不搭脚手架,没有现场浇筑,建高架桥就像搭乐高积木一样,这正是建筑装配化技术在市政工程领域的应用。未来城市桥梁建设将主要采用装配式技术,总院凭借对该项技术的成熟应用,道路快速化改造工程方案研究阶段,应对道路交通繁忙的实际情况,提出了全预制装配的桥梁方案。全预制装配的高架桥梁施工因为减少了现场搭设脚手架、人工绑扎、现场浇筑等传统施工方式,大大减轻现场工人的劳动强度,保证安全作业,在拼装阶段的速度也是传统工艺的7倍使用装配式桥梁钢模板。
前方“搭积木”后方“造积木”的预制工厂,标准化的流程生产和先进设备保证了质量可控。同时也大限度地减少施工期间对既有交通和周遭居民的影响,避免“噪音、扬尘、封路”等副作用。
道路快速化改造工程使用全预制装配式桥梁钢模板作为江苏省全预制装配式桥梁工程,桥梁的下部结构立柱、盖梁和上部结构箱梁等构件全部由工厂化施工预制,再运送到现场,利用大型吊装设备像搭积木一样进行现场拼装。桥梁上部结构采用装配式预应力混凝土简支小箱梁形式,标准跨径30m。单片梁吊重95吨。桥墩立柱为带圆弧倒角矩形截面,控制单根立柱吊重小于120吨。
桥墩盖梁采用倒T型截面,以减小桥下结构高度,降低道路整体竖向标高,以上立柱、盖梁均采用工厂预制、现场拼装的施工方案。基础采用钻孔灌注桩群桩基础,桩基直径主要有1.2m、1.5m两个品种,采用旋挖钻机成孔,桩基、承台现场浇筑施工。
全预制装配式小箱梁结构的下部结构和上部结构将现场立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养护等的工作转到预制工厂,把传统基础-墩-上部结构的顺序施工过程,变成并行的工序,预制构件分成若干节段,使用运输和架设设备来进行现场拼装施工,加快施工进度(预制桥梁钢模板)。
目前桥梁预制墩柱和盖梁的连接主要有钢绞线连接、灌浆套筒钢筋连接、灌浆波纹管连接和承插式连接。其中钢绞线连接多用于墩柱分节预制情况,预应力将墩柱节段串连起来;灌浆套筒钢筋连接是采用灌浆套筒连接墩柱钢筋,连接套筒预制在混凝土盖梁内部,通过套筒灌浆形成连接;灌浆波纹管连接是在预制墩柱上预留钢筋,在预制盖梁上预留波纹管钢筋孔,施工时将预留钢筋插入预留钢筋孔并进行孔道灌浆,形成连接,其实质是墩柱钢筋锚固到预制盖梁中;承插式连接是在盖梁上预留插槽,预制墩柱安装到插槽中,预制墩柱和插槽之间的缝隙用混凝土现浇,形成连接。目前灌浆套筒连接和灌浆波纹管连接均在高烈度地震区受到应用限制,现有墩柱承插式连接在高烈度地震区的墩柱插入基础深度较深增加了基础工程量和工程造价,使用装配式预制桥梁钢模板,装配式预制桥梁墩柱模板及装配式桥梁盖梁模板。
而在这些现有的连接方式中,钢绞线连接主要用于桥墩分节预制的情况,这种连接方式需要现场穿钢束并张拉钢束,现场穿束有一定的难度。灌浆套筒钢筋连接应用较多,但目前在国内仅应用在低震区,在高震区的应用还有待验证。而灌浆波纹管连接目前国内应用很少,在高震区的应用也有待验证。不论灌浆套筒还是灌浆波纹管连接,施工时均需将墩柱全断面的钢筋插入预留孔道,并逐孔灌浆,施工难度大。已有的承插式连接是在盖梁上预留墩柱插槽,与墩柱拼装,但是这种连接在盖梁上预留的墩柱插槽较大,削弱了盖梁断面,所以需增加盖梁截面高度以防施工时盖梁破坏。