spcs预制柱安装质量控制

何潇,王吉峰 ,赵鹏飞 ,张江华

摘要：装配式结构中预制柱与基础间的连接主要有榫式连接、浆锚式连接、承插式连接和预应力筋连接等形式，其中承插式连接对连接精度的要求更低，更有利于加快施工速度。特别对于框架柱所承受的荷载较小，采用预制柱与杯口基础的承插式连接方式在保证结构受力性能和安全性的同时，具有较好的经济性。基于此，本篇文章对spcs预制柱安装质量控制进行研究，以供参考。

关键词：预制柱；安装；质量控制

引言

近年来，随着社会发展进程的加快，装配式桥梁预制拼装空心桩柱在全国范围内的大量采用，愈来愈多地显示其多方面的优点，包括形式简单、受力明确、施工方便、工业化标准高、刚度大、耐锤击性强、抗渗性能强、抗弯能力强、使用寿命强等优点。虽然装配式桥梁预制拼装空心桩柱混凝土桥梁具有诸多优势，但是也存在着一些问题。如在设计阶段未能达到标准化及模块化设计。因此，针对装配式桥梁预制拼装空心桩柱桥梁技术需进一步研究和完善。从原材料指标、试件制备、试验方法、试验分析五个方面，通过对预制管桩及其连接制备构件进行抗弯试验，研究其破坏规律，为装配式技术在桥梁中的应用提供技术建议。

1试件设计

设计并制作了预制节段拼装CFDST墩柱试验模型．墩柱内、外钢管外径分别为159和325mm，钢管壁厚6mm．试件总高度为3．9m，其中，盖梁、承台高度分别为0．4和0．5m，墩柱高3．0m．墩柱分为5个节段，每节段高600mm．内外钢管均采用Q355-B钢材，内填C40混凝土．预应力筋采用7根7φS15．2mm钢绞线，抗拉强度标准值为1860MPa，弹性模量为1950GPa．柱顶张拉端锚具采用YM15-7型夹片锚，柱底固定端采用YMP15-7型挤压式锚具．预应力筋初始张拉力为500kN，计算表明，试件轴压承载力为4900kN，故预应力筋施加于试件的轴压比约为0．1．

2试验现象

各试件的破坏过程基本相同，均以45~60°压弯斜裂缝为主，加载后期柱底混凝土沿着主斜裂缝大块剥落，破坏模式均为柱底压弯破坏，同时所有试件均满足现行规范位移角限值1/60的要求，表现出较好的变形能力。当位移角增加至1/550，柱底和200mm高度处出现细长水平裂缝。当位移角为1/250，柱底水平裂缝延伸，200mm高度处的裂缝向下发展为30°倾角的斜裂缝，400mm高度处出现一条倾角为45°的细长斜裂缝，550mm高度处新增一条水平裂缝。当位移角增至1/120，400mm高度以下的主斜裂缝继续延伸，600mm高度处受拉侧新增一条长达350mm的45°细长斜裂缝，并与原先受拉侧的水平裂缝相接。当位移角为1/80时，柱底及400mm高度处出现较短的竖向裂缝，水平承载力达到峰值。当位移角为1/60，柱底受压侧混凝土保护层出现一条竖向细长裂缝，左侧角部小块混凝土被压碎。当位移角增加至1/40，柱下部裂缝继续交错延伸，且宽度进一步发展，两侧柱角混凝土被压碎并小块脱落。当位移角为1/30，试件右侧200mm高度范围内混凝土被压碎并剥落。当位移角为1/20，柱端混凝土进一步剥落，右侧柱端钢筋外露。对于轴压比较低的PC3、PC4试件，其试验现象与PC2试件相似，但加载后期出现承插区混凝土明显起皮的现象，可见轴压比对承插节点区的受力有较大影响。

3spcs预制柱安装质量控制

3.1预制梁柱快速拼装用多功能组合式工装

（1）预制柱在堆场上平躺堆放时，将钢托座通过背板上的螺栓与预制柱安装固定（柱侧需预埋对应的螺母埋件），充当预制柱翻身起吊时的吊耳，替代了传统的柱顶吊点埋件；配合钢扁担的使用，可以保证翻身起吊时吊索不会与柱顶伸出筋发生碰撞，加快预制柱的吊装速度。（2）预制柱吊装就位后，在钢托座的顶板上安装U形托，调整钢托座顶板上的竖向标高调节螺杆及U形托一侧的水平调节螺杆，使其满足设计位置要求。（3）预制梁吊装下落进入U形托时，先将预制梁侧边紧贴已调好的水平螺杆侧，缓慢下落，直至预制梁底落在钢托座顶板上的竖向调节螺杆上，初步实现预制梁的快速、准确就位；再通过底部的竖向调节螺杆、两个侧板下部的水平调节螺杆对预制梁进行上下、左右位置微调，最后将上部水平螺杆顶住梁侧面，实现对预制梁的限位，防止施工过程中倾覆。（4）与该预制柱相连的预制梁全部吊装完后，将定型角模自上而下插入预制柱四角与U形托竖板间的空隙，实现梁柱节点模板的快速封闭。（5）最后待预制板吊装完后，浇筑梁柱节点混凝土，使其成为一体。通过该工装可便于预制柱的翻身起吊，提高预制梁的吊装就位速度及精度，减少预制梁底支撑用量，并可防止预制梁施工过程中倾覆；配合定型角模，提高梁柱节点的封模速度及混凝土浇筑成型质量，从而达到提高施工速度，保证拼装精度，降低工程成本的目的。

3.2试件制备

（１）笼筋分内外两层，外笼、内笼应按照设计要求执行。（２）焊接作业时，采用内外层钢筋笼滚焊成型，以便于主筋和箍筋间距满足精度要求，每米设置一道双层钢筋骨架胎模架焊接成型。当主筋直径过大，不能满足滚焊要求时，采用模具固定主筋位置，箍筋通过车床自动旋转进行绕筋，并采用人工焊进行辅助，确保笼筋骨架质量符合规范要求。（３）钢筋笼尺寸偏差、钢筋笼刚性满足离心生产的需要。外钢筋笼圆周上合理设置混凝土保护层垫块等措施，保证混凝土保护层厚度满足要求，避免布料、离心时笼筋的摆动、钢筋偏移；距离两端开始，延桩身每１ｍ在圆周范围内梅花形布置１５～１８个垫块，具体满足钢筋安装实测规范要求。在装配式桥梁预制拼装空心桩柱模型试件的制作过程中，模具要清理到位，并需喷涂脱模剂，在喷涂过程中要求脱模剂喷涂均匀到位且并无积存，然后使用吊机将钢筋笼放入模内。高耐久性混凝土应具有较高的抗压强度、抗弯拉强度、抗劈裂强度；具有良好的工作性能，满足布料、离心等工艺要求；具有较好耐久性，满足所处使用环境的耐久性要求，水灰比宜控制在０．２８～０．３０之间，坍落度控制在４０～６０ｍｍ之间。焊接设备由自动焊接小车（包括焊枪摆动、提升、行走、锁紧等机构）、焊接电源、控制系统、轨道等组成。接桩时要注意两个桩节的轴线一致，两施焊面上的泥土、油污、铁锈等要预先清刷干净。施焊第一层时，宜适当加大电流，加大熔深，管桩焊接施工应由有经验的焊工按照技术规程的要求认真进行。焊接桩柱的做法是将预制的上柱及下柱通过预埋钢板焊接连接而成。干式连接，在整个拼装过程中避免了湿作业，节点连接完毕后可以直接受力，提高了施工效率，适用于各类土层。也同样适用于单桩承载力高、长细比大、桩基密集或者须穿过一定厚度较硬土层、沉桩困难的桩。此连接方式在实际工程中具有性能可靠、施工效率高、综合成本低、工期可控等优点。

结束语

装配式预制拼装空心桩柱采用自动焊接方式进行连接，是一种接桩效率高、性能可靠的连接技术，在实际工程中可以配合预制技术、操作实现自动化及工期可控化。

参考文献

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