装配式桥梁建设，从桥墩到桥塔？
组装式桥墩和桥台的施工
装配式桥墩是将高大的桥墩按照一定的模数沿垂直方向和水平方向分割成若干个构件，浇注在桥址周围的预制场地上，用汽车、船运输到现场，吊装组装而成。
预制墩台的主要特点是可以在预制场预制，受周围环境干扰较小，但相对来说，对运输和吊装机械设备要求较高。装配式柱式墩体系将桥墩分解成几个构件，如承台、立柱、盖梁(墩帽)等。，在工厂或现场预制，然后运到现场组装桥墩。其施工程序主要是构件预制、安装连接和混凝土填缝。其中，拼装接头是关键工序，既要牢固安全，又要结构简单，施工方便。
常用的装配接头如下:
(1)采用有粘结后张预应力筋连接结构。
有粘结后张预应力筋的连接结构常与砂浆垫层或环氧胶接头结构相结合，实现节段预制墩的施工。本方案中的预应力筋可以是钢绞线或精轧螺纹钢等高强度钢筋。该结构的特点是预应力筋穿过接缝，在实际工程中应用广泛，设计理论、计算分析和施工技术经验成熟。缺点是墩身造价远高于传统现浇混凝土墩，同时现场施工需要张拉和灌浆预应力筋，施工工艺复杂，施工时间长。
(2)灌浆套筒连接
预制墩节段通过灌浆连接套与伸出的钢筋连接，墩与盖梁或承台的接触面往往采用砂浆垫层，墩节段之间采用环氧胶接缝。其结构特点是施工精度高，施工时间短，不需要张拉预应力筋，大大减少了现场工作量。其在正常使用条件下的力学性能与传统现浇混凝土桥墩相似，因此具有一定的经济优势。从国外的应用经验来看，低地震风险区已得到广泛应用，高地震风险区的应用和科研仍在进行中。
(3)灌浆金属波纹管连接
这种连接结构常用于墩身与承台或墩身与盖梁的连接。预制墩身通过预埋在盖梁或承台内的灌浆金属波纹管与伸出墩身的钢筋连接。砂浆垫层常用作墩身与盖梁或承台的接触面，墩身节段之间采用环氧胶接缝，如图5所示。该结构现场施工时间短，但需要满足纵向钢筋足够的锚固长度，力学性能与传统现浇混凝土桥墩相似。目前，国外已有少数桥梁采用这种连接结构进行施工，但在地震高风险地区应用较少，其抗震性能仍在研究中。
(4)插槽连接
槽式连接结构，如图6所示，在一些桥梁工程中已有应用，主要用于墩身与盖梁、桩与承台的连接。与灌浆套管和金属波纹管相比，它的优点是要求的施工公差可以大一些，并且需要现场浇筑一些混凝土。
(5)钢筋应焊接或搭接，并采用湿接头。
从预制装配式桥墩预伸出一定数量的钢筋，与相邻构件的预留钢筋搭接，并需要临时支撑。钢筋连接部位需要采用后浇混凝土(湿接缝)连接，这也是目前国内广泛采用的节段拼装式桥墩的设计思路。采用这种结构建造的桥墩，其力学性能往往与传统的现浇混凝土桥墩相似，但湿接缝的存在会增加施工时间和现场钢筋搭接浇筑的工作量。从快速施工的角度来看，这种方案存在一些缺点。
(6)插座连接
承插式接头连接结构是将预制墩身插入基础对应的预留孔中，插入长度一般为墩身截面尺寸的1.2 ~ 1.5倍。底部铺设一定厚度的砂浆，周边填充半刚性混凝土。优点是施工工艺简单，现场工作量少；缺点是节点的受力性能，尤其是抗震性能需要进一步研究。北京积水潭大桥就是用这种连接结构建造的，美国的一些桥梁也是用这种连接结构建造的。如图所示。
预制装配式柱的抗震性能
预制柱的抗震性能是阻碍全预制装配技术在高地震风险地区桥梁中应用的技术难题。为了实现全预制装配技术的全面推广应用，有必要对预制柱的抗震性能进行深入研究。基于典型实际工程桥墩结构，选择连接器、导管和有粘结预应力筋3种预制装配连接方式，进行低周反复水平荷载下矩形实心节段预制柱的缩尺试验。通过对不同构造细节下的节段预制柱进行拟静力试验和有限元数值分析，研究了不同构造模式下节段预制柱的滞回特性、延性变形、节点非线性力学行为、损伤破坏机理。
试验结果表明，与传统的现浇混凝土桥墩相比，预制装配式连接管和波纹管的桥墩具有相近的抗震性能，能够满足预期的抗震性能要求。采用有粘结预应力筋连接的预制装配式桥墩与现浇混凝土桥墩具有相似的变形能力，但耗能能力较弱。此外，通过计算分析、连接装置试验，以及对整批试件的制作和运输过程的研究，表明该柱的整体受力、结构连接、抗震性能以及整个施工过程的细部构造均能满足现行设计和施工的要求，可用于工程实践。
应用示例:
装配式柱式墩台施工中应注意以下几点:
(1)对墩台柱构件及基础顶面预留的杆状基础进行编号，检查各墩台高度及基础坐标高度是否符合设计要求；底座口与柱边的间隙不得小于2cm。
(2)墩台柱放入台座杯中时，应进行纵、横向测量，使柱身垂直度或倾斜度及平面位置符合设计要求；对于较重、较细长的桥墩，在放钩前必须用缆风绳或撑木固定。
(3)在墩柱顶部安装盖梁前，应检查盖梁上的预留槽位置是否符合设计要求，否则应先修凿。
(3)待柱身和盖梁(墩帽)安装完毕，并经检查符合要求后，可在基础杯与盖梁槽的缝隙处浇筑薄砂浆。待其硬化后，将楔子、支架或风缆取出，然后将砂浆填入楔孔。
随着预应力技术的成熟和发展，预应力已应用于桥墩，尤其是后张法预应力钢筋混凝土装配式桥墩。其施工方法类似于装配式柱式桥墩的施工方法，除了安装时的连接接头处理技术，节段预制构件之间的连接方式主要依靠预应力钢束。
后张预应力钢筋混凝土装配式墩台所用预应力钢筋有两种:高强低松弛钢丝和冷拉ⅳ级粗钢筋。后张法预应力钢筋混凝土装配式墩台的预应力张拉方式有两种:张拉位置可在墩帽顶张拉；也可以在墩底实体部分张拉。一般情况下，墩帽顶部是张拉的。
墩帽顶张拉(1)预应力钢梁的主要特点如下:
(1)张拉操作人员和设备都在高空作业，虽然张拉操作方便，但安全性差；(2)预应力钢梁的锚固端可直接埋入承台内，无需设置过渡段；
(3)在墩底截面上应力最大的位置，可以发挥预应力钢束抗弯能力强的特点。
(2)墩底实体张拉预应力钢梁的主要特点如下:
(1)张拉操作人员和设备为地面作业，安全方便；
(2)墩底应设置过渡段，既要满足放置预应力钢束张拉千斤顶的要求，又要布置更多的受力钢筋，以满足运营阶段该段的受力要求；
(3)预应力筋的张拉位置与过渡构件中竖向受力钢筋之间的关系比较复杂。预应力钢束的张拉要求和预应力管道内的灌浆要求与预应力混凝土梁一致。
应用示例:
预制工艺流程:
承台墩身整体模板桁架系统总重量约420t，采用全钢模板设计，主要分为模板系统、桁架系统、滑动系统、调整系统四部分。整体一次精确定位。
模板系统:承台外模、承台底模、墩身外模、承台预留孔模板、墩身内模、承台顶面模压。
桁架系统:平台桁架和码头桁架由滑动系统支撑。
滑动系统:滑道和滑动装置。
调整系统:模板就位后的微调措施，包括千斤顶和楔子的水平调整。
承台和底墩混凝土浇筑:
承台和底墩轴混凝土浇筑完成，拆除模板；
埋床法全预制基础；
采用一套集吊装、导向定位、安装于一体的悬挂系统。该系统除了具有预制墩的吊装和悬挂功能外，还具有包括墩柱垂直度、垂直标高、面内位置在内的定位功能，定位精度达到0.5 mm。
双缆索塔结构
混凝土塔架:
(1)工程难点
索塔高且柔性大，易受日照、温度变化和风的影响，其线形控制难度大。
锚固区首次采用钢锚箱，精度要求高，施工控制难度大。
索塔高，远离岸边，测量精度难以保证；
大风天多，有效工作日少。
(2)关键技术
混凝土索塔控制技术:
钢锚箱安装控制技术。
电缆塔:
三钢梁悬臂施工
悬臂拼装法是利用支撑在已完成悬臂上的专用悬臂起重机将预制节段吊在梁上进行拼装。用成型节段锚固后，组装长度一般为2-5m。
根据吊装方法的不同，吊挂组件可分为浮吊吊挂组件、牵引滑轮组吊挂组件、连续千斤顶吊挂组件、缆索吊机吊挂组件和悬臂吊机。悬臂拼装的核心是梁的运输和拼装，梁段预制是悬臂拼装的基础。悬臂施工过程主要包括梁段的预制、移位、储存和运输；吊装梁段；悬臂梁系统的改造；合拢段施工。
四混凝土节段梁施工
预制节段(钢筋混凝土节段、钢梁节段)拼装施工方法:将桥梁的梁体纵向分成若干节段，在工厂或桥址附近的预制场预制，运至桥址，再通过施加预应力拼装成整体结构。它是近四十年发展起来的一种施工方法，广泛应用于钢筋混凝土和钢桥的施工。
管片预制主要有长线台座法和短线台座法。
长线台座法是将所有的砌块按照设计的梁线型在一个长台座上逐一预制，使两个砌块之间形成自然的配合面。这种方法的优点是容易控制几何形状，预制过程中不积累偏差。制作好的块的偏差可以通过下一块及时调整，同时进行更多的点的配合和预制，加快施工进度。另外，用这种方法将预制构件脱模后，并不需要马上运到存放地点。
但这种方法也有以下缺点:①面积大；(2)基座必须建立在坚实的基础上。(3)曲线桥需要形成要求的曲率。(4)浇筑、养护等设备均可移动。
短线台座法施工是指每段浇筑在同一个模板内，一端固定模板，另一端先浇筑一段。模板长度只有一段，不移动模板，而梁段从浇筑位置移动到配合位置，然后运输到存梁场。该方法占地面积小，可形成流水线作业，提高施工速度，适用于管片类型变化较多、模板倒模频繁的工程要求。其不足之处主要在于要求匹配段必须放置得非常精确，因此需要精密的测量仪器设备和精确的测控方法。
预制混凝土节段梁:
节段梁的搬运:合理搬运节段梁的吊点应选择适当，使节段梁的受力控制在允许范围内。
节段梁的堆放:节段的堆放方式必须能避免翘曲和二次受力，楼板能为节段提供良好的支撑；下面和靠近腹板的一段应得到支撑。堆垛时，上节段的重量应由腹板直接传递，避免顶板和底板弯曲传递力。
分段运梁:由于混凝土梁段自重较大，混凝土梁段预制场地一般选在桥址附近，由轮胎搬运车、运梁车或轨道搬运车运至桥址进行组装。
分段梁组件:
(1)满堂彩支持方式:
(2)少支撑法(多用于钢梁):
因为满堂支架需要对桥下整体基础进行处理，造价大，工期长。因此，如果条件允许，一般将管片加长，以较少支架的形式组装。
(3)分步组装法:
上部结构沿一个方向架设，一次完成一跨。施加预应力前，预应力段由下悬臂梁(主梁下方)或架桥机(主梁上方)临时支撑。架设好的主梁可以简支在桥墩上，也可以通过后张预应力将几个孔连成一个连续的结构。
适用于中小跨径预应力混凝土简支梁桥和逐跨简支的连续梁桥。该工法的主要设备由长度小于(或大于)两倍标准跨长的钢桁架导梁、升降平车、导梁移动和调整组成。
若采用导梁下吊拼装管片，架桥机称为上导梁架桥机；如果在导梁上方采用支撑法拼装管片，则称架桥机为下导梁架桥机；导向梁将承受预制节段跨度的重量。
(4)平衡悬臂法:
以桥墩为中心，按照对称的顺序组装分段。每个片段与前一个组装的片段集成在一起并自平衡，并作为下一个片段的组装基础。对于每个施工步骤，悬臂结构通过张紧布置在箱梁节段中的预应力钢筋束来确保其安全性和稳定性。节段可以通过桥面支撑起重机、导梁或地面起重机进行吊装。
适用于悬臂施工和中、大跨度内外混合的预应力混凝土桥梁。
(5)悬臂拼装法
在组装结构的悬臂上移动的简单装置用于确保节段的提升、平移和组装；提升设备安装在平板车上，在桥面轨道上运行。
适合悬臂施工的大中跨度桥梁。
(6)缆索吊装法
悬索运输安装构件的施工方法。
一般适用于拱桥拱肋或横梁、悬索桥主梁的施工。
体外预应力筋的安装:体外预应力钢绞线束的外套通常采用HDPE管。为了使钢绞线在外套管内排列整齐，并尽可能实现单根钢绞线的调整和更换，应采用单根依次安装的方法。
体外预应力筋的调整和更换；
1)当需要调整体外预应力筋的张拉时，可拆除保护套，去除防腐油脂，用专用千斤顶张拉或松开钢绞线，然后重新安装保护套，并注入防腐油脂；
2)当需要更换体外预应力筋时，用专用连接器连接新老钢绞线，拔出旧钢绞线，拉入新钢绞线，然后张拉，重新安装保护套，并注入防腐油脂。
节段接头拼接法通常采用三种方法:
1)干接头不处理；
2)涂环氧树脂的胶接接头；
3)湿接缝用水泥混凝土浇筑。
湿接缝主要用于封闭管片或连接管片；体内外混合预应力桥梁和循环冻融区应采用胶接，体内预应力筋接头组装前应设置密封垫圈。
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