装配式墩台适用于山谷架桥或跨越平缓无漂浮物的河沟、河滩等的桥梁,特别是在工地干扰多、施工现场狭窄、缺水与砂石供应困难地区,其效果更为显著。装配式墩台的优点是：结构形式轻便,建桥速度快,圬工省,预制构件质量有保证等。目前经常采用的有砌块式、柱式和管节式或环绕式墩台等。

1.砌块式墩台施工

砌块式墩台的施工大体上与石砌墩台相同,只是预制砌块的形式因墩台形式不同有很多变化。例如1975年建成的兰溪大桥,主桥身系采用预制的素混凝土壳块分层砌筑而成,壳块按平面形状分为Ⅱ型和Ⅰ型两大类,再按其砌筑位置和具体尺寸又分为5种型号,每种块件等高,均为35cm,块件单元重力为0.9～1.2kN,每砌三层为一段落。该桥采用预制砌块建造桥墩,不仅节约混凝土约26%,节省木材50m3和大量铁件,而且砌缝整齐,外形美观,更主要的是加快了施工速度,避免了洪水对施工的威胁。图9.6为预制块件与空腹墩施工示意图。

图9.6　兰溪大桥预制砌块墩身施工示意图

(a)空腹墩壳板；(b)空腹墩砌筑过程

2.柱式墩施工

装配式柱式墩系将桥墩分解成若干轻型部件,在工厂或工地集中预制,再运送到现场装配桥梁。砌形式有双柱式、排架式、板凳式和钢架式等。图9.7为各种柱式墩构造。

施工顺序为预制构件、安装连接与混凝土养护等。起重拼装接头是关键工序,既要牢固、安全,又要结构简单便于施工。常用的拼装接头有以下几种形式。

(1)承插式接头：将预制构件插入相应的预留孔内,插入长度一般为1.2～1.5倍的构件宽度,底部铺设2cm砂浆,四周以半干硬性混凝土填充,常用于立柱与基础的接头连接。

(2)钢筋锚固接头：构件上预留钢筋或型钢,插入另一构件的预留槽内,或将钢筋相互焊接,再灌注半干硬性混凝土,多用于立柱与顶帽处的连接。

(3)焊接连接：将预埋在构件中的铁件与另一构件用电焊连接,外部再用混凝土封闭。这种接头易于调整误差,多用于水平连接杆与立柱的连接。

(4)环扣式接头：相互连接的构件按预定位置预埋环式钢筋,安装时柱脚先坐落在承台的柱心上,上下环式钢筋互相错接,扣环间插入U形短钢筋焊接,四周再绑扎钢筋一圈,立模浇筑外围接头混凝土。要求上下环扣预埋位置正确,施工较为复杂。

(5)法兰盘接头：在相互连接的构件两端安装法兰盘,连接时用法兰盘连接,要求法兰盘预埋位置必须与构件垂直。接头处可不用混凝土封闭。

装配式柱式墩台应注意以下几个问题。

(1)墩台柱构件与基础顶面预留环形基座应编号,并检查其个数、高程是否符合设计要求；基杯口四周与柱边的空隙不得小于2cm。

(2)墩台柱吊入基坑内就位时,应在纵横方向测量,使柱身垂直度或倾斜度以及平面位置均符合设计要求；对重大、细长的墩柱,需用风缆或撑木固定,方可摘除吊钩。

(3)在墩台柱顶安装盖梁前,应先检查盖梁口预留槽眼位置是否符合设计要求,否则应先修凿。

(4)柱身与盖梁(顶帽)安装完毕并检查符合要求后,可在基坑空隙与盖梁槽眼处灌注稀砂浆,待其硬化后,撤除楔子、支撑或风缆,再在楔子孔中灌注砂浆。

在基础或承台上安装预制混凝土管节、环圈作墩台的外模时,为使混凝土基础与墩台联结牢靠,应由基础或承台中伸出钢筋插入管节、环圈中间的现浇混凝土内,插入钢筋的数量和锚固长度应按设计规定或通过计算决定。管节或环圈的安装、管节或环圈内的钢筋绑扎和混凝土浇筑,应按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)有关章节的规定执行。

3.后张法预应力混凝土装配墩施工(www.daowen.com)

装配式预应力钢筋混凝土墩分为基础、实体墩身和装配墩身三大部分。装配墩身由基本构件、隔板、顶板及顶帽四种不同形状的构件组成,用高强钢丝穿入预留的上下贯通的孔道内,张拉锚固而成(图9.8)。实体墩身是装配墩身与基础的连接段,其作用是锚固预应力钢筋,调节装配墩身高度及抵御洪水时漂流物的冲击等。

图9.7　装配柱式墩示意图(尺寸单位：cm)

(a)双柱式拼装墩；(b)排架式拼装墩；(c)刚架式拼装墩

图9.8　装配式预应力混凝土墩构造图(尺寸单位：cm)

施工工艺流程分为施工准备、构件预制及墩身装配三方面。全过程贯穿着质量检查工作。实体墩身灌注时要按装配构件孔道的相对位置,预留张拉孔道及工作孔(图9.9)。构件装配的水平拼装缝采用M5水泥砂浆,砂浆厚度为15mm,便于调整构件水平高程,不使误差积累。安装构件要求确保“平、稳、准、实、通”五个关键,即起吊平、构件顶面平、内外壁砂浆接缝要“抹平”；起吊、降落、松钩要“稳”；构件尺寸“准”、中线“准”及预埋配件位置“准”；接缝砂浆要“密实”；构件孔道要“畅通”。张拉预应力的钢丝束分两种。一种是直径为5mm的高强度钢丝,用18φ5锥形锚；另一种用7φ4mm钢绞线,用JM12—6型锚具,采用一次张拉工艺。张拉顺序如图9.10所示。张拉位置可以在顶帽上张拉,亦可在实体墩下张拉,一般多在顶帽上张拉。孔道压浆前先用高压水冲洗。采用纯水泥浆,为了减少水泥浆的收缩及泌水性能,可掺用为水泥质量(0.8～1.0)/10000的铝粉。压浆最好由下而上压注。压浆分初压与复压。初压后,约停一小时,待砂浆初凝即进行复压。复压压力可为0.8～1.0Pa,初压压力可小一点。压浆时,若构件上的砂浆接缝全部湿润,则说明接缝砂浆空隙中压入了水泥浆,起到了密实接缝的作用。实体墩身的封锚采用与墩身同强度等级的混凝土,同时要采用防水措施。顶帽上的封锚采用钢筋网焊在垫板上,单个或多个连在一起,然后用混凝土封锚。

图9.9　实体墩身的张拉工作孔(单位：cm)

图9.10　张拉顺序示意图

4.无承台大直径钻孔埋入空心桩墩施工

无承台大直径钻孔埋入空心桩墩系由预钻孔、预制大直径钢筋混凝土桩墩节、吊拼桩墩节并用预应力后张连接成整体、桩周填石压浆、桩底高压压浆、浇筑或组装盖梁等部分组成。它综合了预制桩质量的可靠性、钻孔桩的施工工艺简单、成本低、适应性强等优越性；摒弃了灌注桩技术设备复杂、成本高、不易穿透砂砾层、桩易偏位及钻孔灌注桩桩身质量难以保证等缺陷,是集当今桩基先进技术之大成。

5.装配式墩台的允许偏差

《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)规定,构件安装前必须检查其外形和构件的预埋尺寸和位置,其允许偏差不得超过设计规定；构件安装就位完毕后,经过检查校正符合要求,才允许焊接或浇筑混凝土以固定构件；分段安装的构件继续安装时,必须在先安装的构件规定和受力较大的接头混凝土达到设计要求的强度后方可进行(一般应达到设计强度等级的70%)；装配式墩台完成时的允许偏差如下。

(1)墩、台柱埋入基座内的深度和砌块墩、台埋置深度,必须符合设计规定。

(2)墩、台倾斜为0.3%H(H为墩台高),最大不得超过20mm。

(3)墩、台顶面高程±10mm；墩、台中心平面位置±10mm；相邻墩、台柱间距±15mm。