【導(dǎo)讀】廣西北部灣投資集團有限公司投資建設(shè)的蘭州至海口高速公路廣西欽州至北海段改擴建工程（以下簡稱“欽北改擴建工程”）應(yīng)用的裝配式橋梁“樁柱一體化”建造工藝技術(shù)是國內(nèi)首創(chuàng)的裝配式建造技術(shù)，被列入交通運輸部科技示范工程實施清單。目前，橋梁裝配式下構(gòu)“樁柱一體化”工藝已成功入選廣西壯族自治區(qū)交通運輸廳2020年“科技示范”創(chuàng)新典型案例，并斬獲中國公路學(xué)會舉辦的首屆全國公路“微創(chuàng)新”大賽銅獎。本文從裝配式橋梁“樁柱一體化”的研究背景、意義、安全性及應(yīng)用等方面進行了分析。

為什么研究裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)？

道路作為我國經(jīng)濟發(fā)展的助推劑，在過去40多年發(fā)揮了十分重要的作用。但是，由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，一些干線公路和城市道路已經(jīng)無法滿足日益增長的通行要求，同時由于部分道路修建的年限已久，運輸壓力大，道路損壞的情況較為突出，再加之近年來汽車車型結(jié)構(gòu)及車輛軸載結(jié)構(gòu)的變化，使得道路的運輸效率低，維護成本高。

通過對道路改擴建的方式能夠很好的利用既有道路，提高原有道路的通行能力。在改擴建工程中為了盡可能的減少對既有交通的影響，對臨時施工場地、永久場地、施工時間均提出了嚴苛的要求，如何保障施工質(zhì)量又要保障建設(shè)速度成為了改擴建工程中十分棘手的問題。

目前，常用的橋梁下部結(jié)構(gòu)形式分為現(xiàn)澆式和裝配式。現(xiàn)澆式需要現(xiàn)場支模，由于其工藝的特性而導(dǎo)致施工臨時場地占用大、現(xiàn)場整潔性較差的問題，同時澆筑完成后需要持續(xù)多天養(yǎng)護，施工養(yǎng)護時間長。

常規(guī)裝配式下部結(jié)構(gòu)多是采用預(yù)制群樁的形式，然后現(xiàn)澆承臺，通過承臺將預(yù)制墩柱連接。群樁施工多是采用錘擊打入，存在施工臨時場地占用時間長、施工噪音大的特點，同時由于需要承臺而加大了永久場地占用面積。

可以看出，已有的施工工藝并不能很好的滿足改擴建工程中對橋梁下部結(jié)構(gòu)施工迅速、場地占用小的要求。因此，針對上述問題，形成一種施工迅速、占地小、無需養(yǎng)護的橋梁下部結(jié)構(gòu)創(chuàng)新工藝就顯得十分必要。

裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)是什么？

裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)是一種通過將預(yù)制樁基礎(chǔ)及墩柱進行有效連接的一種在改擴建工程中減小占地和迅速施工的橋梁下部結(jié)構(gòu)建造技術(shù)。首先，樁基、樁柱以及蓋梁全部采用工廠化預(yù)制生產(chǎn)；然后，樁基旋挖成孔后植入大直徑預(yù)制樁，再通過與樁柱等直徑的法蘭盤連接預(yù)制樁柱；接著，樁周采用反循環(huán)填充改良的水泥攪拌土，樁底下導(dǎo)管灌入水泥墊層，再通過坐漿法將樁柱下放至孔底；最后，安裝預(yù)制蓋梁，完成下部結(jié)構(gòu)施工。

“樁柱一體化”工藝結(jié)構(gòu)示意圖

欽州至北海高速公路改擴建工程建設(shè)對完善沿海港口的高速公路網(wǎng)，增強沿海港口集疏運能力意義重大。在對項目中存在的樁基不深、墩柱不高、施工場地有限以及施工時間短的特點進行了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的提出了裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)，解決了常規(guī)技術(shù)工藝存在的持續(xù)時間長、場地要求大、施工質(zhì)量難以保證的難題。

同時，由于蓋梁安裝對樁柱的垂直度等施工精度的控制要求十分嚴格，研發(fā)出空間姿態(tài)實時控制系統(tǒng)，保證了“樁柱一體化”施工工藝安裝高精度、空間位置實時控制。針對預(yù)制構(gòu)件拼裝過程中空間姿態(tài)定位控制效率低、精度差以及缺乏配套監(jiān)測控制手段的問題，研發(fā)了一套實時、高精度、可視化空間姿態(tài)控制系統(tǒng)，解決了全拼裝樁柱垂直度控制和水平位置控制的難題，實現(xiàn)了預(yù)制拼裝空間姿態(tài)位置控制反應(yīng)時間達毫秒級、方位精度達0.05°、坐標定位精度達0.1mm以及安裝構(gòu)件姿態(tài)的三維可視化展示。

如何看待裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)？

裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)以“無感化施工、高品質(zhì)擴容、智慧化保障”為目標，在充分結(jié)合全線工程實際情況的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的提出了“樁柱一體化”施工工藝，形成了全裝配式橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)的完整技術(shù)體系，為建設(shè)交通強國提供了廣西智慧。

技術(shù)首創(chuàng)了包含設(shè)計、制造、施工、檢測在內(nèi)的“樁柱一體化”工藝。通過樁柱間采用法蘭盤連接代替?zhèn)鹘y(tǒng)的承臺連接，不但能夠減少現(xiàn)場澆筑承臺的環(huán)節(jié)，縮短建造時間，還解決了樁基處于中央分隔帶時對占地要求小的問題，起到了緩解改擴建工程中交通壓力大，施工周期長的作用。

裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)與傳統(tǒng)橋梁下部結(jié)構(gòu)建造技術(shù)相比，具有施工工序簡單、占用場地小、對已有交通影響降到最低，真正做到無感化施工，滿足了改擴建工程 “保暢通、保安全”的要求。同時，在形成全裝配式橋梁結(jié)構(gòu)的完整技術(shù)體系以及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的過程中，進一步帶動產(chǎn)業(yè)鏈升級，推動廣西乃至全國綠色建筑技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)的安全性如何？

“樁柱一體化”工藝為國內(nèi)首創(chuàng)，可供參考的經(jīng)驗不多。同時，安全生產(chǎn)在項目建設(shè)中占據(jù)了所有施工過程中的首要地位，在結(jié)構(gòu)安全沒有充分論證的前提下進行建設(shè)，是對項目的不負責和對人民生命安全和財產(chǎn)安全的不尊重

因此，本著對項目安全建設(shè)為目標，為進一步研究“樁柱一體化”工藝構(gòu)想的可行性，項目組通過在欽北改擴建項目開展“樁柱一體化”工藝試驗樁工作。模擬了裝配式橋梁“樁柱一體化”建造的全過程，研究掌握“樁柱一體化”技術(shù)的設(shè)計、制造、施工、檢測、科研等各方面的技術(shù)參數(shù)及工程特點，從而指導(dǎo)裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)在工程實體中運用。

欽北改擴建 “樁柱一體化”工藝試驗蓋梁安裝

在充分進行理論論證的基礎(chǔ)上，“樁柱一體化”工藝試驗取得了良好的效果，驗證了包含設(shè)計、制造、施工、檢測在內(nèi)的全過程工藝可行性，并由具有相應(yīng)檢測資質(zhì)的企業(yè)出具試驗檢測報告。檢測試驗結(jié)果表明：使用“樁柱一體化”工藝建造樁柱的豎向承載力、水平承載力以及法蘭連接可靠性均滿足設(shè)計及國家相關(guān)規(guī)范要求，該技術(shù)對法蘭盤采用三重防腐措施的防腐技術(shù)，保證了連接部位的耐久性能。工藝試驗的成功，為下一步進行實體工程的建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)的應(yīng)用情況

選擇欽北改擴建工程K2197+592.367天橋、K2199+621.215天橋進行示范性運用，為技術(shù)后續(xù)的大規(guī)模推廣奠定基礎(chǔ)。有了工藝試驗成功的經(jīng)驗，在建造“樁柱一體化”裝配式天橋時對法蘭設(shè)計以及鋼筋與端板的連接工藝進行了優(yōu)化，進一步加強了連接性能的可靠性。從兩座天橋施工資源消耗對比結(jié)果看，“樁柱一體化”技術(shù)在消耗的時間和場地要求方面，相比較于常規(guī)方式具有明顯的優(yōu)勢

裝配式管樁吊裝

欽北改擴建“樁柱一體化”天橋

有哪些問題有待研究和完善

新技術(shù)的運用不僅能夠促進裝配式橋梁施工的順利進行，有利于提高施工效率，改善交通環(huán)境，還能夠推動技術(shù)的創(chuàng)新和施工經(jīng)驗的總結(jié)。然而，在具體實施中需考慮很多因素，但限于目前的技術(shù)水平，仍有很多問題有待研究和完善。

進一步研究裝配式橋梁“樁柱一體化”結(jié)構(gòu)的耐久性能及長期運營性能。目前裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)還處在初步應(yīng)用階段，對建成橋梁的運行數(shù)據(jù)及長期性能的研究還未有足夠的數(shù)據(jù)支撐，下一步結(jié)合健康監(jiān)測的數(shù)據(jù)成果，進一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系，建立相應(yīng)的長期性能效果評價機制。

制定出臺相應(yīng)的施工及驗收規(guī)范勢在必行。裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)還未有針對性的施工及驗收規(guī)范，細化各建造過程的標準及要求，充分應(yīng)用欽北改擴建工程項目成功應(yīng)用的成果，建立完善的建造標準或指南。

（責任編輯：何雯麗）

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