楊玉光

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院,黑龍江 哈爾濱 150080)

裝配式技術(shù)誕生于上世紀(jì)50年代，最早是由法國開始興起，之后傳入英國，直到70年代才從英國引入美國,時(shí)至今日,裝配式技術(shù)在歐美和日本的發(fā)展已經(jīng)相對成熟，其過程經(jīng)歷了大概30年之久，因此，發(fā)展基礎(chǔ)相對牢固。在我國，裝配式技術(shù)在高寒地區(qū)路橋工程建設(shè)中的應(yīng)用，對我國市政建設(shè)起著很大的積極作用。

1 道路工程建設(shè)領(lǐng)域

隨著當(dāng)前我國新型城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷深入推進(jìn),市政大道橋梁在我國城市交通中心開工建設(shè),需要同時(shí)滿足的是減小城市影響，改善城市交通,縮短橋梁施工準(zhǔn)備工期,減少城市環(huán)境影響等基本要求。目前，我國裝配式技術(shù)正在高寒雨雪地區(qū)建設(shè)實(shí)施，由于市政路橋建設(shè)項(xiàng)目具有很好的市場適應(yīng)性，因此在國內(nèi)道路基礎(chǔ)工程建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了積極探索,并且主動引進(jìn)了國內(nèi)外先進(jìn)的新型裝配式道路構(gòu)件。由于小型道路澆筑工程自身具有結(jié)構(gòu)性的特點(diǎn),能夠直接使用小型裝配式澆筑構(gòu)件的大部分澆筑工程件數(shù)較少,目前主要應(yīng)用的是小型裝配式隧道路面澆筑基層和大型裝配式道路擋土墻，其上面再加鋪一層瀝青的路面層即可以構(gòu)成白加黑的復(fù)合式施工路面。該建筑技術(shù)就是針對當(dāng)前市政道路基層建設(shè)過程工期長、質(zhì)量差和保證率低的市場現(xiàn)狀而進(jìn)行研發(fā)的一種新型市政路面工程基層建筑結(jié)構(gòu)。改革開放后,我國建筑裝配式工程事業(yè)已經(jīng)步入快速繁榮發(fā)展的新時(shí)期,其急速繁榮發(fā)展主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:其一，現(xiàn)代市政業(yè)和公用建筑工程業(yè)已成為我國裝配式工程技術(shù)事業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)陣地,且經(jīng)過發(fā)展與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，使得高寒地區(qū)的市政路橋方面也開始出現(xiàn)了裝配式技術(shù)的使用，實(shí)現(xiàn)了從整個(gè)節(jié)段結(jié)構(gòu)裝配的全部或部分上、下結(jié)構(gòu)組合方向的發(fā)展；其二，在高寒地區(qū)技術(shù)應(yīng)用的過程中，實(shí)現(xiàn)了從小于裝配式主體構(gòu)造物部分或者其上部主體結(jié)構(gòu)，向大于裝配式主體構(gòu)造物的部分或者其下部主體結(jié)構(gòu)方向的發(fā)展。

2 在橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域

首先,裝配式橋梁結(jié)構(gòu)上部在我國橋梁上部建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域并非是一個(gè)全新的技術(shù)概念,在幾十年我國建設(shè)橋梁發(fā)展歷史過程中,橋梁上部結(jié)構(gòu)逐步發(fā)展形成了以配合現(xiàn)澆鋼筋混凝土橋梁下部結(jié)構(gòu)、配合新型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)板梁、t型箱梁、小拱型箱梁、鋼箱梁等為主要結(jié)構(gòu)預(yù)制件的裝配式結(jié)構(gòu)，以及配合上部主體結(jié)構(gòu)新型橋梁等的建設(shè)發(fā)展模式。以哈爾濱城市道路橋梁建設(shè)為例，我市公司有著比較成熟的項(xiàng)目建設(shè)工程管理、設(shè)計(jì)、工廠工程預(yù)制、運(yùn)輸、架設(shè)、質(zhì)檢工程驗(yàn)收、運(yùn)營維修養(yǎng)護(hù)以及工程質(zhì)量管理造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)控制等多方面的工作經(jīng)驗(yàn)。國家決定推行公路裝配式橋梁建筑后,積極主動相應(yīng)配合國家出臺相關(guān)扶持政策,在公路橋梁工程建設(shè)相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了充分的基礎(chǔ)技術(shù)研究探索和事前準(zhǔn)備實(shí)施工作。先后與上海、安徽等我國裝配式結(jié)構(gòu)橋梁行業(yè)發(fā)展較快發(fā)達(dá)地區(qū)的多家相關(guān)專業(yè)技術(shù)開發(fā)單位共同建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,在研究裝配式結(jié)構(gòu)橋梁主體結(jié)構(gòu),裝配式結(jié)構(gòu)橋梁+bimh等領(lǐng)域一直進(jìn)行著積極的相關(guān)技術(shù)研究準(zhǔn)備開發(fā)工作。其次,裝配式公路橋梁建設(shè)在哈爾濱(高寒雨雪地區(qū)特大型大中城市)建設(shè)具有非常重要的戰(zhàn)略意義。全新設(shè)計(jì)概念的裝配式新型橋梁結(jié)構(gòu)建筑由原來的橋梁預(yù)制件以及框架，發(fā)展成為以新型預(yù)制橋梁方樁、管樁、墩柱、蓋梁、橋臺結(jié)構(gòu)為主要代表的新型橋梁建筑下部結(jié)構(gòu)；以拱型板梁、小拱型箱梁、鋼混凝土組合梁結(jié)構(gòu)為主要代表的新型橋梁上部附屬結(jié)構(gòu)；以新型預(yù)制橋梁防護(hù)和撞墻、擋墻、涵洞、通道、管廊等結(jié)構(gòu)為主要代表的新型橋梁上部附屬基礎(chǔ)設(shè)施的綜合工程設(shè)計(jì)應(yīng)用。全新設(shè)計(jì)概念的公路橋梁主體建筑設(shè)計(jì)具有其積極意義，可以在一定程度上加快我市橋梁整體建設(shè)施工速度,應(yīng)對目前我市高寒大雪地區(qū)橋梁施工期短的各種問題。工廠化橋梁預(yù)制施工可以有效加強(qiáng)人為控制施工質(zhì)量的管理；杜絕人為控制因素的橋梁工程質(zhì)量下降問題；提高我市橋梁各種高強(qiáng)度、新一代材料的綜合應(yīng)用能力；提高我市橋梁整體建設(shè)的內(nèi)在技術(shù)品質(zhì)；促進(jìn)我市橋梁整體建設(shè)工程技術(shù)上的進(jìn)步。全新的新型裝配式結(jié)構(gòu)橋梁的技術(shù)應(yīng)用方式，能夠使其革命性的有效推動當(dāng)前我國現(xiàn)代橋梁工程建設(shè)的快速發(fā)展。符合國家關(guān)于促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的宏觀理念政策要求,綠色、節(jié)能、減少人類勞動力的大量使用；提高我國橋梁公路建設(shè)的內(nèi)在技術(shù)品質(zhì)；推動我國橋梁公路建設(shè)工程技術(shù)的不斷進(jìn)步。第三,在大力推進(jìn)新型裝配式現(xiàn)代建筑建設(shè)的同時(shí),發(fā)現(xiàn)以下一些問題時(shí)還需及時(shí)著力加以解決，如先期準(zhǔn)備引入高標(biāo)準(zhǔn)的裝配式建筑材料生產(chǎn)線加工廠；滿足所有裝配式建筑企業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求；施工項(xiàng)目配合設(shè)計(jì)能力得以實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)按照實(shí)際施工要求調(diào)整,逐步完善形成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，力求與施工配合能力完全相匹配,進(jìn)而真正做到整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過程鏈條完全滿足所有裝配式配合建筑的設(shè)計(jì)要求。

3 裝配式技術(shù)在高架橋梁的應(yīng)用分析

從節(jié)段部分主體裝配式結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)向節(jié)段裝配式全部上下主體結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展，是近年來我國城市道路橋梁裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展最主要的發(fā)展趨勢和主要特點(diǎn)之一。裝配式施工技術(shù)主要是指各類工程建筑構(gòu)造物的絕大多數(shù)或全部主體結(jié)構(gòu)，都可以采用建筑工廠直接預(yù)制、現(xiàn)場加工裝配的一種具備一定技術(shù)性的裝配式加工工藝方式。相比節(jié)段裝配預(yù)制或部分節(jié)段預(yù)制,該工程裝配的節(jié)段裝配對效率要求更高,一般不能超過90%,施工的技術(shù)難度更大。浙江省就首次提出采用全新半預(yù)制橋式拼裝橋梁技術(shù)工藝，建設(shè)北京城市干道高架橋一紹興市越東路及南延段北京智慧交通快速路一期建設(shè)項(xiàng)目、天津市首座全新半預(yù)制橋式拼裝高架橋梁北京航海道快速匝道高架橋。

3.1 預(yù)制施工工藝

鋼筋原料檢測合格之后，用手動砂輪切割機(jī)與主筋一起切割盤車線，將線頭打磨成盤車線和動車組路線，然后用砂輪機(jī)打磨。用自動折彎機(jī)彎曲箍筋，骨架片的方位按1∶1的比率排序，制造固定模。將鋼筋依次放到鑄件上，點(diǎn)焊固定。架構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)合格之后，方可起焊。焊使用單面焊，架構(gòu)架所有焊縫使用焊人型焊，焊縫寬度為鋼筋半徑。并且在同一平面上，焊縫間的相距不準(zhǔn)大于100mm。焊次序從下方到兩邊對稱。焊過程中，留意觀測骨架件與否有顯著形變，保證焊好的骨架件平坦蓄電池。高架橋梁的鋼架系在夾具架上。為確保鋼筋部件的定位精度，在胎架上部減少了半灌漿機(jī)匣導(dǎo)向架。導(dǎo)向架可在廠房內(nèi)改變，以完成高架橋梁鋼筋夾具的質(zhì)量，符合各種規(guī)格高架橋梁的綁扎。此外，半灌漿鉆孔通過定位板與鋼筋導(dǎo)向架結(jié)合，保證高架橋梁和兩根柱子能精確裝配。導(dǎo)向架分成三個(gè)斜坡，替換導(dǎo)向架可構(gòu)建高架橋梁橫坡的變化。高架橋梁鋼筋結(jié)構(gòu)綁扎工程陶瓷按下列流程展開：(1)高架橋梁鋼筋綁扎胎架加裝完之后，起在鋼筋胎架上加裝適當(dāng)?shù)亩ㄎ话搴投ㄎ患堋?2)將半灌漿鉆孔與預(yù)埋主筋相連，然后加裝在定位板上。(3)從下方到兩邊依次加裝高架橋梁架構(gòu)，并用繩子臨時(shí)捆扎架構(gòu)，避免棄置。在半灌漿鉆孔的灌漿正門和出口處加裝灌漿管。灌漿管使用鋁合金管，一端有螺絲口,另一端設(shè)止?jié){塞。灌漿管的寬度保證止?jié){塞的正面靠近側(cè)邊。(4)加裝波紋管并臨時(shí)固定。(5)加裝半灌漿機(jī)匣箍筋。(6)加裝高架橋梁箍筋，精確改變高架橋梁箍筋和半灌漿套筒箍筋，并用繩子和架構(gòu)板綁扎穩(wěn)固。(7)精確改變波紋管方位，用U形導(dǎo)向筋夾導(dǎo)向。導(dǎo)向筋間距不小于100mm，曲線段寬度為30～50cm。用錨網(wǎng)加裝鋼筋。(8)安裝止動塊、石筋、高架橋梁吊點(diǎn)和保護(hù)層墊塊。高架橋梁鋼筋結(jié)構(gòu)審核合格之后方可從胎架上吊起。為防止鋼材架構(gòu)在起重機(jī)步驟中形變，設(shè)計(jì)了一種專屬的鋼材架構(gòu)起重機(jī)吊索，吊索通過鋼索繩卸扣與鋼材架構(gòu)相連，這樣就可以保證鋼筋四周的交叉點(diǎn)焊接穩(wěn)固，提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2 鋼筋澆筑及養(yǎng)護(hù)

鋼筋強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖要求，高架橋梁鋼筋使用澆筑完成。鋼筋由廠房分散加熱，用罐貨車運(yùn)送至高架橋梁周圍地區(qū)，用虎門吊提高，以圓柱形裝入高架橋梁,實(shí)施高架橋梁吊裝時(shí)，應(yīng)從高架橋梁北部向兩邊澆筑，有助于排出鋼筋中造成的液體，避免鋼筋表面出現(xiàn)液體。使用高頻附著式振搗器和插入式振搗器相融合的方式振搗鋼筋。鋼筋使用結(jié)構(gòu)工程，每層寬度掌控在30cm內(nèi)。首先使用附著式振搗器振搗，然后用插入式振搗器振搗鋼筋。插入式振搗器應(yīng)添加上層鋼筋10cm。振搗棒應(yīng)快插慢拔，離邊沿距離大于振搗棒的距離。每次振搗之后，振搗時(shí)應(yīng)提出振搗器，避免振搗器與波浪管撞擊。對于每一個(gè)振搗器，都要振搗至鋼筋地表不再沉降，不再溢出，地表充分收縮。鋼筋工程時(shí)，應(yīng)派保管檢驗(yàn)鋼筋和波浪管的可靠性，發(fā)現(xiàn)軟化、形變、位移時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。錨板周圍應(yīng)充分振蕩和壓實(shí)，以避免梁橋張拉步驟中錨板四周的鋼筋損毀造成攤鋪脖子脫落。為了避免梁橋管阻塞，在鋼筋卷曲以前，將心軸添加預(yù)應(yīng)力管中。鋼筋初凝完成之后，在鋼筋地表遮蔽土工布，并展開保養(yǎng)。鋼筋的水養(yǎng)時(shí)間符合設(shè)計(jì)圖的要求。

3.3 預(yù)應(yīng)力施工

高架橋梁梁橋鋼筋張拉時(shí)，高架橋梁鋼筋強(qiáng)度和剛性硬度(或齡期)應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖要求。使用汽車起重機(jī)將千斤頂加裝在高架橋梁內(nèi)張拉兩端，使用智慧型張拉設(shè)備傳輸張拉兩端。在張拉步驟中，拉應(yīng)力是掌控梁橋張拉的主要原因，伸長量是掌控梁橋張拉的次要原因。預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢，檢驗(yàn)合格之后，用砂輪切割機(jī)截?cái)噤摬慕g線，鋼絞線漏鋼寬度不小于30mm。梁橋使用專屬張拉平臺。張緊模塊用作擺放張緊器并掛套緊千斤頂。上部設(shè)防雨罩，下部設(shè)四個(gè)滾輪，方便張緊器的行進(jìn)。張拉平臺在與錨相對的一側(cè)設(shè)有擋板，起到安全性保障作用。使用等離子體專用灌漿技術(shù)。此外，高架橋梁的起重機(jī)和存放是在高架橋梁吊離臺座前，在高架橋梁側(cè)面涂上序號和加裝路徑。高架橋梁的四個(gè)吊點(diǎn)使用專屬吊索相連，單臺起機(jī)槍使用1201門式起機(jī)槍。高架橋梁分兩層放置，高架橋梁和放置基座間以及上下高架橋梁間承托著工字鋼和橡膠板。兩邊高架橋梁應(yīng)對魏，承托墊不準(zhǔn)為空。按序號定期放置，方便起重機(jī)裝車和運(yùn)輸。而且高架橋梁必須在鋼筋風(fēng)速達(dá)鋼筋設(shè)計(jì)風(fēng)速的100%之后才能運(yùn)輸和加裝。

4 裝配式監(jiān)控技術(shù)在我國市政相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用趨勢

城市快速隧道管廊預(yù)制構(gòu)件裝配式大橋施工構(gòu)件技術(shù)的推廣發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀，與大型綜合隧道管廊類似,當(dāng)前仍以隧道預(yù)制部分采用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件施工為主(如采用預(yù)制高架隧道橋梁管片作為標(biāo)準(zhǔn)件),但技術(shù)發(fā)展與推廣應(yīng)用推進(jìn)速度仍然要比大型高架隧道橋梁、綜合隧道管廊慢,尚且還處于初步推廣應(yīng)用的初期,國內(nèi)尚未大范圍、大規(guī)模開展采用預(yù)制構(gòu)件裝配式大型城市快速隧道大橋施工。我國城市郊區(qū)地鐵全線車站前期，應(yīng)用新型預(yù)制材料裝配式構(gòu)件施工發(fā)展相對滯后，不同于其他大型市政工程建設(shè)領(lǐng)域,城市郊區(qū)地鐵全線車站前期應(yīng)用新型預(yù)制材料拼裝構(gòu)件施工的工程項(xiàng)目并不多,主要還是停留在采用預(yù)制構(gòu)件安裝個(gè)別建筑構(gòu)件和室內(nèi)墻體裝修施工階段,為數(shù)不多且發(fā)展具有鮮明特點(diǎn)的施工案例主要包括2016年開工建成的國內(nèi)首例采用預(yù)制構(gòu)件拼裝的新型地鐵全線車站，長春地鐵號鐵全線一期擴(kuò)建工程，全線袁家店西興站目前預(yù)制大型裝配式框架擋土墻、防水抗撞墻等已基本處于施工試驗(yàn)或初步投入應(yīng)用研究階段，2017年國內(nèi)首次在廣州市政高速公路工程項(xiàng)目，南北雙向高架中興路下南側(cè)匝道進(jìn)行新建建設(shè)工程,進(jìn)行了大型預(yù)制鋼筋混凝土框架擋土墻整體吊裝調(diào)試施工。預(yù)制線和拼裝線路施工用于高架、匝道等道路交通堵塞區(qū)。

5 結(jié) 語

裝配式施工技術(shù)主要是將我國傳統(tǒng)的企業(yè)施工，現(xiàn)場粗放型材料施工工藝，向新經(jīng)濟(jì)時(shí)期企業(yè)工廠化后的預(yù)制材料生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)變。裝配式施工工藝能夠嚴(yán)格按照專業(yè)設(shè)計(jì)和規(guī)范的工藝要求嚴(yán)格執(zhí)行,能夠更好地有效實(shí)現(xiàn)客戶預(yù)期的施工目標(biāo),更好地有效保證施工質(zhì)量。