公路预制装配式桥梁下部结构施工工法文本

公路预制装配式桥梁下部结构施工工法1.前言西宁至互助一级公路扩能改造工程总里程42.78KM，是《青海省省道网规划（2014-2030年）》5条放射线中“省道101线西宁高速”的重要组成部分，是连接省会西宁市和海东市互助县的快速通道，也是加强西宁市向周边地区辐射的高速路网重要组成部分，对加快青海东部城市群协同发展，发挥西宁极核作用，畅通西宁海东一体化发展具有十分重要的社会意义。2016年2月，国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》明确提出大力推广装配式建筑，建设国家级装配式建筑生产基地。2017年8月，青海省人民政府办公厅在关于推进装配式建筑发展的实施意见（青政办〔2017〕141号）中提出，要制定装配式产业发展规划，开展装配式建筑示范试点，推进装配式建筑项目建设，建立健全装配式标准体系。2.工法特点预制装配式桥梁下部结构构件在预制厂内集约化生产，然后运输至现场设计位置进行拼装连接，符合青海省“生态立省”与推进装配式建筑发展的实施战略；形成的《公路预制装配式桥梁下部结构施工工法》具有较强的科学性、先进性、指导性，具有一定的创新价值。2.1构件预制在场内集约化生产，采用定型模板进行集中预制、自动喷淋养生，实现了有场到厂的转变，改变了桥梁下部结构传统现场浇筑的工艺，解决了高寒高海拔地区现场养生难、设备周转效率低等问题，大大提高了工地生产标准化及实体质量；受天气影响小，特别适用于地理环境差及工期紧张的项目。2.2预制装配式墩柱构件现场安装与桩基拼装采用法兰盘连接，连接部位采用高强无收缩水泥灌浆料浇筑，预制墩柱整体效果好，满足结构受力的设计要求，安装方便快捷，效率高。2.3预制装配式施工形成了流水线式的工厂化生产模式，可以更好的培养产业工人，并大大提高了生产效率。3.适用范围预制装配式设计施工的标准化、工厂化，已成为工程建设发展的新技术、新手段和趋势所向。采用本工法施工，生态环保、经济效益显著，符合国家建筑技术发展方向和绿色建筑、绿色施工等要求，符合青海省“生态立省”与推进装配式建筑发展的实施战略，具有很大的使用价值和推广应用前景，可以广泛应用于公路装配式桥梁下部结构的施工中。4.工艺原理混凝土圆柱墩在预制厂内立式预制，翻转后运输至现场安装，圆柱墩与桩基采用法兰连接，并采用高强无收缩水泥灌浆料加强，质量可控，操作简单，整个设计理念来源于电线杆法兰连接原理。盖梁采用在预制厂内台座上预制，首先在已安装墩柱的施工现场对墩顶钢筋位置的数据采集，并在预制盖梁底模上对波纹管的预埋位置进行相对位置的精准放样，保证墩柱连接钢筋与盖梁预留孔位置的准确，预制构件满足设计强度后采用吊车吊装，运输车运至现场安装，墩柱预留的连接钢筋与盖梁预留孔准确对接后灌浆固定。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程台座制作→钢筋加工及安装→模板安装→混凝土浇筑→预制构件吊装及运输→现场拼装→灌浆连接。5.2装配式墩柱操作要点5.2.1台座制作台座采用C25混凝土整体式浇筑，按法兰盘外侧预留孔标准埋设连接螺杆，预制台座底部铺设一层聚碳酸酯（PC）板，使预制墩柱浇筑混凝土的底部与台座混凝土隔离。5.2.2钢筋笼加工墩柱钢筋笼在钢筋加工厂集中制作，钢筋笼加工通过连接件进行定位，连接件采用2个法兰盘和钢圆筒加工成型。连接件的法兰盘预留孔内侧安装φ32的主筋和墩柱加强筋，加强筋采用φ25钢筋制作每2m设置一道，螺旋筋采用φ10圆钢按图纸设计间距进行缠绕，螺旋筋与主筋采用电焊连接。墩柱钢筋笼顶部设置6根φ32预埋定位钢筋，单根长度1m，距预制墩柱边15cm，并在对应的定位钢筋顶部设置φ32钢筋连接套筒，钢筋连接套筒长度不小于12cm，安装时外漏预制墩顶1cm。钢筋连接套筒采用措施防止与混凝土粘结，便于在安装预制盖梁时进行扭转调整高度。5.2.3钢筋笼安装预制墩柱钢筋笼制作完成后，采用平板运输车转运至预制现场，并进行安装。运输中采用倒链进行钢筋笼固定，防止法兰盘碰撞、挤压变形。吊车吊装预制墩柱钢筋笼时，法兰盘底部安装固定在预制专用混凝土台座上，采用垫块和螺母与台座预埋螺杆连接固定（法兰盘连接参见图5.2.3-1）。法兰盘安装前在预制台座底部铺设一层聚碳酸酯（PC）板，使预制墩柱浇筑混凝土与台座隔离。墩柱主筋临时固定采用将主筋伸入盖梁长度为1.2m，为确保安装盖梁时的准确性，避免预留墩柱钢筋与盖梁预留孔出现偏差，在墩柱钢筋笼制作时安装2个临时固定钢板，临时固定钢板间距1m,下层钢板距预制墩顶20cm。按指定方向安装临时固定钢板及主筋，临时固定钢板由内侧和外侧钢板组成，电焊固结后方可按照钢筋间距进行钻孔，钻孔孔径为φ36mm，在进行现场安装预制结构前拆除临时固定钢板（临时固定钢板参见图5.2.3-2）。5.2.4预埋件安装预制墩柱临时定位预埋件，根据横桥向固定相关参数表，在预制墩柱时相应位置按要求预埋钢筋筒和钢筋套筒。预埋钢筋筒和钢筋套筒设在同一断面上，按120°角度均匀布置3根，预埋钢筋筒单根长度50cm，钢筋套筒长度不小于12cm（预埋钢筋筒参见图5.2.4-1）。预制桥墩临时固定采用的链条葫芦力控制在2000±200Kg，链条葫芦抗拉能力应≥5000Kg。预制桥墩在墩顶及墩身设置吊环，墩顶预埋2个吊环，吊环间距1m，墩顶下返相应L-1m（L为相应盖梁长度）的部位设置吊点，墩顶吊环采用直径90的Q235B圆钢，墩身吊环采用φ80的Q235B圆钢，并焊接在钢筋骨架上，该吊环适用于起吊质量85吨以下的构件（预埋吊点参见图5.2.4-2）。图5.2.4-1预埋钢筋筒示意图图5.2.4-2吊点示意图5.2.5模板安装模板安装采用吊车吊装，安装前对模板进行打磨清洁、涂刷脱模剂（严禁用废机油等影响成品外观颜色的液体）。在墩柱模板合拢时竖向接缝间设置好双面胶进行止缝，墩柱模板底部与法兰盘顶部采用高强螺栓进行连接。布置三角形缆风绳作为微调整、防倾覆及防偏移的措施。采用2t镀锌钢丝绳做为缆风绳，地面采用砼锚固块进行锚固。5.2.6混凝土浇筑墩柱施工设置操作平台，四周护栏高度不小于1.2m，采用安全网封闭围护。施工人员上下通道设置安全梯笼，施工操作平台与梯笼之间设置人员通道，并封闭围护。预制墩柱混凝土浇筑采用吊车吊装料斗，人工配合进行浇筑。预制墩柱混凝土浇筑悬挂每节长不大于2.0m的串筒，串筒底口距砼面约1m左右。混凝土分层灌筑，每层灌注厚度不超过30cm，用插入式捣固器振捣。每层砼振捣时要插至前一层混凝土5～10cm，以确保新浇砼与先浇砼结合良好。5.2.7拆模、养生当混凝土强度达到2.5MPa时，并保证不致因拆模而受损坏时，利用吊车配合依次拆除墩柱模板，不得生拉硬拽损坏构造物。拆下的模板要清扫干净、有序堆码以便于下一次的使用。拆模后，立即用土工布进行覆盖，采用喷淋养生进行养护，根据天气情况，确保每3小时不少于1次养护，保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护，养护时间不得少于7天。5.2.8预制墩柱吊装、运输墩柱达到设计强度100%，经过监理工程师检验合格后，进行吊运。吊装前必须检查运输车机械性能，吊运时用钢丝锁紧墩柱预埋吊环，将墩柱转运至运输车上。30t以内墩柱采用130t和50t吊车配合吊装；30t-50t墩柱采用180t和80t吊车配合吊装；运输平板车上每3m设置一个支垫，支垫上铺设橡胶垫和土工布，保证墩柱运输过程中均匀受力，每隔3m采用吊带绳沿两侧加固紧。5.2.9墩柱现场安装1、法兰盘与桩基预留钢筋连接使用130t或180t吊车将墩柱吊离运输车，并将墩柱垂直吊装在距桩基顶部1.2m高度缓慢下放，人工调整墩柱方向，将桩基预留钢筋对应插入法兰盘预留孔（法兰盘与桩基钢筋连接参见图5.2.9-1），墩柱底部落在支撑角钢上，利用护桩校正墩柱中心点，同时调整墩柱垂直度，精确就位后将角钢与法兰盘焊接牢固，焊角高度为8mm，防止现浇层及外包层灌注过程中产生位移。2、连接处模板安装模板安装前先清理桩基顶部的杂物，采用一个比墩柱直径大20cm、比法兰盘高20cm的圆柱模，吊车配合人工进行模板安装，模板底部设置2cm厚的混凝土砂浆带，模板拼接缝处粘贴双面胶，防止灌浆施工时漏浆（连接处模板安装参见图5.2.9-2）。3、灌浆连接灌浆施工前充分湿润拼接缝表面，并确保拼接处无杂物、积水等。将成品高强无收缩水泥灌浆料灌入模板内，且保证其密实度，灌浆完成后及时清理残留在构件上的多余浆体，养护时间不小于24小时。图5.2.9-2连接处模板安装5.2.10墩柱固定墩柱连接施工完成后设置临时支撑防止倾覆，在墩柱预埋套筒部位安装环形锚固件，采用3根链条葫芦呈120°角连接并与砼锚固块连接，链条葫芦拉力控制在2000±200Kg，链条葫芦抗拉能力应≥5000Kg。锚固块采用C25混凝土浇筑，尺寸为1.5*1.5*1.5m，锚固块埋入地基且顶面低于原地面，如有地系梁可在系梁中点位置设置一个锚固点。5.3装配式盖梁操作要点5.3.1台座制作台座采用C25混凝土整体式浇筑，按设计盖梁坡比控制台座标高，台座制作标高允许偏差为±1mm，水平度允许偏差为±1mm/m。5.3.2钢筋加工及安装盖梁钢筋在钢筋加工厂集中加工，钢筋表面洁净、无损伤，钢筋平直、无局部弯折，同时保持切割断面平整光滑。钢筋焊缝均采用双面焊缝，焊缝最小长度5d，在盖梁两根主筋重叠段增加焊缝，焊缝间距1m，焊缝长度为2.5d。接头在加工时按规范要求打弯，使两钢筋轴线一致，其打弯的角度和焊接长度为10d。主筋接头在每个断面数量不得超过全部主筋数量的50%。钢筋半成品加工完成后，采用平板运输车转运至预制现场，人工配合吊车进行钢筋绑扎。钢筋骨架安装前在底模上对盖梁钢筋进行准确放样定位，并采用墨线标注，并在台座上铺设间距50cm的20工字钢，便于安装盖梁底模。5.3.3预埋件安装1、盖梁预留孔预制桥墩与预制盖梁连接，在盖梁对应位置预留直径60mm镀锌波纹管设置预留孔，预制墩顶部预留钢筋插入预制盖梁波纹管，并现浇高强无收缩水泥灌浆料。按照墩柱主筋数量进行波纹管安装，安装对预制墩柱顶部钢筋位置进行精确放样，根据放样结果对波纹管的预埋位置在预制盖梁底模上进行相对位置精确放样，波纹管采用2道φ10的U圆钢与盖梁钢筋焊接进行固定，并将波纹管采用扎带绑扎在定位钢筋上，避免混凝土浇筑过程中造成偏位。2、吊点设置盖梁顶部预埋4个吊环分别设置在对应墩顶中心线对称位置，吊环纵向间距1m，水平间距为两墩柱中间线距离。吊环采用直径90的Q235B圆钢制作并焊接在钢筋骨架上。5.3.4模板安装模板在现场预拼检验合格后进行安装。模板采用吊车组装，地面上配备2名施工人员及时控制风缆绳，保证模板吊起至高空时不发生摆动。拼装时逐层校准，严格控制模板对接质量。模板安装时拼接位置设置一道双面胶条，防止浇筑施工中浆液串漏。混凝土施工前对模板的拼缝详细检查，防止漏浆造成表面的沙线、露石。模板对位完成后，及时安装连接螺栓进行固定。顶部设置结构体外对拉拉杆，采用φ25直径的R235钢筋，钢筋两端车丝安装M24螺帽及垫片。5.3.5混凝土浇筑预制盖梁混凝土等级C40，混凝土在拌合站拌合好后罐车运输至预制厂，一次性浇筑完成。预制盖梁混凝土浇筑采用吊车吊装料斗，人工配合进行浇筑。为了保证盖梁的外观质量，混凝土开盘时严格控制混凝土的塌落度。浇筑时试验人员现场控制混凝土的质量，塌落度不符合要求及和易性差的砼不得使用。浇筑混凝土过程中，设专人检查模板、钢筋和预埋件，当发现有松动、变形、移位时，应及时处理。5.3.6拆模、养生同5.2.7墩柱拆模养生。5.3.7预制盖梁与预制墩柱连接处临时定位在定位钢筋顶部设置φ32钢筋套筒，钢筋套筒长度不小于12cm，安装时外漏预制墩顶1cm。钢筋套筒采用隔离措施防止钢筋套筒与砼粘结，以便在安装盖梁时扭转调整高度。5.3.8预制墩柱吊装、运输预制盖梁达到设计强度100%，经过监理工程师检验合格后，进行吊运。吊装前必须检查运输车机械性能，采用150t汽车吊进行盖梁吊装，用钢丝锁紧盖梁预埋吊环，整个吊装程三角状，吊绳与预埋件夹角为40°，吊点位置将预制盖梁整体重量进行纵横向分解，整个过程由专业司索工指挥，现场专职安全人员全程监督，将盖梁转运至运输车上。运输平板车底部盖梁两端设置方木进行支垫，支垫上铺设橡胶垫和土工布，保盖梁运输过程中均匀受力。5.3.9预制盖梁现场拼装1、支架搭设为确保预制盖梁安装顺利进行，保证预制盖梁安装施工安全，在预制盖梁安装前搭设临时防护架（不承受结构主体）。对系梁或桩帽外的基坑回填后采用C15混凝土硬化，硬化厚度10cm，保证脚手架基础稳定、牢固。横杆采用φ48×2.5mm系列，管径为48mm，壁厚为2.5mm，材质为Q235B钢材。横杆步距为1m。斜拉杆采用Ф42.8×2.5系列，管径为42.8mm，壁厚为2.5mm，材质为Q235B钢材。2、现场拼装精确调节墩顶预埋定位钢筋的套筒，确保盖梁就位后能符合设计标高。采用150t汽车吊配合将盖梁吊离运输车，将盖梁吊装在墩柱顶部1.2m高度，缓慢下放并人工辅助调整孔位方向，结合预制墩柱精准调整后预埋主筋位置缓慢移动盖梁，利用预制盖梁提前预埋的镀锌波纹管孔位与墩柱预埋筋精确就位后，缓慢下落预制盖梁，过程中位于简易防护架上的工人进行辅助操作。5.3.10装配化盖梁灌浆连接墩柱顶部与盖梁接触部位设置砂浆带，防止灌浆施工时漏浆。灌浆施工前充分湿润拼接缝表面，并确保拼接处无杂物、积水等。从盖梁顶部预留的60mm镀锌波纹管口，将成品强高无收缩水泥灌浆料采用人工进行灌注，并确保灌注充分密实，使盖梁与墩柱连接成整体。灌浆施工前应提前准备好浆液拌制、储存、计量和检查仪器，由于高强无收缩水泥灌浆料高粘稠、易凝固的特性，应做到快速施工，一次灌注完成，确保施工质量。6.材料与设备6.1材料配置表（见表6.1）表6-1材料配置表序号材料名称规格种类备注1水泥P·O42.52粗集料碎石3细骨料砂4外加剂高性能减水剂5水拌合用水6高强无收缩灌浆料TF-21型6.2机具设备配置表（见表6.2）表6-2机具设备表序号名称规格单位数量1吊车25T台12吊车130T台13吊车150T台13运输板车台14振捣棒50型个45混凝土灌车10m³台27.质量标准及控制7.1工程质量控制标准7.1.1下部结构预制构件施工质量执行《公路预制装配式桥梁下部结构质量检验评定规范》（DB63/T1986-2021）。下部构件成品允许偏差按表7.1.1执行。表7.1.1下部结构预制构件成品实测项目项次检查项目允许偏差(mm)检验方法和频率1△混凝土强度（MPa）在合格标准内按照JTGF80附录D检查2墩柱、桥台宽、厚、直径（mm）±5钢尺量，每个构件两侧各1个断面，宽、厚各2个点3盖梁长（mm）±5钢尺量，每个构件两侧各1个点宽（mm）+5,0钢尺量，每个构件两端及中间各1个点高（mm）±5钢尺量，每个构件两端及中间各1个点4表面平整度墩柱、桥台（mm）32m靠尺和塞尺量，每个构件表面2个点盖梁（mm）5侧向弯曲墩柱、桥台（mm）H/750沿构件全长（全高）拉线，钢尺量，每个构件检测1个点盖梁（mm）L/7506灌浆套筒、金属波纹管中心位置（mm）2钢尺量，每个预埋件检测1个点7墩柱顶外露主筋中心线位置（mm）2钢尺量，每根钢筋检测1个点外露长度（mm）±28支座垫石中心线位置（mm）5钢尺量，每个垫石检查2个点长度、宽度、高度（mm）±5注：H为墩柱、桥台高度；L为盖梁宽度。7.1.2下部结构预制构件安装施工质量执行《公路预制装配式桥梁下部结构质量检验评定规范》（DB63/T1986-2021）。下部构件安装允许偏差按表7.1.2执行。表7.1.2下部结构预制构件安装实测项目项次检查项目允许偏差(mm)检验方法和频率1△轴线位置墩柱5全站仪及尺量，墩柱纵横各1个点，盖梁纵横各2个点盖梁82顶面高程墩柱±5水准仪测量，盖梁两端及中间各1个点盖梁0，-53相邻间距墩柱±5钢尺量，每个墩柱检查1个点4相邻墩柱顺桥向错位墩柱±5全站仪及尺量，每个墩柱检查1个点5垂直度墩柱≤3H/1000且不小于10全站仪测量或垂线、尺量，纵横向各1个点盖梁≤3H/1000且不小于56相邻节段间错台墩柱3钢板尺和塞尺，纵横向各1个点盖梁7支座垫石预留位置中心线位置10尺量，每处纵横向各2个点8接缝宽度墩柱±5尺量，每个接缝处检测两相对表面各1个点盖梁注：H为墩柱高度。7.2质量保证措施7.2.1加强施工技术管理，严格执行质量责任制，施工管理标准化、规范化、程序化。施工过程中每道工序必须在监理工程师检验合格后，方可进行下道工序施工。7.2.2施工前施工管理人员必须对施工班组进行书面技术交底，使每个操作人员明确操作要点及质量要求。7.2.3进场原材料必须经检验合格后才能投入生产使用，确保桥梁下部结构预制构件施工质量。7.2.4墩柱及盖梁钢筋绑扎时必须按要求进行预埋件安装，以便于预制件的吊装、灌浆连接。7.2.5为保证盖梁安装的准确性，预制盖梁波纹管安装定位时，必须根据对应墩顶钢筋位置在盖梁模板上进行精确放样。7.2.6预制构件拆模后，立即用土工布进行包裹覆盖，采用喷淋养生进行养护，根据天气情况，确保每3小时不少于1次养护，保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护，养护时间不得少于7天。8.安全控制措施8.1本工法执行国家、行业及地方有关安全技术规范、规程。对操作人员进行专业的技术培训，考核合格后安排上岗工作，在开工前对全体相关人员经行安全技术交底。8.2施工现场设置安全警示标志，危险地点应悬挂醒目的标示牌。8.3墩柱及盖梁吊装作业必须有专业人员进行统一指挥，避免信号传递错误。8.4机械操作人员和车辆驾驶员，必须持有操作合格证，不准操作人与操作证不相符的机械作业；不准将机械设备交给无操作证人员操作。8.5预制墩柱和盖梁运输过程中，提前安排人员进行交通道路疏导，避免造成交通堵塞，形成安全隐患。8.6墩柱和盖梁运输行走的路面坡度应控制在2%～3%，路面要保持平整。8.7吊车作业前，必须进行试吊，确认安全后方可正式吊装。进行试吊时，吊车要缓慢起吊，并由专人负责检查吊索、吊具及构件情况，检查是否有变形、断丝等不利因素，发现问题及时停止起吊，待处理后继续作业。8.8构件吊过程中，吊臂下方严禁过人、站人。8.9风力大于5级时，应停止吊装作业。9.环保措施9.1按设计要求堆放砂、石料等施工材料；运送砼及砂