1.前言
常规的中小桥,桥台通常为现浇结构形式,近几年出现了预制桥台.常规的桥台与桩基的连接处因为外伸主筋数量不多,因而接头处常采用支模现浇或者灌浆套筒的接头形式,将主筋逐个连接锚固.这种接头形式往往施工周期长,对交通影响较大,且不利于环境保护.
本工法桥台采用预制桥台,预制桥台台帽与桩基之间采用型钢插槽式连接,桩基采用管桩结合型钢,外露的型钢桩头整个插入预制桥台内预埋的大型波纹管空槽内,再灌注高强混凝土形成整体.相比于传统的预制桥台的钢筋接头或者现浇桥台的施工方法,本工法可以节省大量工期,也能避免材料浪费和大量建筑垃圾的产生.
2.特点
2.0.1PHC管桩内插工字型钢,相比于传统的PHC管桩,内插的工字型钢不仅可以增强PHC管桩的抗拉强度,同时露出地面位置的工字型钢还可以作为插槽式桥台的插头,与桥台进行快速连接.
2.0.2预制桥台内部预埋波纹管,作为插槽,与桩基内插的工字型钢进行桥台和桩基的连接,相比于传统桩头八字筋的连接方式,插槽式的连接可以节省大量工期,提高施工效率.
2.0.3桥台施工采用预制拼装的施工方式,桥台采用标准化的工厂预制,台身质量更有保障,相比于传统的预留钢筋灌浆套筒的接头形式,这种接头形式更快捷,而且减少了大量建筑垃圾的产生,更符合绿色施工的坏保理念.
3.适用范围
本工法适用于0-100m的中小桥下部结构桩接柱形式的预制拼装施工.尤其适用于中小桥的预制桥台和下部桩基础的连接施工.
4.工艺原理
本工法桥台钢筋笼加工采用钢筋模块化精加工理念,精度控制在土2mm,桥台钢筋笼于专用胎架上制作加工成型.桥台预留插槽由内径600mm,壁厚3mm的大直径镀锌金属加工而成,波纹管周边设置螺旋加固筋,顶部设置抗冲切加强筋.桥台预制时,将耳墙先行单独水平预制,再作为端模与构件主体二次浇注为一体.现场的桩基施工中,对PHC管桩填芯时,插入打有剪力栓钉的工字型钢梁取代传统的桩头八字筋,在桩头的垫层附近设置高压缩性的橡胶条,以确保插槽波纹管与垫层之间形成的灌浆空间具有足够的压力密闭性能.预制桥台运至现场后,采用履带吊,按照沿道路前进方向和垂直道路前进方向这两个方向的轴向测量放线的位置,通过预埋在桥台内部的镀锌波纹管作为插槽和PHC管桩内插入的工字型钢接头进行吊放拼装.最后预制桥台拼装就位后,及时通过顶部预留的孔道灌注自流平C80细石混凝土浇筑成整体,并注意检查垫层底部的漏浆情况.
图4.1-1预制桥台和管桩基础接头示意图
5.工艺流程及操作要点
5.1工艺流程图
工艺流程图如图5.1所示:
图5.1-1施工操作流程图
5.2施工要点
5.2.1桩基施工
桩基设计采用C型直径800mm的高强预应力管桩和钢管桩,混凝土有效预压应力达到11MPa.管桩采用锤击沉桩,用钢框限位装置保证沉桩水平误差控制在3cm之内.管桩插入完成以后,对管桩内部进行注芯,在对PHC管桩填芯时,插入打有剪力栓钉的工字型钢梁取代传统的桩头八字筋.工字钢的对角斜距为480mm,与内径600mm的波纹管插槽尚有120mm的水平容错空间.
图5.2.1-1插入钢管桩
图5.2.1-2插入PHC管桩
5.2.2桥台钢筋笼绑扎
桥台钢筋笼加工采用钢筋模块化精加工理念,钢筋笼加工时,采用MEP钢筋数控弯曲剪切中心进行棒材的剪切及弯曲,采用MEP盘钢全自动钢筋成型弯箍机进行线材的调直、剪切及弯曲,精度控制在土2mm.为保证钢筋笼支撑稳定,主要受力钢筋不变形,桥台钢筋笼于专用胎架上制作加工成型,钢筋笼制作偏差为土2mm.桥台预留插槽由内径600mm,壁厚3mm的大直径镀锌灌浆金属波纹管加工而成,波纹管周边设置螺旋加固筋,顶部设置抗冲切加强筋.
图5.2.2-1钢筋弯曲机
图5.2.2-2钢筋弯箍机
图5.2.2-3预埋波纹管插槽
5.2.3台身预制
桥台预制时,将耳墙先行单独水平预制,待耳墙预制成型后,利用预留的钢筋接头和台身钢筋笼绑扎成型,作为构件主体的的端模与构件主体二次浇注为一体.这样既降低了模板配置和加固的难度,又保证了桥台端部无浇注缝.
图5.2.3-1耳墙单独预制并作为桥台端模
5.2.4垫层测量放样
现场垫层施工完成以后,弹好参照线,并桩头的垫层附近设置高压缩性的橡胶条,橡胶条标高高于桥台底设计标高1cm以上,以确保插槽波纹管与垫层之间形成的灌浆空间具有足够的压力密闭性能.根据复测桩顶标高的误差(应为负公差),通过钢板垫片调整至设计值.
图5.2.4-1橡胶条设置
5.2.5桥台吊装
预制好的桥台运输到施工现场后,通过台身上预留的吊环,用两台履带吊机进行现场吊装,调整桥台的位置,桥台姿态就位时,缓慢的下放预制桥台,使管桩内的型钢骨架缓慢的与预制桥台中的金属波纹管相接,将桥台放置在桥台横向中心线和端部中轴线的荧光标志位置,桥台顶部标高和横向坡度作为辅助测量指标.达到放线位置则吊放完成.