梁施工問題。相比之下，預(yù)制裝配法具有施工速度快，對(duì)交通秩序干擾較小，有效減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)資源合理利用等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。同時(shí)隨著城市橋梁美觀性越發(fā)重要，鉆石型蓋梁應(yīng)運(yùn)而生，但由于其各斷面鋼筋構(gòu)件尺寸均不相同，鋼筋位置空間坐標(biāo)定位困難，模板形狀多樣通用性差，不同規(guī)格蓋梁重心位置均不相同，對(duì)該結(jié)構(gòu)的預(yù)制施工技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn) 。在我國預(yù)制裝配橋梁發(fā)展的初期，是以主梁和橋面板的預(yù)制安裝為主。但隨著預(yù)制裝配施工技術(shù)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制施工技術(shù)開始逐步成熟。2012年，在S6公路中首次應(yīng)用橋梁構(gòu)件預(yù)制拼裝技術(shù)進(jìn)行了橋墩和蓋梁的預(yù)制拼裝。目前鉆石型蓋梁預(yù)制尚未出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化施工技術(shù)，在控制鋼筋定位精度及安裝誤差上仍存在較大不足，同時(shí)鉆石型蓋梁有別于傳統(tǒng)蓋梁，內(nèi)部鋼筋布置及模板需重新設(shè)計(jì)，因此該文以實(shí)際工程為背景，針對(duì)鉆石型蓋梁標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制施工技術(shù)，介紹了其施工步驟和技術(shù)要點(diǎn)，為鉆石型蓋梁的預(yù)制裝配施工提供了參考。

1 預(yù)制鉆石型蓋梁概況

如今預(yù)制蓋梁已在國內(nèi)全面鋪展開來，嘉閔高架、S7高速公路上均使用了預(yù)制拼裝的蓋梁、立柱、橋臺(tái)及基樁，以加快建設(shè)速度。此外，對(duì)裝配式鋼混組合橋面板的工業(yè)化生產(chǎn)及預(yù)制施工的具體內(nèi)容已經(jīng)展開研究[3]，針對(duì)各項(xiàng)裝配式施工技術(shù)以及施工過程中的受力性能進(jìn)行分析，該文以紹興智慧快速路多棱角變截面預(yù)制裝配混凝土蓋梁（鉆石型蓋梁）為背景工程，以標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制施工技術(shù)為手段，從鋼筋構(gòu)件工廠化生產(chǎn)出發(fā)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化施工措施預(yù)制鉆石型蓋梁，其中蓋梁節(jié)段質(zhì)量均大于200t，且分段蓋梁的連接方式主要采用了濕接工藝。

2 鉆石型蓋梁預(yù)制施工技術(shù)

2.1 鋼筋半成品加工

鋼筋半成品加工過程中存在的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)則是在于鋼筋安裝的空間位置。傳統(tǒng)的鋼筋定位技術(shù)是通過改變施工工藝以及設(shè)計(jì)胎架的方式達(dá)到精確安裝的目的[4-5]。而目前BIM技術(shù)在高速公路橋梁工程施工、吊裝階段工程施工、現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件施工、鋼筋預(yù)埋件安裝都有廣泛的應(yīng)用[6-7]，同時(shí)該文也基于BIM技術(shù)提出一種鋼筋安裝精度測(cè)量技術(shù)，以鋼筋鉆石型蓋梁的鋼筋骨架確定為例，通過BIM數(shù)據(jù)模擬進(jìn)而確定內(nèi)部鋼筋的準(zhǔn)確位置，通過細(xì)部調(diào)整提高鋼筋定位精度，其具體操作步驟如下。

2.1.1 鋼筋截面數(shù)據(jù)確定

采用BIM技術(shù)對(duì)施工圖進(jìn)行深入計(jì)算，獲取鋼筋尺寸及形狀數(shù)據(jù)，通過對(duì)蓋梁內(nèi)部箍筋、主筋、灌漿套筒、預(yù)應(yīng)力波紋管進(jìn)行三維建模和三維透視，在模型視圖中將會(huì)自行獲取各種鋼筋的間距以及空間坐標(biāo)，并自動(dòng)標(biāo)識(shí)產(chǎn)生鋼筋碰撞區(qū)域。利用該技術(shù)可快速實(shí)現(xiàn)主筋、箍筋、水平筋的精確定位，避免蓋梁內(nèi)部構(gòu)件間的相互沖突碰撞，為主筋、水平筋在端頭板上開孔提供位置和數(shù)據(jù)依據(jù)。利用BIM透視圖、鋼筋截面數(shù)據(jù)表對(duì)班組進(jìn)行三維可視化的技術(shù)交底，如圖1所示。要求施工班組嚴(yán)格遵循圖紙數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行施工，同時(shí)需要注意各個(gè)下料鋼筋的尺寸，保證安裝構(gòu)件所用鋼筋的尺寸均符合設(shè)計(jì)要求。

圖1 蓋梁箍筋截面

2.1.2 半成品加工

將通過BIM軟件優(yōu)化后的箍筋截面數(shù)據(jù)錄入數(shù)控設(shè)備對(duì)鋼筋原材進(jìn)行彎曲加工，鋼筋骨架生產(chǎn)前在箍筋定位盤上對(duì)每個(gè)截面三肢箍筋按空間位置疊起，焊接形成整體，再根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所提供的該截面對(duì)應(yīng)預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)數(shù)據(jù)焊接管道定位鋼筋，加工成箍筋鋼筋骨架片“塊體”，并根據(jù)BIM提供的箍筋數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、復(fù)核，然后編碼標(biāo)識(shí)、整齊碼放，防止箍筋截面安裝順序錯(cuò)亂。通過這一系列流程化的施工操作，旨在能夠精準(zhǔn)確定鋼筋骨架中波紋管及定位筋的空間位置。

2.2 胎架設(shè)計(jì)與安裝

可調(diào)節(jié)蓋梁鋼筋籠綁扎平臺(tái)由底座、導(dǎo)軌和移動(dòng)支架組成，導(dǎo)軌與底座固定，移動(dòng)支架與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，移動(dòng)支架上設(shè)有橫向支撐梁和用于連接橫向支撐梁的連接孔，連接孔沿移動(dòng)支架豎向分布。綁扎平臺(tái)用于放置箍筋骨架片和主筋，方便穿插上排主筋、水平筋，方便人員站位。胎架拼裝過程要求胎架底座安裝水平，精度控制在±2mm內(nèi)。豎桿安裝要求位置精確狀態(tài)垂直，精度控制在±2mm內(nèi)。胎架安裝完成后對(duì)各豎桿整體測(cè)量，保證每個(gè)豎桿在同一條線上，防止主筋安裝時(shí)產(chǎn)生彎扭，同時(shí)在胎架單側(cè)和爬升胎架上按照設(shè)計(jì)圖紙精確定位箍筋位置并開槽，槽口比箍筋直徑大2mm，方便安裝并嚴(yán)格控制箍筋間距，側(cè)面采用槽鋼開槽控制箍筋位置，保證保護(hù)層厚度。從而實(shí)現(xiàn)多型號(hào)蓋梁的胎架通用性。

2.3 灌漿套筒安裝

將每個(gè)灌漿套筒垂直安裝在定位盤上，使用水平尺或靠尺檢測(cè)每個(gè)灌漿套筒安裝后垂直度，保證所有灌漿套筒均垂直于定位盤，垂直度調(diào)整完畢后套筒底部用底部柱塞擰緊，使柱塞內(nèi)部膨脹擠壓灌漿套筒，保證套筒固定垂直，垂直度允許偏差小于2mm，套筒間距允許偏差±2mm。套筒上部插入φ40mm主筋，主筋與套筒之間用密封環(huán)密封，并涂抹玻璃膠保證灌漿套筒預(yù)制端的密封性。套筒外部采用7道箍筋固定，每道箍筋間距10cm，箍筋與套筒不允許焊接，套筒頂部加設(shè)一道箍筋緊壓密封環(huán)，為保證φ40mm主筋符合圖紙要求間距，并且保證套筒與主筋的整體穩(wěn)定性，采用φ20mm鋼筋在主筋周圈進(jìn)行通長(zhǎng)焊接固定。

灌漿套筒調(diào)整到位后，開始安裝進(jìn)、出漿管。兩側(cè)進(jìn)、出漿管采用鍍鋅鐵管，中間部分套筒采用PVC管引至蓋梁頂部，便于后續(xù)壓漿操作。進(jìn)漿管布置在下端，出漿管布置在上端，同時(shí)鍍鋅鐵管進(jìn)出漿管在端部安裝止?jié){塞，PVC管進(jìn)出漿管采用膠帶進(jìn)行封口。而針對(duì)灌漿套筒底端與定位板的交接處則使用玻璃膠密封，防止混凝土澆筑時(shí)水泥漿進(jìn)入套筒內(nèi)，堵塞灌漿套筒。

2.4 鋼筋骨架安裝

蓋梁鋼筋骨架綁扎采用分段匹配安裝，主筋安裝時(shí)為確保兩端分節(jié)蓋梁完全匹配，上下層主筋間距中間使用定位卡槽控制上下排主筋間距和左右間距，允許偏差±2mm，主筋連接采用雙螺紋套筒連接。此外還需要進(jìn)行濕接縫端頭板安裝、蓋梁箍筋安裝、蓋梁頂、底部主筋安裝、彎起鋼筋安裝、兩側(cè)水平筋安裝、預(yù)應(yīng)力波紋管安裝、鋼絞線安裝、端頭錨具安裝、擋塊、吊點(diǎn)、下墊石預(yù)留鋼筋等預(yù)埋件安裝，具體操作如下：1）濕接縫端頭板安裝。端頭板安裝在胎架中間上的端頭板卡銷上，保證端頭板垂直，使用水平尺或靠尺檢驗(yàn)端頭板垂直度，保證端頭板偏差小于2mm。2）蓋梁箍筋安裝。在綁扎胎架的卡槽內(nèi)從套筒邊緣第一道箍筋向懸挑端按編號(hào)順序依次安裝蓋梁箍筋骨架片。3）蓋梁頂、底部主筋安裝。在綁扎胎架尾部的操作平臺(tái)上，將主筋穿過箍筋骨架片和端頭板的主筋預(yù)留口，做到主筋精確定位，將主筋和箍筋骨架片用點(diǎn)焊固定，匹配式主筋對(duì)接允許偏差小于2mm。上下層主筋間距中間使用定位卡槽控制上下排主筋間距和左右間距，允許偏差±2mm，主筋精確定位安裝，廠內(nèi)預(yù)對(duì)接用鋼管套齊，確?，F(xiàn)場(chǎng)雙螺套的安裝精度。4）彎起鋼筋安裝。在蓋梁骨架內(nèi)部安裝彎起鋼筋并焊接，并根據(jù)BIM三維可視化模型對(duì)彎起鋼筋空間位置、長(zhǎng)度、角度進(jìn)行建模微調(diào)，避免鋼筋現(xiàn)場(chǎng)直接下料安裝的碰撞問題。5）兩側(cè)水平筋安裝。在綁扎胎架尾部的放置平臺(tái)上，將水平筋穿過箍筋骨架片和端頭板，準(zhǔn)確安裝在端頭板的水平筋預(yù)留口內(nèi)，將水平筋和箍筋骨架片用扎絲綁扎固定。6）預(yù)應(yīng)力波紋管安裝。在蓋梁鋼筋骨架內(nèi)，按圖紙所給預(yù)應(yīng)力空間坐標(biāo)位置準(zhǔn)確安裝塑料波紋管預(yù)應(yīng)力管道。從預(yù)應(yīng)力定位筋中穿波紋管，并用“U”形筋進(jìn)行再固定。對(duì)安裝完成后的管道進(jìn)行坐標(biāo)復(fù)測(cè)，偏差值控制在5mm以內(nèi)。當(dāng)波紋管位置與鋼筋位置沖突時(shí)，適度調(diào)整鋼筋位置，確保波紋管的線形，盡量減少預(yù)應(yīng)力損失。7）鋼絞線安裝。場(chǎng)內(nèi)張拉采用預(yù)埋P錨單端張拉，在鋼筋骨架中須精準(zhǔn)安裝P錨限位板，穿插鋼絞線，確保P錨鋼絞線端部擠壓套緊貼著限位板。鋼絞線在擠壓套外端應(yīng)露出擠壓套筒2mm～5mm，以保證擠壓套與鋼絞線的握裹力。防止在張拉時(shí)拉脫造成滑絲。8）端頭錨具安裝。在蓋梁尾部及中間濕接縫處安裝內(nèi)嵌式錨具及深埋套筒，用鋼筋托起錨具，保證錨具安裝水平，并在螺旋筋處安裝3層加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)片加強(qiáng)保護(hù)。9）擋塊、吊點(diǎn)、下墊石預(yù)留鋼筋等預(yù)埋件安裝。按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)擋塊、支座墊石鋼筋及預(yù)埋件進(jìn)行加工，確保在混凝土表面規(guī)格尺寸及預(yù)留混凝土內(nèi)錨固長(zhǎng)度滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，預(yù)留位置按照設(shè)計(jì)圖紙的位置預(yù)留，預(yù)留長(zhǎng)度按照鋼筋焊接規(guī)范要求預(yù)留，保證焊接長(zhǎng)度。通過三維軟件核算蓋梁吊點(diǎn)位置，按照軟件重心計(jì)算位置進(jìn)行吊點(diǎn)安裝。

2.5 模板設(shè)計(jì)與安裝

2.5.1 蓋梁模板通用化設(shè)計(jì)

因蓋梁類型較多且結(jié)構(gòu)尺寸和形狀多變，特對(duì)蓋梁鋼模板按相同懸挑段長(zhǎng)度不同平直段長(zhǎng)度進(jìn)行通用性設(shè)計(jì)，通過現(xiàn)場(chǎng)模板組合拼接實(shí)現(xiàn)相似蓋梁模板安裝的需求，最大限度地提高模板利用率。

2.5.2 模板拼裝及鋼筋骨架入模

2.5.2.1 底模拼裝

底模拼裝分2步進(jìn)行，先進(jìn)行平直段（即：套筒位置）就位固定，再進(jìn)行兩端懸挑段底模拼裝。

首先平放3段鋼模板，調(diào)整平整，將挑臂段用龍門吊移向平直段模板并用高強(qiáng)螺栓將其連接。當(dāng)蓋梁底模三段拼接完成后，固定套筒定位板，采用卡槽將其與底模連接，四邊均設(shè)置倒角，將鋼筋骨架整體吊裝至底模槽口內(nèi)。

2.5.2.2 鋼筋骨架入模

底模拼裝完成后，將底模清理干凈，對(duì)底模涂抹脫模劑后按照所標(biāo)邊線安放。采用通用化設(shè)計(jì)的蓋梁專用吊具吊運(yùn)鋼筋骨架，吊裝過程要求慢速平穩(wěn)，保證鋼筋骨架不變形。

鋼筋骨架入模時(shí)，下放速度緩慢，讓蓋梁套筒定位板四邊倒角精確下放到底模預(yù)留的定位盤槽口內(nèi)，保證定位盤位置偏差小于2mm。

2.5.2.3 其余模板安裝、固定

蓋梁鋼筋骨架吊裝入底模后，按照蓋梁規(guī)格類型選取對(duì)應(yīng)尺寸的大塊定型鋼模板作為側(cè)模進(jìn)行吊裝，吊裝到位后使用高強(qiáng)螺栓將拼接面與底部模板進(jìn)行連接固定。而后吊裝兩側(cè)懸挑端頭模板，同樣通過高強(qiáng)螺栓將兩側(cè)側(cè)模與底模連接成整體。最后的擋塊內(nèi)側(cè)模板選用木模，通過兩側(cè)螺栓孔錨入高強(qiáng)螺栓設(shè)置一道橫撐，橫撐與擋塊內(nèi)側(cè)木模設(shè)置4道桿件支撐，防止擋塊內(nèi)側(cè)木模跑模漏漿。當(dāng)模板安裝好后，測(cè)量及技術(shù)人員應(yīng)對(duì)其測(cè)量檢查，使模板安裝位置、垂直度等滿足要求。

2.6 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑采用C60高性能混凝土泵送澆筑，澆筑時(shí)嚴(yán)格按照標(biāo)高線進(jìn)行澆筑，同時(shí)應(yīng)注意對(duì)機(jī)械進(jìn)行防護(hù)，減少對(duì)施工場(chǎng)地清潔的影響?；炷翝仓埃枰陬A(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)穿入塑料內(nèi)撐管，防止波紋管擠壓內(nèi)陷以及波紋管損壞漏漿。

根據(jù)蓋梁灌漿套筒的結(jié)構(gòu)特殊性，在分層澆筑的基礎(chǔ)上對(duì)混凝土澆筑順序進(jìn)行改進(jìn)。待混凝土沒過灌漿套筒后再采用分層澆筑方式，確保不會(huì)因混凝土流動(dòng)產(chǎn)生的壓力破壞套筒進(jìn)、出漿管與灌漿套筒的連接?；炷琳駬v時(shí)保證振搗棒與灌漿套筒的距離不得小于15cm，減少振搗對(duì)灌漿套筒的影響。

待混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后方可進(jìn)行拆模。澆筑混凝土及拆除模板時(shí)，需按照相關(guān)拆模要求和順序，依次拆除模板。拆除模板后及時(shí)進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于7d。最后使用輕便手推式鑿毛車進(jìn)行底部鑿毛，完成后將蓋梁存放在存放區(qū)域。

2.7 蓋梁預(yù)制施工質(zhì)量控制

鉆石型蓋梁標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制施工技術(shù)主要施工流程如圖2所示，各施工環(huán)節(jié)須嚴(yán)格按順序執(zhí)行，避免返工調(diào)整，精確把控各環(huán)節(jié)施工生產(chǎn)質(zhì)量。如鋼筋半成品加工過程中，須對(duì)鋼筋成品進(jìn)行不定時(shí)抽檢；進(jìn)行灌漿套筒安裝的連接穩(wěn)定性驗(yàn)算；合理設(shè)置蓋梁養(yǎng)護(hù)過程中養(yǎng)護(hù)時(shí)間、濕度、溫度參數(shù)等。

圖2 蓋梁預(yù)制施工技術(shù)流程圖

3 結(jié)語

預(yù)制鉆石型蓋梁不僅滿足現(xiàn)在橋梁的美觀要求而且能夠加快施工速度，降低施工成本，最大限度地減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，特別適合在城市高架和跨線橋的建設(shè)中應(yīng)用。該文結(jié)合實(shí)際工程，介紹了裝配式鉆石型蓋梁標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制的施工工藝和技術(shù)要點(diǎn)。該工程涉及多種施工技術(shù)，采用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋼筋的精準(zhǔn)定位；設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)蓋梁鋼筋籠綁扎平臺(tái)可以有效控制鋼筋骨架定位誤差；設(shè)計(jì)通用定型化模板及精準(zhǔn)安裝技術(shù)，可確保鋼筋骨架的精準(zhǔn)定位及安裝；最后進(jìn)行混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)完成鉆石型蓋梁預(yù)制流程。該文提出的施工技術(shù)方法可為同類預(yù)制蓋梁施工提供參考。