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摘要:裝配式構(gòu)件具有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、安裝機械化、管理精細(xì)化等特點,在國務(wù)院辦公廳下發(fā)《關(guān)于大力發(fā)展裝配化建筑的指導(dǎo)意見》推動下,得到長足發(fā)展。目前,橋梁上部結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配化技術(shù)已較為成熟,下部結(jié)構(gòu)也已開展了蓋梁、墩柱及承臺等裝配化嘗試。結(jié)合裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)特點,提出幾點裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工中需注意的關(guān)鍵性技術(shù)問題及質(zhì)量控制要點,供相關(guān)技術(shù)人員參考。
關(guān)鍵詞:裝配式構(gòu)件;下部橋梁結(jié)構(gòu);設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化;生產(chǎn)工廠化;安裝機械化;管理精細(xì)化
0引言
工廠化、裝配化是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展的重點方向。隨工程進程不斷加快,居民對環(huán)保意識不斷加強,對交通建設(shè)也提出了更高的要求,橋梁的施工環(huán)境越來越受到政府和人民的重視,橋梁建設(shè)工期、施工噪聲污染等逐漸在橋梁設(shè)計時必須放在首要考慮位置。預(yù)制裝配式技術(shù)具有構(gòu)件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)場安裝快速便捷、施工節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢,它可以減少對大氣環(huán)境和交通道路的影響,提升品質(zhì)和安全質(zhì)量、文明施工水平,是我國橋梁行業(yè)的發(fā)展趨勢。近年來,橋梁下部結(jié)構(gòu)裝配化也在不斷研發(fā)、應(yīng)用,全橋裝配化建造是一種創(chuàng)新,具有重要的實際意義。
1裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)在城市道路建設(shè)中的應(yīng)用特點
在當(dāng)前國內(nèi)橋梁建設(shè)中,大多數(shù)還是采用傳統(tǒng)的鋼筋綁扎、混凝土澆注等建筑形式,這種建筑形式存在施工效率低、周期長、妨礙交通、環(huán)境污染大等諸多問題。裝配化建設(shè)有效解決了上述問題,已在城市橋梁建設(shè)中得以應(yīng)用,如沈陽市中央大街跨渾河橋是沈陽首個采用裝配式下部結(jié)構(gòu)橋梁工程,橋梁全長2450m,裝配式預(yù)制蓋梁24個,裝配式預(yù)制墩柱48個。沈康四期高速公路開展全預(yù)制裝配式橋梁試點工程,項目通過學(xué)習(xí)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》文件及根據(jù)住建部“十三五”總體規(guī)劃要求,加快產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品升級換代,督促建筑工程的發(fā)展,大力宣傳裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,通過裝配式建筑工業(yè)化制造、裝配化施工、實現(xiàn)減少建筑垃圾節(jié)能減排目標(biāo)。相比于傳統(tǒng)的橋梁建造,裝配式橋梁建設(shè)的應(yīng)用特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)施工工期短且易于控制由于裝配式橋梁的部件是在加工廠預(yù)先訂制好的,因此這大大縮短了施工建設(shè)的工作時間,尤其對于交通要道的城市道路橋梁建設(shè)來說,例如,廈門BRT高架橋坐落在交通極度繁忙的廈禾路和蓮前路上,工期的縮短不僅改善了交通環(huán)境,還避免給居民帶去不良的環(huán)境影響。除此之外,工程部門可以根據(jù)可控的工期科學(xué)規(guī)劃時間,提升工程效率[1]。(2)減輕對環(huán)境的影響程度隨著人們對居住生活質(zhì)量重視程度的不斷加強,裝配式橋梁的建設(shè)迎合大眾的需求,在施工現(xiàn)場只需完成各個構(gòu)件的吊裝和拼接,產(chǎn)生的噪聲小并且?guī)缀醪粫a(chǎn)生建筑垃圾,大大減輕了對環(huán)境的影響程度,響應(yīng)我國保護環(huán)境、節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展性理念。(3)橋梁建設(shè)質(zhì)量有所保障橋梁的各個構(gòu)件在工廠進行加工建造的過程中,專業(yè)技術(shù)人員會嚴(yán)格把關(guān),對每一個部件進行多次的檢驗試用,保證沒有任何問題之后再投入正式使用,所以各個構(gòu)件的耐用性良好,橋梁的建設(shè)質(zhì)量有所保障。
2裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)拼裝過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題
裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)包括墩柱、承臺和蓋梁,其預(yù)制拼裝工藝主要有預(yù)留鋼筋在承臺的埋設(shè)、拼接面注漿、各部件的吊裝等。在裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)的拼裝過程中主要有以下關(guān)鍵技術(shù)問題需要多加注意:(1)埋設(shè)預(yù)留鋼筋的位置和深度如果不準(zhǔn)確,承臺的方向發(fā)生偏差,就會導(dǎo)致墩柱和蓋梁之間的對接有縫隙或者不成功,影響橋梁底座的平穩(wěn)度。(2)在進行拼接面的注漿時,拼裝面坐漿的多少、薄厚或者密度達不到橋梁下部結(jié)構(gòu)建設(shè)的具體要求,將會對墩柱和蓋梁的拼接質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,減低橋梁下部結(jié)構(gòu)建設(shè)的質(zhì)量。(3)墩柱的吊裝過程中角度和方向往往會因為操作人員的失誤或者方向等外部因素發(fā)生偏移或者翻轉(zhuǎn),這樣的吊裝質(zhì)量會導(dǎo)致橋梁下部鋪設(shè)混凝土的破壞,除此之外,蓋梁吊點的受力不均勻同樣會造成這樣的后果。(4)壓漿的過程中也可能因為環(huán)境溫度和灌漿材料本身質(zhì)量的問題導(dǎo)致橋梁下部建設(shè)質(zhì)量不符合原先的工藝設(shè)計要求[2]。由以上關(guān)于裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)拼裝過程中的幾點關(guān)鍵技術(shù)問題來看,提升關(guān)鍵技術(shù)的質(zhì)量控制是工程部門當(dāng)前最應(yīng)該解決的重要問題。
3提高裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量的現(xiàn)實性對策
3.1選擇性能穩(wěn)定的連接裝置
為解決節(jié)點的連接強度不穩(wěn)定問題,國內(nèi)外已開發(fā)研究灌漿套筒連接裝置成品,工廠化生產(chǎn),性能較為穩(wěn)定。下部拼裝宜采用技術(shù)已成熟的正品連接裝置。
3.2引進高精度鋼筋加工和綁扎設(shè)備
為解決預(yù)留鋼筋埋設(shè)位置和尺寸不準(zhǔn)確的問題,引進并采用高精度智能鋼筋加工設(shè)備,將墩柱和蓋梁拼裝過程中的誤差定位在可控范圍內(nèi)。采用高精度加工設(shè)備加工的鋼筋在專業(yè)的鋼筋綁扎設(shè)備上進行操作處理,高精度鋼筋綁扎設(shè)備的作用是準(zhǔn)確定位主筋位置,提高各個構(gòu)件拼接的準(zhǔn)確度,進而提高工程效率。
3.3嚴(yán)格控制拼接面注漿和灌漿漿液的質(zhì)量
在嚴(yán)格控制拼接和吊裝的兩個裝配環(huán)節(jié)施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上,拼接面注漿和灌漿漿液需滿足《鋼筋連接用套筒灌漿料》性能要求,減小溫度、濕度對灌漿料性能影響,灌漿料宜采用高標(biāo)號補償收縮混凝土。施工時注意灌漿料攪拌均勻,同時采取下口進漿上口出漿循環(huán)灌漿技術(shù),保證套管內(nèi)漿液充實。3.4保證壓力灌漿全過程高質(zhì)量進行作為裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)建造中的一個隱形工作環(huán)節(jié),必須保證壓力灌漿全過程高質(zhì)量運行,具體可以表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)注重對裝配部件表面的清潔工作,例如在加工過程中產(chǎn)生的切屑,安裝高密度灌漿橡膠材質(zhì)的密封墊,為避免出現(xiàn)管道阻塞的緊急情況發(fā)生,在出口處設(shè)置清潔管。(2)在鋼制錨的中間留出一定寬度的間隙,確保管道充滿泥漿,提高堅固度。(3)沿水平方向安裝帶帽梁的灌漿管,不提供灌漿支管。(4)灌漿工作的完成一定要注意把控時間,保證漿液的質(zhì)量。(5)工作人員要詳細(xì)記錄壓力灌漿全過程中提取出來的數(shù)據(jù),確保在以后施工出現(xiàn)的緊急情況下項目數(shù)據(jù)的完整性,為以后建筑調(diào)整提供參考數(shù)據(jù)。
3.5研發(fā)并運用新型建筑材料
普通的混凝土和纖維聚合物在橋梁的建造過程中存在很多的問題,因此,研發(fā)新型建筑材料并將其應(yīng)用到現(xiàn)在的裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)中顯得尤為重要。通過相關(guān)調(diào)查和查閱大量的文獻資料得知,超高性能混凝土(UHPC)和纖維增強聚合物材料(FRP)等新材料,可以在很大程度上提升拉伸能力和使用的耐久性。其中超高性能混凝土(UHPC)現(xiàn)在被稱為耐用性最好的建筑材料,它的力學(xué)性能在一定程度上和鋼結(jié)構(gòu)沒什么差別,同時超高性能混凝土(UHPC)具有優(yōu)良的耐磨和抗爆性能,超高性能混凝土(UHPC)已經(jīng)在橋梁建造工程中運用,例如,大跨徑的人行天橋、公路鐵路橋梁等。
3.6創(chuàng)新施工工藝
橋梁的建設(shè)應(yīng)當(dāng)隨著建筑地區(qū)和周圍環(huán)境的不同而采用因地制宜的施工工藝,在進行橋梁的建設(shè)之前,首先要對建造環(huán)境和建造過程中可能出現(xiàn)的重點、難點問題分析,提出施工工藝的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化。比如墩柱的吊裝過程中角度和方向往往會因為操作人員的失誤或者方向等外部因素發(fā)生偏移或者翻轉(zhuǎn),若是采用傳統(tǒng)的繩索牽引或者是人工測量,往往很難達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求?,F(xiàn)階段很多地區(qū)的橋梁建造都會引進比較熱門的無人機技術(shù),通過無人機輔助裝配式橋梁的吊裝和拼接,既保證施工人員的安全,也極大地提高了工作效率[3]。
4結(jié)束語
綜上所述,隨著交通運輸壓力增大,交通運輸正在不斷創(chuàng)新發(fā)展,為有效減輕施工現(xiàn)場對城市居民居住環(huán)境和周圍交通運輸產(chǎn)生的不良影響,需要將施工工期縮短且控制在一定范圍內(nèi),最重要的是便捷施工、綠色施工、文明施工已是城市道路建設(shè)的大勢所趨,在這樣一個背景下,廣泛應(yīng)用裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)變得尤為重要。注重下部結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝設(shè)計與施工中的關(guān)鍵技術(shù)要點,也是為保證橋梁下部結(jié)構(gòu)建設(shè)打下堅固基礎(chǔ)做準(zhǔn)備。通過列舉引進高精度鋼筋加工和綁扎設(shè)備、嚴(yán)格控制拼接面注漿和灌漿漿液的質(zhì)量、保證壓力灌漿全過程高質(zhì)量進行、研發(fā)并運用新型建筑材料以及創(chuàng)新施工工藝等提高裝配式下部橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量的現(xiàn)實性對策,希望給相關(guān)人士提供一些參考性建議,從而減少結(jié)構(gòu)施工過程中的風(fēng)險,促進預(yù)制裝配式橋梁在我國的全方面應(yīng)用。
參考文獻
[1]張奉春.裝配式橋梁下部結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)[J].四川水泥,2021(6):136-137.
[2]姚凱,張金康,周青,等.城市橋梁預(yù)制裝配式下部結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計[J].城市道橋與防洪,2021(3):40-42+11-12.
[3]孫策.城市橋梁預(yù)制裝配化綠色建造技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J].世界橋梁,2021(1):39-44.
作者:龍龍 單位:遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司