装配式跨海桥梁大型墩台预制新技术
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3.关键技术 3 .1高性 能 双 层环氧钢 筋涂层 喷 涂与 加工一体化工艺
预制墩台采用高性能环氧钢筋， 双层环氧涂层质量管控是重点之一。 墩台预制场建设环氧钢筋加工及喷涂 车间一座，平面尺寸14 4m×3 4.5m， 占地面积5000m2，引进了国内先进的 环氧喷涂生产线和钢筋加工生产线各 一条。
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装配式跨海桥梁大型墩台预制新技术
◎ 张臣 高庆利 王海波 白虹 文健勇 董松松 中交一航局第五工程有限公司
摘 要：文章依托厦门第二东通道工程A3标跨海段桥梁项目，在港珠澳大桥预制墩台施工 技术的基础上，进一步优化创新装配式跨海桥梁的大型墩台预制新技术，最终取得了良好 的施工效果。
关键词：预制墩台 高性能环氧钢筋 海工高性能混凝土 贝雷梁模板
主要施工要点有以下几方面： ① 抛 丸 除 锈 处 理：检 测 钢 筋 抛 丸 后的清洁度及锚纹深度应符合要求。 ② 钢 筋 环 氧 喷 涂 ：检 查 粉 末 质 量、控 制 加 热 温 度、观 察 喷 枪 等 过 程 监控。 ③ 环氧钢 筋冷 却：采 用过 水 冷 却 工艺 将原有的 喷 水冷 却 改 为全 入 水 冷却。 ④环氧 涂 层 检 测：现 场 进 行 抽 检 涂层 漏 点 和 涂层 厚 度，并展 开其他 理 化 试 验 ，主 要 检 测 涂 层 附 着 性、连 续 性、可弯性、粘 结 强 度、抗冲 击 性 等 指标。 ⑤ 锯 切 、墩 粗 、滚 丝 、打 磨 、弯 折：预 制 场 钢 筋 车间内 购 买 国内先 进 的钢筋加工生产线一条。为防止钢筋 加工 过 程中造 成 表面 涂层 破 损，现 场
参考文献： [1]中交武汉港湾工程设计研究院有限公司.JTS 202-1-2010:水运工程大体积混凝土温度裂缝控 制技术规程[S].北京:人民交通出版社.
混 凝 土 抗 裂 主要施 工措 施 有：① 降 低 混 凝 土 入模 温 度 。混 凝 土 入模 温 度 最高 不 要高于2 8℃ 。在砂石 料 仓 及料 斗上方 设 置 遮 荫 棚，避 免 阳光 直 射。拌 合 站 增设 成 套 制冰 制冷系 统 ， 降 低 拌 合 水 温 度，加入冰 削 降 低砂石 料 温 度，从而 实现 控 制 混 凝 土出机 温 度；② 降 低 混 凝 土 内 部最高 温 度 。降 低混凝土内部最高温度主要有降低水 泥用量等优化混凝土配配合比和承台 和盖 梁内埋设冷 却水 管两 种 方 法 。具 体来说，为降低 水化热，严控水泥中 C 3 A含 量，同时 满足 混 凝 土 耐久性 和 良 好 的工作 性 ，掺入 高 质 量矿 粉 和 粉 煤 灰取代部分水 泥 ，降 低 混 凝 土 水化 热。同时，承台和盖梁内预埋冷 却水 管采用外 径4 0mm、壁厚2.0mm的 黑铁管。经仿真计算，冷 却水管水平 及竖向间距控制在0.8m，满足控制自 约 束 裂 缝 要求 。此 外，通 水 时 控 制 冷 却水与混凝土内部最高温度之差小于 2 5℃，埋设测 温导 线 并A PP监 测 混 凝 土温 度，预 埋 冷 却 水 管与外置 专用冷 却水 塔连接，对输出水进行降温，控 制降温速度不大于2℃/d。 3.4贝雷 梁 桁 架 拼 装 式 大 型 钢 模 板 工艺
后浇孔板面在相应位置开圆形牙 口（ 穿 筋 孔 ），根 据 孔位 放 样，采 用等 离子 切 割 模 板 面 开牙口，设 计 专用锥 形橡胶圈，固定卧入混凝土内部钢筋， 实现钢筋连接精确定位。
后浇孔圆形模板分4片，中间井字 架支撑，设计机械 开 合系统，拧紧模 板 支 撑 杆紧 张 器，将 两小片 模 板 沿井 字 架 向孔内 横 移，再 将 另外两 大 片 模 板 向 孔内 横 移，最 后将 四片 模 板 及 井 字 架一起吊出后 浇 孔，实现 模 板快 速 支拆的同时保证模板安装的精度。 3.3大体积混凝土浇筑抗裂措施
2.墩台预制特点 （1）墩台耐久性 要求高，抗 裂 难
度大。本工程按100年使用年限设计， 预 制 墩台采 用海 工高性 能 混 凝 土，耐 久性 要求高。预制墩台的承台、盖 梁 均为 大体 积 实心 混 凝 土 结 构，单次 浇 筑混凝 土最大 量1050m3，混凝 土抗 裂 难 度 大 。抗 氯 离子渗 透、钢 筋 保 护 层 厚度、构 件表面硅 烷 浸渍 和景 观涂 装质量要求高。
4.结语 厦门第二东 通 道 工程 A 3 标 段 墩
台预制在采用部分港珠澳大桥墩台 预制成 熟 工艺 技 术 的基 础 上 进 行了优 化 和 创 新，首次 应 用了环氧钢 筋 喷 涂 和 加 工一 体化 施 工 模 式 ，采 用承台后 浇孔钢筋精确定位与模板快速支拆工 艺 、大体 积 海 工 耐久性 混 凝 土 防裂 技 术和贝雷梁桁架拼装式大型钢模板成 套 施 工技 术 ，在 提高预 制 构 件质 量、 履 约 创 效、工艺创 新 等 方面 起 到了重 要 作用，在 同 类 型 工 程中具有 较 高 的 推广价值和应用前景。
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108 学术 ACADEMIC
对 钢 筋加工设 备 进 行 防 护改 造，通 过 加垫尼龙板的方式减少环氧钢筋与钢 结 构间的 刚 性 接 触 。分 别 选 用塑料、 尼龙、聚氨酯及橡胶制品等作为缓冲 材料，以达到较好的防护效果。
⑥ 补漆：采 用专用溶 剂 环氧 涂 料 和固 化 剂人工补涂 涂层 破 损 部 位，出 厂前全数检查。
（2）墩台 结 构 复 杂、施 工 难 度 大。承台及盖梁钢筋密集、预埋件多、 构 造 复 杂 。承台后 浇 孔 预留甩 筋，对 接 钢 筋水平匹 配 同心度 要求高，对 钢 筋安装精度及后浇孔内芯圆模板设计 要求高。盖梁体积大、钢筋密集，还有
横向预应力钢绞线，施工难度大。 （3）预制墩台高度高，匹配预制
⑦ 储 存及倒 运：环氧钢 筋 丝 头长 度标识刻度、佩戴保护帽，钢筋半成品 存 放 区设 计 专用存 放 架 ，与环氧钢 筋 接触处粘贴尼龙板，起到保护涂层的 作用。 3 . 2 后 浇 孔钢 筋 精 确 固 定与 模 板快 速 支拆工艺
承台 预留后 浇 孔 直径 3 .4 m ， 侧 壁 带 凹 凸 剪力 键 ，水平 钢 筋 直 径 2 8 m m 和 4 0 m m ，分为1 2 层 。后 浇 孔 内部钢筋需穿过圆形模板孔利用套 筒 进 行 钢 筋 的同心对 接，单个承台后 浇孔穿筋孔30 0 0 个，连接套筒670 0 个，同心对 接 量 大，精度 要求高，孔 内 钢 筋 横 纵 交错，还 需避 免与承台内 吊点管 等预 埋 件 冲 突，施 工 精度 要求 高，难度大。
承台和盖 梁 均属复 杂 结 构 大体 积 混 凝 土 施 工，通 过 调整墩 身接 缝 位 置、优化混凝 土配比、增加制冰制冷 水系 统 和预 埋 冷 却水 管等 措 施，能 控 制预制构件裂缝。
大体 积 混 凝 土 开 裂 原因有两方
面：一是墩台混凝 土结 构厚大，混凝 土 内 表 温 差 过 大，从 而引起自约 束 开 裂，自约 束 开 裂 主要发 生在 承台 和盖 梁；二是 部分墩 身混 凝 土分段 浇 筑 ， 浇 筑 时 间间 隔 长 ，墩 身 分 段 接 缝 浇 筑 约 束 ，浇 筑 混 凝 土 约 束 收 缩，受 约 束混 凝 土收 缩量 超 过了混 凝 土的 极 限 拉伸，从 而 导 致 混 凝 土 结 构 外 约 束开裂。
1.工程概况 厦门第二东通道是交通部批复的
省市级重点工程。其中跨海段桥梁共 预 制 墩台3 5座，两节 式 2 2 座，三 节 式 1 3 座，共 8 3 件。预 制 墩台 包 括 海 工高 性能混凝土4.98×104m3，高性能环氧 钢筋1.05×104t，φ75mm预应力精轧 螺纹钢1375t，预制场内立式分节匹配 预制。构件单件最高26.1m，单件最重 262 0 t ，台车+顶 推 移运 至 出运 码 头， 3000t半潜驳船海上运输，4000t浮吊 船 海 上 安 装 。充 分 体 现 工 厂化 、机 械 化、标准化和装配化的施工理念。
精度要求高。预制墩台最高21.6m，要 求小于竖向垂直度满足H/3000且不大 于2 0 m m 的 控 制 标 准 。分节 式 墩台拼 缝 处 要求匹 配 预 制，以保证 干接 缝 及 剪力键 槽口的紧 密 接 触 、上下 节墩 身 顺直，实现 这一要求有很高难度。盖 梁为相交斜 截面，结 构尺寸多样，精 度 要求高，相 应 模 板 设 计与 施 工 难 度 很大。
为保证预制墩台预制竖向精 度 要 求 ，设 计 要 求 竖 向 垂 直 度 满 足 H/3000，模板设计优化并结合贝雷梁 桁架工艺。
通过模板加工工艺采用板面铣 边、模板栓接及 定位销工艺、设 置高 精 度 模 板 调 整 支 架 等设 计 理 念 ，保 证模板拼缝紧密和模板安装竖向垂
直 度 。以往 贝雷 架 多用于 现 浇 箱 梁 底 模 ，现 应 用于 预 制 盖 梁 立 向 模 板，充 分考虑预制盖梁结构尺寸多样且皆为 斜 截 面 、精度 要 求高 等 特 性 ，异 形盖 梁 模 板 只需 加 工模 板板面，桁 架 采 用 贝雷 架 拼 装 结 构，在 满足 受 力情况下 只需在不同尺寸模板增加或减少贝雷 架 数 量即可，满 足 不同盖 梁 模 板桁 架 转换，贝雷梁可多项目周转使用，减少 了成 本 投 入，充 分 体 现了贝雷 架 应 用 的通用性和周转性。
与以往环氧钢筋喷涂和加工的方 式 不同，以前 港 珠 澳 大 桥施 工 时从 厂 家采购成品环氧钢筋运输至车间内再 加 工 ，本 项目对环氧钢 筋 工艺 进 行优 化，将 环氧 喷 涂 生 产 线 和 钢 筋加 工 规 划 在同一场 地 ，环氧钢 筋 喷 涂及 加工 采 用以下两 种 方 法：①对于 需 要弯曲 钢 筋，通 过环氧 喷 涂（ 抛 丸 除 锈 →加
热 喷 涂 →过 水冷 却 →检 测 打包 ）后， 将环氧钢筋转移至钢筋加工生产线上 再加 工（锯 切 →墩 粗→滚 丝→ 打 磨 → 弯曲），实现环氧钢筋喷涂和加工一体 化施工，体现了自动化和机械化，具有 避免环氧钢筋运输导致的涂层破坏、 减 少 运 输费 用、提 高 工 效 等 优 点；② 对于直径小于φ28mm和不弯曲钢筋， 采 用先 加 工 后 环氧 喷 涂 的 形式 ，相比 方法一能避免环氧钢筋加工导致的涂 层 破坏，利于质量控制、减少涂层修 补量等优点。
预制墩台采用高性能环氧钢筋， 双层环氧涂层质量管控是重点之一。 墩台预制场建设环氧钢筋加工及喷涂 车间一座，平面尺寸14 4m×3 4.5m， 占地面积5000m2，引进了国内先进的 环氧喷涂生产线和钢筋加工生产线各 一条。
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装配式跨海桥梁大型墩台预制新技术
◎ 张臣 高庆利 王海波 白虹 文健勇 董松松 中交一航局第五工程有限公司
摘 要：文章依托厦门第二东通道工程A3标跨海段桥梁项目，在港珠澳大桥预制墩台施工 技术的基础上，进一步优化创新装配式跨海桥梁的大型墩台预制新技术，最终取得了良好 的施工效果。
关键词：预制墩台 高性能环氧钢筋 海工高性能混凝土 贝雷梁模板
主要施工要点有以下几方面： ① 抛 丸 除 锈 处 理：检 测 钢 筋 抛 丸 后的清洁度及锚纹深度应符合要求。 ② 钢 筋 环 氧 喷 涂 ：检 查 粉 末 质 量、控 制 加 热 温 度、观 察 喷 枪 等 过 程 监控。 ③ 环氧钢 筋冷 却：采 用过 水 冷 却 工艺 将原有的 喷 水冷 却 改 为全 入 水 冷却。 ④环氧 涂 层 检 测：现 场 进 行 抽 检 涂层 漏 点 和 涂层 厚 度，并展 开其他 理 化 试 验 ，主 要 检 测 涂 层 附 着 性、连 续 性、可弯性、粘 结 强 度、抗冲 击 性 等 指标。 ⑤ 锯 切 、墩 粗 、滚 丝 、打 磨 、弯 折：预 制 场 钢 筋 车间内 购 买 国内先 进 的钢筋加工生产线一条。为防止钢筋 加工 过 程中造 成 表面 涂层 破 损，现 场
参考文献： [1]中交武汉港湾工程设计研究院有限公司.JTS 202-1-2010:水运工程大体积混凝土温度裂缝控 制技术规程[S].北京:人民交通出版社.
混 凝 土 抗 裂 主要施 工措 施 有：① 降 低 混 凝 土 入模 温 度 。混 凝 土 入模 温 度 最高 不 要高于2 8℃ 。在砂石 料 仓 及料 斗上方 设 置 遮 荫 棚，避 免 阳光 直 射。拌 合 站 增设 成 套 制冰 制冷系 统 ， 降 低 拌 合 水 温 度，加入冰 削 降 低砂石 料 温 度，从而 实现 控 制 混 凝 土出机 温 度；② 降 低 混 凝 土 内 部最高 温 度 。降 低混凝土内部最高温度主要有降低水 泥用量等优化混凝土配配合比和承台 和盖 梁内埋设冷 却水 管两 种 方 法 。具 体来说，为降低 水化热，严控水泥中 C 3 A含 量，同时 满足 混 凝 土 耐久性 和 良 好 的工作 性 ，掺入 高 质 量矿 粉 和 粉 煤 灰取代部分水 泥 ，降 低 混 凝 土 水化 热。同时，承台和盖梁内预埋冷 却水 管采用外 径4 0mm、壁厚2.0mm的 黑铁管。经仿真计算，冷 却水管水平 及竖向间距控制在0.8m，满足控制自 约 束 裂 缝 要求 。此 外，通 水 时 控 制 冷 却水与混凝土内部最高温度之差小于 2 5℃，埋设测 温导 线 并A PP监 测 混 凝 土温 度，预 埋 冷 却 水 管与外置 专用冷 却水 塔连接，对输出水进行降温，控 制降温速度不大于2℃/d。 3.4贝雷 梁 桁 架 拼 装 式 大 型 钢 模 板 工艺
后浇孔板面在相应位置开圆形牙 口（ 穿 筋 孔 ），根 据 孔位 放 样，采 用等 离子 切 割 模 板 面 开牙口，设 计 专用锥 形橡胶圈，固定卧入混凝土内部钢筋， 实现钢筋连接精确定位。
后浇孔圆形模板分4片，中间井字 架支撑，设计机械 开 合系统，拧紧模 板 支 撑 杆紧 张 器，将 两小片 模 板 沿井 字 架 向孔内 横 移，再 将 另外两 大 片 模 板 向 孔内 横 移，最 后将 四片 模 板 及 井 字 架一起吊出后 浇 孔，实现 模 板快 速 支拆的同时保证模板安装的精度。 3.3大体积混凝土浇筑抗裂措施
2.墩台预制特点 （1）墩台耐久性 要求高，抗 裂 难
度大。本工程按100年使用年限设计， 预 制 墩台采 用海 工高性 能 混 凝 土，耐 久性 要求高。预制墩台的承台、盖 梁 均为 大体 积 实心 混 凝 土 结 构，单次 浇 筑混凝 土最大 量1050m3，混凝 土抗 裂 难 度 大 。抗 氯 离子渗 透、钢 筋 保 护 层 厚度、构 件表面硅 烷 浸渍 和景 观涂 装质量要求高。
4.结语 厦门第二东 通 道 工程 A 3 标 段 墩
台预制在采用部分港珠澳大桥墩台 预制成 熟 工艺 技 术 的基 础 上 进 行了优 化 和 创 新，首次 应 用了环氧钢 筋 喷 涂 和 加 工一 体化 施 工 模 式 ，采 用承台后 浇孔钢筋精确定位与模板快速支拆工 艺 、大体 积 海 工 耐久性 混 凝 土 防裂 技 术和贝雷梁桁架拼装式大型钢模板成 套 施 工技 术 ，在 提高预 制 构 件质 量、 履 约 创 效、工艺创 新 等 方面 起 到了重 要 作用，在 同 类 型 工 程中具有 较 高 的 推广价值和应用前景。
ห้องสมุดไป่ตู้
108 学术 ACADEMIC
对 钢 筋加工设 备 进 行 防 护改 造，通 过 加垫尼龙板的方式减少环氧钢筋与钢 结 构间的 刚 性 接 触 。分 别 选 用塑料、 尼龙、聚氨酯及橡胶制品等作为缓冲 材料，以达到较好的防护效果。
⑥ 补漆：采 用专用溶 剂 环氧 涂 料 和固 化 剂人工补涂 涂层 破 损 部 位，出 厂前全数检查。
（2）墩台 结 构 复 杂、施 工 难 度 大。承台及盖梁钢筋密集、预埋件多、 构 造 复 杂 。承台后 浇 孔 预留甩 筋，对 接 钢 筋水平匹 配 同心度 要求高，对 钢 筋安装精度及后浇孔内芯圆模板设计 要求高。盖梁体积大、钢筋密集，还有
横向预应力钢绞线，施工难度大。 （3）预制墩台高度高，匹配预制
⑦ 储 存及倒 运：环氧钢 筋 丝 头长 度标识刻度、佩戴保护帽，钢筋半成品 存 放 区设 计 专用存 放 架 ，与环氧钢 筋 接触处粘贴尼龙板，起到保护涂层的 作用。 3 . 2 后 浇 孔钢 筋 精 确 固 定与 模 板快 速 支拆工艺
承台 预留后 浇 孔 直径 3 .4 m ， 侧 壁 带 凹 凸 剪力 键 ，水平 钢 筋 直 径 2 8 m m 和 4 0 m m ，分为1 2 层 。后 浇 孔 内部钢筋需穿过圆形模板孔利用套 筒 进 行 钢 筋 的同心对 接，单个承台后 浇孔穿筋孔30 0 0 个，连接套筒670 0 个，同心对 接 量 大，精度 要求高，孔 内 钢 筋 横 纵 交错，还 需避 免与承台内 吊点管 等预 埋 件 冲 突，施 工 精度 要求 高，难度大。
承台和盖 梁 均属复 杂 结 构 大体 积 混 凝 土 施 工，通 过 调整墩 身接 缝 位 置、优化混凝 土配比、增加制冰制冷 水系 统 和预 埋 冷 却水 管等 措 施，能 控 制预制构件裂缝。
大体 积 混 凝 土 开 裂 原因有两方
面：一是墩台混凝 土结 构厚大，混凝 土 内 表 温 差 过 大，从 而引起自约 束 开 裂，自约 束 开 裂 主要发 生在 承台 和盖 梁；二是 部分墩 身混 凝 土分段 浇 筑 ， 浇 筑 时 间间 隔 长 ，墩 身 分 段 接 缝 浇 筑 约 束 ，浇 筑 混 凝 土 约 束 收 缩，受 约 束混 凝 土收 缩量 超 过了混 凝 土的 极 限 拉伸，从 而 导 致 混 凝 土 结 构 外 约 束开裂。
1.工程概况 厦门第二东通道是交通部批复的
省市级重点工程。其中跨海段桥梁共 预 制 墩台3 5座，两节 式 2 2 座，三 节 式 1 3 座，共 8 3 件。预 制 墩台 包 括 海 工高 性能混凝土4.98×104m3，高性能环氧 钢筋1.05×104t，φ75mm预应力精轧 螺纹钢1375t，预制场内立式分节匹配 预制。构件单件最高26.1m，单件最重 262 0 t ，台车+顶 推 移运 至 出运 码 头， 3000t半潜驳船海上运输，4000t浮吊 船 海 上 安 装 。充 分 体 现 工 厂化 、机 械 化、标准化和装配化的施工理念。
精度要求高。预制墩台最高21.6m，要 求小于竖向垂直度满足H/3000且不大 于2 0 m m 的 控 制 标 准 。分节 式 墩台拼 缝 处 要求匹 配 预 制，以保证 干接 缝 及 剪力键 槽口的紧 密 接 触 、上下 节墩 身 顺直，实现 这一要求有很高难度。盖 梁为相交斜 截面，结 构尺寸多样，精 度 要求高，相 应 模 板 设 计与 施 工 难 度 很大。
为保证预制墩台预制竖向精 度 要 求 ，设 计 要 求 竖 向 垂 直 度 满 足 H/3000，模板设计优化并结合贝雷梁 桁架工艺。
通过模板加工工艺采用板面铣 边、模板栓接及 定位销工艺、设 置高 精 度 模 板 调 整 支 架 等设 计 理 念 ，保 证模板拼缝紧密和模板安装竖向垂
直 度 。以往 贝雷 架 多用于 现 浇 箱 梁 底 模 ，现 应 用于 预 制 盖 梁 立 向 模 板，充 分考虑预制盖梁结构尺寸多样且皆为 斜 截 面 、精度 要 求高 等 特 性 ，异 形盖 梁 模 板 只需 加 工模 板板面，桁 架 采 用 贝雷 架 拼 装 结 构，在 满足 受 力情况下 只需在不同尺寸模板增加或减少贝雷 架 数 量即可，满 足 不同盖 梁 模 板桁 架 转换，贝雷梁可多项目周转使用，减少 了成 本 投 入，充 分 体 现了贝雷 架 应 用 的通用性和周转性。
与以往环氧钢筋喷涂和加工的方 式 不同，以前 港 珠 澳 大 桥施 工 时从 厂 家采购成品环氧钢筋运输至车间内再 加 工 ，本 项目对环氧钢 筋 工艺 进 行优 化，将 环氧 喷 涂 生 产 线 和 钢 筋加 工 规 划 在同一场 地 ，环氧钢 筋 喷 涂及 加工 采 用以下两 种 方 法：①对于 需 要弯曲 钢 筋，通 过环氧 喷 涂（ 抛 丸 除 锈 →加
热 喷 涂 →过 水冷 却 →检 测 打包 ）后， 将环氧钢筋转移至钢筋加工生产线上 再加 工（锯 切 →墩 粗→滚 丝→ 打 磨 → 弯曲），实现环氧钢筋喷涂和加工一体 化施工，体现了自动化和机械化，具有 避免环氧钢筋运输导致的涂层破坏、 减 少 运 输费 用、提 高 工 效 等 优 点；② 对于直径小于φ28mm和不弯曲钢筋， 采 用先 加 工 后 环氧 喷 涂 的 形式 ，相比 方法一能避免环氧钢筋加工导致的涂 层 破坏，利于质量控制、减少涂层修 补量等优点。