PAGE 14 浅谈“花瓶墩”钢筋笼整体预制及精确定位安装工艺 张亚斌 何军 中交二航局南方工程有限公司深圳外环第4合同段项目部 摘 要：近年来，高速公路对现浇墩柱的质量要求提上来一个新高度，不仅只是对实体质量要求的提高，对墩柱的美观性和工厂化作业模式也上升了一定的高度。曾经在现浇墩柱钢筋笼的整体预制和安装上也进行过摸索和尝试，但由于技术、场地等原因未能彻底形成大面积工厂化作业模式，对工程整体工效的提高效果不显著，较现浇墩柱传统的钢筋现场绑扎施工工艺优势不明显，再因为一些其他因素，墩柱钢筋笼整体预制安装未能得到大面积的推广和使用。为解决外环高速花瓶墩尺寸变化多，渐变段尺寸变化大，钢筋绑扎精度控制困难、功效低，工人现场作业安全风险高等一系列问题，外环高速对现浇墩柱钢筋笼整体预制和安装进行了摸索、改进和总结。文章从主筋胎架的制作、箍筋的绑扎胎架制作、预制绑扎、精准吊装及各施工工序控制要点进行剖析，为现浇墩柱钢筋笼的整体预制和安装给大家提供参考和思路。 关键词：花瓶墩 钢筋笼整体预制 精确安装 1 工程概况 深圳外环高速公路位于深圳市北、东部，为深圳市西东向的一条外环快速干线，是深圳市“七横十三纵”干线路网布局的重要组成部分，也是广东省“九纵五横两环”高速公路主骨架网中的加密线，全长7.799公里。全线座（中长隧道）；主线座（玉律互通南光高速跨线m/2座（含长圳停车区1座）；互通新建匝道桥5133.1m/11座、拼宽桥455.6m/1座，均为玉律互通匝道桥梁；涵洞17道、通道9道，其中主线道，长圳停车区设置涵洞1道、通道2道；收费站4座；停车区1处。桥梁主要结构形式：下部结构为桩柱式，桩基采用钻孔灌注桩，桩顶设承台系梁，上设圆柱墩、方柱墩、花瓶墩，柱顶设盖梁，上部结构为先简支后连续组合箱梁、现浇箱梁、钢箱梁等结构形式。 本项目主要工程量包括桩基1110根、承台476个、墩柱807个、系梁263个、盖梁320个、桥台41个、预制箱梁1540榀、现浇箱梁117跨、钢箱梁6跨。全桥混凝土总方量37.3万m3，钢筋4.238万t，钢绞线.9万m3，挖余107万m3。本标段墩柱分为圆柱墩、矩形墩、花瓶墩三种形式，47个种类，墩柱共计807个。 2 墩柱钢筋笼整体预制施工关键技术 2.1 例举钢筋笼结构形式介绍 墩柱设计为花瓶墩，总高15.70m，异形段高4.5m，长（3.38～4.98）m×宽1.4m；直线m，立柱纵向主筋净保护层为4.5cm。为保证钢筋笼整体吊装、对接安全、对接质量及满足模板尺寸组合，钢筋笼采用分段分节预制，第一节钢筋笼长度为直线m预埋在承台中，注意此处标注为垂直长度，主筋下料要按照斜线长度下料）,第二节长度为5m和5m(第一次浇筑7m，钢筋预留1m和2m自由段便于接头安装),第三节段为保证异形段便于与直线段直螺纹连接，最短钢筋长度为4.5m加1m直线 施工工艺流程 图2 墩柱钢筋笼预制安装工艺流程图 2.3钢筋笼预制胎架设计与应用 钢筋笼胎架主骨架底横梁采用Ｉ25工字钢，纵向连接和立柱采用［18槽钢，斜撑采用∠75×5mm角钢，梳齿板采用1cm钢板根据墩柱主筋间距及排布加工成型，并在钢板与［18立柱对应位置开孔，用螺栓与［18立柱连接。（见：图3 胎架结构图）在底横梁铺设时采用水平管操平，对局部不平整的位置采用小钢板塞垫。钢筋胎架加工精度控制在+5mm（根据规范保护层允许偏差定），钢筋胎架都采用开孔螺栓（M14×50）连接，便于多种结构尺寸之间的转换并保障了材料的周转使用，骨架长度方向两相邻立杆间距2.5m，高2m，保证钢筋间距、顺直，异形段间距调整为2.25m确保首位和中部安置胎架。梳齿板安放位置要精确，梳齿板与立杆的连接必须采用可拆卸的活连接，钢筋笼加工完成后将梳齿板拆卸脱离立柱，保障钢筋笼能顺利脱架。上口梳齿板因跨度较大，承受主筋和箍筋荷载时易产生下绕变形，此时可采用增加钢管加顶托进行临时支撑。在胎模端头设置10mm钢板挡板，在挡板上根据墩柱形式及钢筋规格焊接1米长已车半丝30mm钢筋头，并用型钢支撑牢固，使钢筋笼一端主筋齐平、固定。钢筋笼较长或需要分节预制时焊接带有丝口钢筋的钢板挡板作为匹配件保证加工公差一致，确保安装质量。在分节预制时可根据钢筋接头错开的长度加工两头全丝钢筋作为匹配工具。钢筋笼制作时，先安放箍筋片再插入主筋，在安装箍筋片前要在底横梁的梳齿板上放置纵向大于主筋直径的钢管或木方以保证顶口主筋顺利出入箍筋片内，主筋穿入后再将下方的钢管或木方抽出，使箍筋片落回设计位置然后再穿插侧面和底部主筋。 图3 胎架结构图 图4 胎架实物图 图5 匹配钢板钢筋定位图 图6 匹配钢板钢筋定位实物图 2.3 箍筋片胎架设计与应用 箍筋片的组装精度直接影响钢筋笼成品的质量，在渐变段区段的箍筋片精度控制比较困难，根据渐变段中间五个套箍位置固定尺寸不变化，每个箍筋片边缘套箍等量递增的特点将箍筋胎架分三块（见：图7 箍筋片结构图），底部用三根方管作为底架及滑道，在钢板上的箍筋转角处将圆钢树立焊接作为限位制作组装而成。中间为固定块两边为抽拉移动块，在底架方钢的边缘焊接用钢板根据渐变模数锯割齿口的齿口板，作为限位保证组装精度。通过移动两端钢板，利用齿口板限位实现渐变段的精确组装。（见：图8 箍筋片胎架） 图7 箍筋片结构图 图8 箍筋片胎架图 2.4钢筋笼预制 2.4.1主筋下料 钢筋下料时，先将端头的马蹄头切掉，然后根据需要的下料长度切割、车丝及打磨丝头，戴好丝头塑料保护帽或套筒。将制作钢筋笼所需要的钢筋成堆整齐码放在一起，一起吊装到胎模上。 图9 钢筋下料现场图 2.4.2箍筋下料 箍筋下料根据设计图纸，采用数控弯曲中心弯曲制作成形，保证加工精度。箍筋下料完成后，按顺序及排布一次安放于箍筋胎架上，焊接成箍筋片，整齐码放，整体吊装到胎模上。 图10 箍筋片安装定位 2.4.3钢筋笼预制 胎模组装成需要的尺寸后，固定连接好。在底部钢板上纵向放置两根直径大于主筋的钢管或木枋，把箍筋片吊装到胎模上（放置于钢管或木枋上），开始安放顶部主筋。安装主筋时，每一根主筋必须放置到梳齿板对应的槽口里，保证主筋间距，并且端头必须齐平。顶部主筋安放完成后，抽掉底部钢管或木枋，此时箍筋片竖直挂在上部主筋上（若跨度太大，在顶部横向钢板加设竖向支撑系统，防止下挠导致钢筋笼尺寸出现偏差）。安装底部和两侧的主筋，安装时主筋必须放置到对应的位置。主筋安装完成后，可以在骨架内部焊接措施钢筋来保证主筋的定位及尺寸，然后开始按照设计要求调整箍筋间距，调整时，可用扎丝绑扎或采用点焊固定。当制作到骨架端头时，注意预留对接位置的箍筋片，数量根据对接长度和箍筋间距确定。钢筋笼制作完成后，在四个角焊上吊耳，吊耳焊接长度及质量须满足规范要求。 图11 墩柱钢筋笼顶部主筋安装实物图 图12 墩柱钢筋笼竖向支撑安装实物图 图13 墩柱钢筋笼支撑骨架钢筋实物图 图14 墩柱钢筋笼吊点钢筋实物图 图15 墩柱钢筋笼间距检查 图16 墩柱钢筋笼预制实物图 2.4.4钢筋笼吊装 钢筋笼制作完成后，拆掉两侧及上部梳齿板的连接螺栓，即可吊装转运。在运输之前，用塑料保护帽将外漏丝头套上，防止在运输过程中损坏丝牙。为保证钢筋骨架整体性及吊装运输时的钢筋笼稳定不变形，钢筋笼每隔2.5米采用C25钢筋加工加强圈与主筋焊接，钢筋笼采用点焊连接或采用扎丝绑扎以确保钢筋笼的整体稳固性。吊装之前，做好钢筋骨架的编号及匹配钢筋的对接起始和方向记号，再吊装存放在型钢做成的台座上，为了防止钢筋变形，堆放时只采用单层堆放，并保证每个钢筋骨架之间保持一定的距离。钢筋骨架运输时，放在专门的运输胎架上，运输胎架形状与钢筋骨架形状一致。钢筋笼采用四点对称平衡吊装，吊点采用圆钢弯曲成n形与主筋焊接。第一节钢筋笼骨架安装之前，测量员先在承台模板上放出纵横轴线，然后在模板上分出四个角点处用[10槽钢做个“井字形”定位架，定位架边线是指骨架的竖直中心线距离定位主筋外缘的距离。定位架安装好后，可以为钢筋笼骨架快速定位做好充分准备工作。钢筋笼骨架运输到墩位处后，在吊车上挂四根钢丝绳吊在墩帽处的四个吊点上做为主吊，然后用吊车小钩把整根长钢丝绳吊在尾部作为抬吊，汽车吊把钢筋骨架慢慢抬起来，抬到脱离平板车一定高度后，平板车就可以开走，吊车可将笼体翻转树立放置“井字形”定位架内用垂球调整垂直度并控制钢筋笼底部标高。在节段安装滚轧螺纹对接中采取四方对称连接，先将对接满足要求的直接用套筒连接，个别因吊装过程或运输过程造成钢筋连接间隙超规定采用手拉葫芦将上下许连接钢筋进行收紧葫芦使其满足对接要求。 3 实施效果 （1）通过采用定型钢筋笼预制胎架有效控制了钢筋笼结构尺寸，主筋和箍筋的间距得到有效保证，墩柱保护层及墩柱钢筋笼垂直度能够得到有效控制，便于现场模板安装过程的保护层控制。 （2）在钢筋加工厂整体预制，主筋与箍筋焊接采用二氧化碳气体保护能，焊接质量得到有效保证； （3）通过在钢筋加工厂内实现工厂化的批量生产，能够有效的减少现场绑扎的临时措施支架投入量； （4）钢筋笼预制胎架采用端头设置长短钢筋丝头匹配制作的工艺，能够有效的解决现场

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