预制盖梁节段安装施工技术研究

预制盖梁节段安装施工技术研究

雷洋波 1，全异 2

(1.中国路桥工程责任有限公司，北京 100081； 2.中交路桥建设有限公司，北京 100027)

摘要：桥梁盖梁采用预制拼装施工工艺，通过设计一种抗剪工装来实现独柱墩盖梁的安装，通过反拉蹬筋完成双柱墩盖梁节段安装，通过设计一种扁担梁工装来实现门式墩、框架墩盖梁安装。采用有限元软件对工装进行建模计算、仿真分析，确保其可行性及安全性。盖梁节段吊装采用大型履带吊，配合专用工装，形成一套盖梁安装施工工艺，该工艺对减少落地支架的使用，减少城市占道，减少对现有交通的干扰，加快施工进度有着显著意义。

关键词：装配式桥梁，盖梁安装，工装，仿真分析，施工工艺
0 引言

装配式是指以预制构件为主要受力构件，经过装配和连接而形成的混凝土构件。预制装配桥梁的主要特点是构件在工厂制作，然后运送到现场，以机械为主、人工为辅的方式进行安装。装配式桥梁由于具有生产标准化程度高、现场安装快速便捷、可减少对周围环境和道路交通的影响、工程质量易保障等优良特性，符合现代工业化、智能化建设发展理念，是绿色施工、环保施工的建设代表。

1 工程概况

本项目桥梁下部结构按照桥墩类型，可以分为双柱墩、独柱墩、框架墩、门式墩等六种。

由于盖梁重量和长度较大，整体预制安装难度较大，因此拟采用分段预制拼装工艺，设计根据项目起重设备的吊装能力、结合盖梁结构形式、上部荷载、受力状态等对盖梁进行分节段设计，分节长度控制在13m以内，分节重量控制在150t以内。盖梁与立柱之间采用灌浆套筒连接，盖梁节段之间采用湿接缝连接。

2 盖梁安装工艺工法

2.1 独柱墩盖梁安装

独柱墩盖梁节段由3部分组成，墩顶段和两端悬臂段。悬臂段与墩顶段之间设计有齿键，以增强节段间抗剪能力。节段间连接采用后浇湿接缝的形式，节段钢筋之间连接采用双螺纹套筒。

图1 独柱墩盖梁结构

（1）墩顶段安装

独柱墩墩顶段盖梁节段采用350t履带吊，提吊至墩顶进行安装，墩顶段与墩柱之间钢筋连接采用球墨铸铁灌浆套筒，盖梁节段与墩柱混凝土接触面设置座浆层连接，钢筋与灌浆套筒对接准确、连接好后，向灌浆套筒内灌高强度专用灌浆料。

（2）悬臂端安装

悬臂段盖梁通过在盖梁顶部设置的抗剪和对拉系统实现无支架拼装。悬臂段重量最大重量为61.1t。盖梁预制时在顶面预埋2根φ10cm的PVC管作为预留销棒孔，采用钢板加工抗剪工装，悬臂端盖梁节段通过2根φ8cm销棒与抗剪工装连接，平衡悬臂段重量；对拉反力架采用20mm钢板焊接在预埋件上，悬臂段利用抗剪工装加劲，墩顶段焊接16mm三角板加劲，在反力架两侧预留孔，采用精轧螺纹钢形成对拉系统。

履带吊提吊悬臂段盖梁，从上方缓慢下放，直至抗剪工装搭在墩顶段盖梁上，安装对拉系统，将悬臂段盖梁缓慢拉向墩顶段，直至齿键对接闭合，完成悬臂段锚固，然后连接盖梁钢筋，盖梁钢筋采用双螺套连接，顶底面主筋连接完成后，履带吊即可松钩。吊装锚固完成后，进行湿接缝浇筑，使盖梁节段之间连接形成整体。

（3）抗剪工装计算及仿真分析

采用有限元软件对抗剪工装进行建模，根据施工实际情况，建立荷载工况，添加边界约束，施加上部荷载，对抗剪工装进行计算及仿真分析。

2.2 双柱墩安装

履带吊吊装盖梁到达墩柱钢筋上方，缓慢下落，柱底距离预埋钢筋约10cm时，通过人工辅助调整盖梁平面位置，使钢筋对准灌浆套筒底口。对位后，盖梁继续下放。接近橡胶垫块时停止下放，调节限位板螺杆，微调盖梁平面位置，使盖梁中心线与立柱中心线重合。

双柱墩盖梁节段悬臂端长度较长，盖梁节段重心位置不在墩柱范围，需要设置临时锚固措施，确保节段安装稳定。盖梁重心位于墩柱外侧，产生倾覆力矩，需要在另一端进行反拉。反拉采用精轧螺纹钢，底端锚固在承台、扩大基础反力架上，顶端通过盖梁内设置的竖向预埋管道锚固在盖梁顶面。

临时锚固完成后，履带吊松勾，连接盖梁节段之间的钢筋，进行湿接缝的浇筑。

2.3 门式墩、框架墩盖梁安装

对于门式墩盖梁和框架墩盖梁边墩侧部分，内侧最大悬出长度超出10m，外侧悬出长度仅为30cm，若采用精轧钢反拉，一方面是所需反拉力非常大，另一方面是盖梁拼装应力非常大，拟采用落地钢管支架辅助拼装。

（1）盖梁节段安装

两端悬臂段采用落地钢管支撑预制盖梁节段，落地钢管采用4根φ300*8mm钢管形成一组，支架上方设置双肢I40工字钢承受盖梁荷载，承重梁与盖梁节段之间放置橡胶垫板，以适应盖梁横坡、增大受力面积、较少成品盖梁节段的磨损。支架与盖梁之间设置50t千斤顶，用来调整节段安装位置、横坡，确保安装精度。

中间盖梁节段安装采用扁担梁辅助吊装，CB07节段盖梁在预制时，竖向预埋4根φ50钢管，作为穿蹬筋的预留孔道。扁担梁与盖梁节段之间通过4根φ40精轧螺纹钢连接，连接固定后，履带吊吊起扁担梁提吊盖梁上升，扁担梁放置于两端CB18盖梁节段之上，扁担梁与两端CB18节段间设置千斤顶，提调整盖梁安装位置、横坡及安装精度。中间段盖梁安装完成后，采用双螺纹套筒连接湿接缝钢筋，进行湿接缝混凝土浇筑。

（2）扁担梁工装计算及仿真分析

扁担梁采用I610工字钢、I25工字钢加工而成，设置加劲板进行补强，增加横梁刚度。采用有限元软件对扁担梁工装进行建模，根据施工实际情况，建立荷载工况，添加边界约束，施加上部荷载，对扁担梁工装进行计算及仿真分析。

吊装分为两个施工阶段：第一阶段为起吊阶段，第二阶段为落梁阶段。

起吊阶段：350t履带吊通过双主梁桁架工装起吊跨中段盖梁节段至吊装位置。

落梁阶段：预制盖梁节段吊装调整完毕，进行盖梁钢筋双螺套连接，钢筋全部连接完成后，履带吊松勾、落梁，预制盖梁节段通过工装悬挂在两端已安装好的盖梁节段之上。

3. 结语

装配式桥梁是一种新型建筑，预制拼装施工工艺是一种新型工艺、绿色工艺，在解决城市桥梁受交通影响因素大、工期压力大、外观质量要求高等方面有着独特的优势，在城市桥梁建设中有着广泛的适用性，主要优势有以下几个方面。

1、环境污染少。桥梁主要构件均在预制厂生产，现场工作量小，极大减少了现场施工产生的建筑垃圾、粉尘、噪音等污染问题。

2、对交通影响小。现场工作量少，工作面占用时间短，工序转换快，对交通的影响较传统现浇工艺小。

3、施工工期短。各构件可在工厂提前预制生产，基础施工后即可快速安装，极大缩短施工工期。

4、施工质量易保证。预制构件标准化程度高，混凝土养护条件好、构件质量能够保证。

5、受气候影响小。各构件在工厂生产、养护，仅拼装在现场进行，气候因素对施工影响小。

6、劳动力投入低。标准化程度高，工厂统一预制，现场机械设备安装，有效降低劳动力成本。

参考文献

[1]聂应刚. 装配式桥梁发展前景探究[J].道桥建设,2018(17):141.

[2]苏炜斌. 城市桥梁下部结构预制拼装施工关键技术[J].港工技术与管理,2018(3):22-27.

第一作者：

通信作者：雷洋波，1807262002@qq.com

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