喬 豐

（上海建工集團股份有限公司，上海市 200080）

0 引言

裝配式建筑是目前各類建造方式中的一項重大變革方向。預(yù)制裝配式采用了模具模數(shù)化、通用化，提高了模具使周轉(zhuǎn)率；減少了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，降低預(yù)制成本[1]；改變了傳統(tǒng)的從搭設(shè)支架、扎鋼筋制模到澆筑混泥土到養(yǎng)護的工藝；提高了現(xiàn)場文明施工程度；減少了施工場地的需求量；實現(xiàn)了原有的“流水式”建造過程向“并行式”建造過程的轉(zhuǎn)變，縮短建造周期[2-3]。在施工過程中，用高精度機械化設(shè)備進行模鋼筋的矯直、剪切、彎箍、焊接、成型等加工[4-6]，可實現(xiàn)構(gòu)件加工精度的顯著提高，從而提升橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。由于實現(xiàn)了信息化技術(shù)全過程應(yīng)用，使得工程建設(shè)管理更加科學(xué)，提升了項目施工管理的能力和效率，使的工程項目建設(shè)從設(shè)計到施工技術(shù)的有機結(jié)合，可有效實現(xiàn)各類資源優(yōu)化整合[7-8]。

從2011年起，上海各有關(guān)單位對橋墩預(yù)制拼裝技術(shù)進行了一系列研究，主要關(guān)鍵技術(shù)有：連接裝置、設(shè)計理論、抗震性能、耐久性能、施工技術(shù)，橋墩預(yù)制拼裝技術(shù)有了長足的發(fā)展。2014年在上海S6公路中進行了實體應(yīng)用，并在隨后的嘉閔高架北段二期工程、中環(huán)國定路匝道、S3 高速公路等工程中進行了全面運用，上海的高架橋梁項目已經(jīng)全面推廣普及采用預(yù)制裝配技術(shù)。為了將預(yù)制拼裝技術(shù)有效應(yīng)用在橋梁下部結(jié)構(gòu)，明確設(shè)計與施工技術(shù)要求，提高施工技術(shù)水平，上海市在2015年8月1 日頒布了《預(yù)制拼裝橋墩技術(shù)規(guī)程》，使得橋梁預(yù)制拼裝有了規(guī)范的指導(dǎo)。

為積極推行預(yù)制裝配式技術(shù)的應(yīng)用，本文對預(yù)制裝配式技術(shù)在龍東大道橋梁中的應(yīng)用展開分析研究，通過技術(shù)革新、節(jié)能減材、設(shè)備先進等方法，達到從設(shè)計方案到施工籌劃的各個環(huán)節(jié)全面打造綠色工程。

1 工程概況

龍東大道改建工程位于上海市浦東新區(qū)，西起內(nèi)環(huán)線張江立交，東至G 1503 以西，全長13.85 km。沿線途徑張江鎮(zhèn)、金橋鎮(zhèn)、唐鎮(zhèn)、合慶鎮(zhèn)。是上海市快速路網(wǎng)系統(tǒng)中重要的東西向通道，依次串聯(lián)內(nèi)環(huán)、中環(huán)、外環(huán)、郊環(huán)，遠期將延伸至浦東機場綜合樞紐，工程位置見圖1。

圖1 龍東大道工程位置圖

實體工程段為龍東大道改建工程2 標(biāo)，起點樁號為K 3+675，終點樁號為K 9+900，全長6 225 m，從金橋路以東，馬家浜橋至華東路，主線高架主要上跨申江路（中環(huán)線）、S20（外環(huán)線）、華東路。本工程采用全預(yù)制裝配技術(shù)，裝配率高達90%，是上海市迄今為止裝配體量最大的市政工程?，F(xiàn)狀龍東大道為地面道路雙向6 快2 慢，道路等級為城市主干路。改建完成后車道規(guī)模為雙向6 快2 慢的地面城市主干路加雙向6 車道的高架城市快速路。

2 工藝流程

本工程立柱、蓋梁、箱梁、橋面板等均采用預(yù)制拼裝工藝，拼裝率高達90%，減少了現(xiàn)場腳手架、模板工程和混凝土作業(yè)，大大提高整體施工效率，有效減少施工對周邊環(huán)境及交通的影響。預(yù)制裝配式構(gòu)件施工步序有：樁基施工、承臺施工、立柱吊裝、蓋梁吊裝、箱梁吊裝、高箱梁吊裝等。針對項目預(yù)制裝配體量大、工期緊、后臺供應(yīng)保障與現(xiàn)場安裝協(xié)調(diào)、匹配要求高的難點，針對性采用相對措施，如表1 所示。

表1 工藝措施

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 鋼管樁工藝

雖然鉆孔灌注樁被大量應(yīng)用，但是過程中會產(chǎn)生大量待處理的廢棄泥漿，僅能靠泥漿車外運，拉到指定地進行自然干化處理。使用泥漿車外運費用高且效率低，常常不能滿足施工進度需求。場內(nèi)大量泥漿四溢，導(dǎo)致環(huán)境較差，無法滿足上海市《關(guān)于進一步規(guī)范本市工程泥漿處理管理的實施意見》的要求。因此，本工程內(nèi)環(huán)至中環(huán)段采用鋼管樁工藝，鋼管樁施工采用“先基坑開挖后施工鋼管樁”方案，在鋼管樁施工前須做好基坑圍護并完成基坑開挖，涉及主線高架和匝道共計49 個承臺基坑，本工程鋼管樁共有φ400、φ700、φ800 三種，鋼材選用Q 345C，鋼管樁長度分別為34 m、48 m 及54 m。采用履帶吊機懸掛高頻免共振液壓振動錘施工工藝，同時配備喂樁吊機和定位導(dǎo)向架輔助，投入RF50、RF70 兩種型號免共振錘。

鋼管樁施工是一節(jié)一次施沉法，鋼管樁采用履帶吊和樁架相結(jié)合的方式，完成吊裝和送樁（見圖2）。首先在現(xiàn)場用全站儀放樣出樁位中心，以樁徑為半徑畫圓，用油漆筆做出標(biāo)示。在樁機就位前，確定好樁機就位后的位置。鋼管樁的垂直度不得大于樁長的1%，且要保證樁錘、樁帽、樁尖在同一垂直軸線上。當(dāng)上一根樁距地面還有1 m 的高度時，吊起下一根樁進行接樁，焊接完成后重復(fù)上一根樁的控制程序繼續(xù)控制垂直度。

圖2 免共振錘及單元組合導(dǎo)向架

導(dǎo)向架高10 m，長10.5 m，寬9 m。由底座、架體、頂部操作平臺、爬梯及限位裝置組成。導(dǎo)向架底座長10.9 m，寬9 m。由H 250 形成框架，分3 個分塊拼裝而成，現(xiàn)場螺栓連接。鋼管樁沉樁施工工藝，施工速度快，噪聲小，無需泥漿護壁要求，從工藝上杜絕了工程廢棄泥漿的污染，詳見表2。

表2 工藝對比

3.2 接頭技術(shù)應(yīng)用

構(gòu)件的連接技術(shù)是裝配式橋梁的核心，目前工程實際應(yīng)用的預(yù)制構(gòu)件接頭連接工藝有如下幾種：

（1）全灌漿套筒連接形式，是一種鋼筋連接的方式，采用鑄鐵套筒，套筒內(nèi)填充C 100 高強無收縮水泥砂漿形成鋼筋連接，是目前應(yīng)用最多的接頭形式，見圖3。

圖3 灌漿套筒接頭

（2）灌漿金屬波紋管連接形式，是一種鋼筋錨固的方式，采用預(yù)埋金屬波紋管形成孔道，孔道內(nèi)填充高強無收縮水泥砂漿形成鋼筋錨固。

（3）承插式連接形式，是一種構(gòu)件錨固的方式，將預(yù)制墩身插入基礎(chǔ)對應(yīng)的預(yù)留孔內(nèi)，孔道內(nèi)填充高強無收縮水泥砂漿形成構(gòu)件錨固。插入長度一般為墩身截面尺寸的1.2～1.5 倍，底部鋪設(shè)一定厚度的砂漿，周圍用高強砂漿或混凝土進行填充。

立柱與承臺、蓋梁常采用灌漿套筒連接或灌漿金屬波紋管連接，結(jié)合本工程結(jié)構(gòu)的特點，采用如下設(shè)計：

（1）本工程的立柱采用豎向澆筑方式在預(yù)制廠內(nèi)完成預(yù)制，同時考慮采用波紋管連接時，需在承臺中預(yù)埋波紋管，立柱底部設(shè)置外伸的錨固鋼筋，立柱底部外伸的錨固鋼筋對立柱制作和吊裝很不利。因此，本工程立柱與承臺的接頭采用灌漿套筒的連接方式。

（2）當(dāng)立柱與蓋梁采用灌漿套筒連接時，蓋梁側(cè)面進漿孔和出漿孔數(shù)量多，灌漿料拌合物凝固后與蓋梁混凝土色差較大，景觀效果差，且接頭處鋼筋密集，進、出漿管布設(shè)難度大。而立柱與蓋梁采用波紋管連接時，出漿管設(shè)置在蓋梁頂部，減少了蓋梁側(cè)面進、出漿孔數(shù)量，改善了景觀效果，減小了接頭處鋼筋綁扎和進、出漿管布設(shè)難度。考慮到龍東高架的整體外觀效果需要，故而本項目立柱與蓋梁的接頭采用灌漿金屬波紋管連接方式。

3.3 立柱施工工藝

3.3.1 立柱鋼筋籠制作

預(yù)制立柱鋼筋籠的加工采用鋼筋模塊化精加工，立柱鋼筋籠于專用胎架上制作加工成型，為保證鋼筋籠支撐穩(wěn)定，定位體系布置主要保證受力鋼筋不變形，鋼筋籠制作偏差為+2 mm。因而為保證預(yù)制構(gòu)件的鋼筋定位精度，在胎架端頭增加定位鋼板，該鋼板采用車床精加工成型，精度可控制在±1 mm 內(nèi)。

立柱鋼筋籠胎架由底座、支架、掛片及定位板組成。立柱鋼筋籠拼裝前，對其各個部件進行驗收復(fù)測，尤其在鋼筋端定位板、套筒端定位板及掛片的開孔開槽位置更需精確測量。拼裝過程要求胎架底座安裝水平，精度控制在+2 mm 內(nèi)。各支架安裝要求位置精確狀態(tài)垂直，精度控制在+2 mm 內(nèi)。胎架安裝完成后對各支架整體測量，保證每個支架在同一條線上，防止主筋安裝時產(chǎn)生彎扭。

3.3.2 立柱支模及澆筑

立柱采用“橫向支模-豎向澆筑”模板體系，完成立在柱制作期間的工況轉(zhuǎn)換，確保構(gòu)件生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高效。對比常規(guī)工藝，流程更簡單、精度更高、質(zhì)量更好。

整個立柱模板安裝過程共分成12 個步驟：（1）安裝軌道、臺車，翻轉(zhuǎn)架就位安裝底面模板；（2）將立柱鋼筋籠放置在底架上（見圖4）；（3）安裝側(cè)面模板；（4）安裝頂面模板，將模板平移至翻轉(zhuǎn)架；（5）安裝翻轉(zhuǎn)吊架；（6）安裝吊索具，模板翻轉(zhuǎn)；（7）模板起吊脫離翻轉(zhuǎn)架；（8）將模板吊至澆筑臺座，并固定；（9）拆除模板翻轉(zhuǎn)吊架；（10）安裝操作平臺；（11）立柱混凝土采用分層澆筑工藝澆筑；（12）澆搗完成后吊離模位。不允許發(fā)生跳步加工，整個過程邊加工邊測量，確保每一步加工的精度得到控制。

圖4 立柱廠內(nèi)加工

3.3.3 雙節(jié)立柱預(yù)制拼裝

立柱的安裝精度控制，采用了水平定位系統(tǒng)、高程控制系統(tǒng)和垂直度控制系統(tǒng)來解決。針對高度超高的立柱、以及重量超重的立柱構(gòu)件，可以采用分節(jié)制作安裝，見圖5。

圖5 雙節(jié)立柱現(xiàn)場吊裝

4 結(jié)語

本研究響應(yīng)國家大力發(fā)展的預(yù)制裝配式建筑政策導(dǎo)向，圍繞大型城市核心區(qū)綠色施工理念，探索中心城區(qū)市政高架橋梁工程全預(yù)制裝配式發(fā)展路徑。本文對預(yù)制拼裝技術(shù)在龍東大道橋梁中的工藝流程及關(guān)鍵技術(shù)等展開分析研究，有助于形成一套標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的預(yù)制拼裝制作施工方法及控制標(biāo)準(zhǔn)，對預(yù)制拼裝技術(shù)在推廣應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。