淺談海灣大橋花瓶形墩身鋼筋籠預(yù)制安裝工藝

尹占鋒 劉忠紅

摘 要：本文就青島海灣大橋第六合同段非通航孔橋花瓶形墩身鋼筋籠由定型鋼管內(nèi)骨架法施工到整體預(yù)制安裝法施工的工藝改變，詳細(xì)介紹了花瓶形墩身鋼筋籠整體預(yù)制安裝施工工藝和優(yōu)點(diǎn)，供類似工程施工參考。

關(guān)鍵詞：海灣大橋；花瓶形墩身鋼筋籠；預(yù)制安裝；工藝

1 工程概況

青島海灣大橋第六合同段非通航孔橋墩柱共82個(gè)，分為D類、E類兩種結(jié)構(gòu)式型式，均為花瓶形實(shí)心墩，其中D類墩高度為6.61～11.776m，E類墩高度為11.11～18.01m。每個(gè)墩身包括曲線段和直線段兩部分，D、E類墩身分別自墩頂向下6.31m和6.60m范圍內(nèi)為曲線段，其余部分為直線段。

墩身豎向主筋為直徑28mm和32mm的螺紋鋼，鋼筋接頭采用鐓粗直螺紋連接。近墩頂范圍設(shè)計(jì)抗剪鋼筋，直徑為28mm，共設(shè)六排，設(shè)計(jì)排間距為45cm。

2 墩身施工方法

根據(jù)本合同非通航孔橋橋墩高度及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式，確定了墩身合理的施工方法：D類墩整體施工，一次澆筑成型；高度在13m以下的E類墩，施工方法同D類墩；高度13m以上的E類墩，分兩個(gè)節(jié)段施工，即自墩頂以下9m范圍為一個(gè)節(jié)段，剩下直線段部分為一個(gè)節(jié)段，分段澆筑成型。墩身鋼筋籠根據(jù)墩身施工方法進(jìn)行整體或分段下料、制作安裝。

3 鋼筋籠定型鋼管內(nèi)骨架法施工方法及不足

3.1 鋼筋籠定型鋼管內(nèi)骨架施工方法

工程開工初期六合同段根據(jù)杭州灣大橋非通航孔橋墩身鋼筋籠施工經(jīng)驗(yàn)，采用定型鋼管內(nèi)骨架法進(jìn)行墩身鋼筋施工，即以專用的整體勁性骨架（鋼管內(nèi)支架）作為鋼筋安裝的骨架、鋼筋綁扎和模板安裝的腳手架。具體施工工藝流程為：

（1）將勁性骨架吊到浮吊的甲板上，令其正面朝上，然后將墩身主筋逐根的利用U型扣臨時(shí)鎖扣在勁性骨架上；

（2）用浮吊將帶有主筋的勁性骨架整體起吊到墩身截面位置，用型鋼將勁性骨架豎向鋼管與墩身預(yù)埋鋼筋根部焊接固定，并拉設(shè)4根抗風(fēng)纜繩到防浪板底部，加固完畢后，解除浮吊的吊裝鋼絲繩；

（3）以勁性骨架內(nèi)的操作平臺(tái)進(jìn)行豎向主鋼筋的解扣，并完成與承臺(tái)內(nèi)預(yù)埋墩身主筋對(duì)接。主筋對(duì)接完成后，進(jìn)行水平箍筋綁扎。

（4）安裝模板至抗剪鋼筋位置的下方，將勁性骨架整體吊出，進(jìn)行抗剪鋼筋、墩頂鋼筋及墩身內(nèi)拉筋的安裝。

3.2 施工中產(chǎn)生的問題及不足

（1）墩身曲線段設(shè)有抗剪鋼筋，抗剪鋼筋須與墩頂及墩身曲線段主筋雙面焊焊接成一體，形成鋼筋骨架系統(tǒng)，因墩身主筋和抗剪鋼筋較密，采用立位焊接，操作空間過小，抗剪鋼筋焊接難度太大，焊縫焊接質(zhì)量難以達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（2）采用該法進(jìn)行鋼筋籠施工，墩身曲線段鋼筋成形線形誤差較大，成型尺寸較難滿足設(shè)計(jì)要求，抗剪鋼筋較難與曲線主筋按設(shè)計(jì)要求搭接到位，混凝土保護(hù)層厚度偏差較大，較難保證鋼筋籠的總體施工質(zhì)量。

（3）墩身鋼筋較密，且部分鋼筋交錯(cuò)布置，尤其抗剪鋼筋與墩頂三層鋼筋網(wǎng)交叉布置，增加了鋼筋安裝、綁扎、焊接難度，使墩身鋼筋籠施工效率明顯降低，受該環(huán)節(jié)影響，現(xiàn)場(chǎng)墩柱施工進(jìn)度明顯減慢，對(duì)工程整體施工進(jìn)度產(chǎn)生了不利影響。同時(shí)因鋼筋制作安裝人工臺(tái)班的增加及多功能船等設(shè)備使用時(shí)間的延長(zhǎng)，也導(dǎo)致了工程施工成本的增加。

4 墩身鋼筋籠施工工藝調(diào)整

為有效解決上述問題，參建各方對(duì)墩身鋼筋籠施工方法進(jìn)行了認(rèn)真分析和總結(jié)，經(jīng)總結(jié)認(rèn)為，杭州灣大橋和青島海灣大橋非通航孔橋墩身鋼筋籠設(shè)計(jì)存在一定差異，尤其在墩頂內(nèi)部抗剪鋼筋設(shè)計(jì)方面差異較大，而解決抗剪鋼筋的安裝及焊接質(zhì)量正是解決問題的關(guān)鍵。經(jīng)各方反復(fù)探討，決定參考本合同段樁基鋼筋籠“長(zhǎng)線法”制作和安裝工藝，在陸上鋼筋加工場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行墩身鋼筋籠整體預(yù)制，成型后整體或分節(jié)運(yùn)輸安裝。

5 墩身鋼筋籠整體預(yù)制及安裝工藝

5.1 鋼筋籠整體和分節(jié)段制作原則

D類墩及高度13m以內(nèi)的E類墩鋼筋籠整體作為一個(gè)節(jié)段預(yù)制成型；墩身高度13m以上的E類墩，其鋼筋籠由頂節(jié)和底節(jié)兩部分組成，頂節(jié)（包括曲線段）長(zhǎng)度設(shè)置為9m，底節(jié)作為調(diào)節(jié)段，其長(zhǎng)度為墩身鋼筋籠扣除頂節(jié)后的剩余長(zhǎng)度，鋼筋籠采用“長(zhǎng)線法”預(yù)制，即在鋼筋加工場(chǎng)內(nèi)胎座上兩節(jié)主筋接頭套筒連接、整體綁扎成型，成型后，將兩節(jié)分離，然后分節(jié)運(yùn)輸和安裝。

5.2 鋼筋籠的整體制作流程和方法：

在陸上加工場(chǎng)內(nèi)，采用整體正面臥放的方式進(jìn)行墩身鋼筋籠預(yù)制。

（1）胎座設(shè)置在加工場(chǎng)地上設(shè)置胎座（鋼筋籠的外胎），沿鋼筋籠長(zhǎng)度方向上自墩頂向下400mm（即偏離墩頂鋼筋網(wǎng)片范圍）開始，曲線段按間距2m設(shè)置，直線段按3m間距設(shè)置。胎座的橫向制作尺寸依據(jù)其設(shè)置位置上鋼筋籠橫斷面的外圍尺寸確定。胎座的設(shè)置高度應(yīng)使整體臥式預(yù)制的鋼筋籠處于水平狀態(tài)，即鋼筋籠的任意橫斷面處于豎直位置，以使成形鋼筋籠整體安裝豎直度滿足要求。胎座設(shè)置好后對(duì)其固定，然后在胎座上按主筋間距焊接主筋限位，作為準(zhǔn)確定位主筋的基準(zhǔn)。

（2）內(nèi)部支撐骨架設(shè)置在胎座的限位位置擺放主筋，將其臨時(shí)固定，然后在主筋上與胎座對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置內(nèi)部支撐骨架（鋼筋籠的內(nèi)胎），并在內(nèi)部支撐骨架的外側(cè)標(biāo)識(shí)出墩身其余主筋位置。

（3）按內(nèi)部支撐骨架上主筋的標(biāo)識(shí)位置，依次對(duì)稱安裝墩身豎向通長(zhǎng)主筋、圓端部位主筋，并與支撐骨架筋點(diǎn)焊連接。

由頂節(jié)和底節(jié)組成的鋼筋籠，預(yù)制時(shí)先安裝頂節(jié)的主筋，然后再用套筒連接、固定底節(jié)主筋，完成節(jié)間主筋的對(duì)接，即采用長(zhǎng)線法施工。

（4）安裝墩頂三層鋼筋網(wǎng)片上的主筋，然后在主筋上按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行抗剪鋼筋的定位及焊接。

（5）綁扎墩身箍筋及橫向水平鋼筋（包括墩頂鋼筋網(wǎng)片部分）。

（6）在鋼筋籠頂部靠近四角部位對(duì)稱設(shè)置吊環(huán)，作為海上鋼筋籠安裝時(shí)的吊點(diǎn)，且使鋼筋籠在海上起吊后保持較好的豎直度，便于鋼筋籠的整體就位。

5.3 墩身鋼筋籠的運(yùn)輸

在墩身鋼筋籠的內(nèi)部靠近上部主筋位置設(shè)置兩道吊裝橫梁，用吊車將鋼筋籠吊裝到設(shè)有臨時(shí)胎座的運(yùn)輸平板車上，分節(jié)的鋼筋籠分節(jié)進(jìn)行吊裝和運(yùn)輸，鋼筋籠運(yùn)往碼頭后吊裝到運(yùn)輸船上，運(yùn)輸船運(yùn)鋼筋籠至安裝墩位。

5.4 墩身鋼筋籠的安裝

（1）墩身鋼筋籠安裝前，依據(jù)放樣位置及鋼筋籠的外部輪廓尺寸設(shè)置鋼筋限位。

（2）鋼筋籠安裝時(shí)測(cè)量人員跟蹤檢測(cè)鋼筋籠的豎直度和高程，及時(shí)進(jìn)行就位調(diào)整，調(diào)整完畢后拉設(shè)抗風(fēng)纜繩或焊接鋼管到鋼圍堰進(jìn)行加固。

對(duì)于分節(jié)施工的墩身，鋼筋籠分兩節(jié)進(jìn)行安裝，底節(jié)鋼筋籠安裝方法同上，頂節(jié)應(yīng)在底節(jié)混凝土澆筑完并達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行安裝，安裝時(shí)用浮吊起吊鋼筋籠至底節(jié)墩身鋼筋頂部，就位后用套筒連接頂?shù)坠?jié)鋼筋接頭。

6 花瓶式墩身鋼筋籠整體預(yù)制及安裝工藝的優(yōu)點(diǎn)

（1）在陸上加工場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行鋼筋籠的整體預(yù)制，施工條件比海上有了較大改善，制約因素少，施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，加上有胎型的整體控制，鋼筋籠的線形、尺寸及抗剪鋼筋就位焊接質(zhì)量等得到了有效保證，鋼筋籠的成形質(zhì)量明顯優(yōu)于定型鋼管內(nèi)部骨架法施工質(zhì)量。

（2）鋼筋籠（指一次澆注成型的墩身）采用定型鋼管內(nèi)部骨架法施工時(shí)間約為10d。而采用整體預(yù)制安裝法施工時(shí)間為：陸上預(yù)制時(shí)間平均為3d，海上安裝時(shí)間約0.5d，鋼筋籠施工時(shí)間明顯縮短，加快了墩身施工速度，提高了海上浮吊、拌和船等大型設(shè)備的使用效率，降低了工程施工成本。

（3）墩身鋼筋籠采用定型鋼管內(nèi)骨架法施工，須在承臺(tái)澆筑前預(yù)埋墩身豎向筋，待承臺(tái)強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后，再連接綁扎鋼筋。而整體預(yù)制安裝法是在承臺(tái)澆筑前將鋼筋籠整體安裝到位，相對(duì)減少了一次主筋的對(duì)接，減少了接頭加工工作量及連接接頭套筒的投入量。

7 結(jié) 語

花瓶形墩身鋼筋籠整體預(yù)制安裝施工工藝在青島海灣大橋六合同段得到成功運(yùn)用，該工藝是此類墩身鋼筋籠海上施工方法的一次創(chuàng)新，其降低了鋼筋籠施工難度，有效提高了墩身鋼筋籠施工質(zhì)量，同時(shí)加快了工程施工進(jìn)度，有效的降低了施工成本。此工藝在類似墩身鋼筋籠施工可作為參考，參考時(shí)應(yīng)根據(jù)工程具體情況，考慮墩身的截面尺寸、鋼筋籠的設(shè)計(jì)型式、投入吊裝設(shè)備和保證整體性的臨時(shí)材料數(shù)量、風(fēng)浪對(duì)安裝的影響等因素，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，研究其可行性。

參考文獻(xiàn)

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