預(yù)制箱梁鋼筋骨架制作與整體吊裝施工技術(shù)

摘要：鋼筋骨架吊具是采用鋼管和鋼管扣件，配合角鋼以及齒板鋼板組裝而成的兩層桁架結(jié)構(gòu)，它實(shí)現(xiàn)了混凝土澆筑施工和鋼筋骨架綁扎同步，彌補(bǔ)了箱梁吊具自身剛度小、易變形的缺陷。使用鋼筋骨架吊具進(jìn)行鋼筋骨架就位，鋼筋骨架移動主要通過龍門起重機(jī)橫移和縱移機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。箱梁鋼筋骨架通過調(diào)整吊裝桁架上的臨時吊具，將其移動至模板內(nèi)，減小了整體式鋼筋骨架入模擺動幅度。鋼筋骨架可一次性吊裝入模，模板加固后即可混凝土的澆筑實(shí)施，顯著提升了箱梁預(yù)制的工效與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鋼筋骨架;桁架吊具;胎具;吊裝

1" "工程概況

川口至大河家（省界）公路位于青海省民和縣境內(nèi)，起點(diǎn)位于民和縣城川口鎮(zhèn)南莊子村，與民和互通立交A匝道終點(diǎn)AK1+090.565順接。經(jīng)川口鎮(zhèn)、巴州鎮(zhèn)、古鄯鎮(zhèn)、七里寺、滿坪鎮(zhèn)、官亭鎮(zhèn)，至終點(diǎn)官亭鎮(zhèn)以南約4km處。線路全長約66km。主線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用雙向4車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時速80km/h，路基整體式標(biāo)準(zhǔn)寬度24.5m，分離式路基寬度12.25m，橋涵荷載標(biāo)準(zhǔn)采用公路I級。

主線共設(shè)置橋梁2938m（3座），1處塘尾樞紐互通，預(yù)制梁2210片，箱梁寬15.75m，高2.8m，首跨最大施工長度50m+9m，施工混凝土質(zhì)量1900t，總工期 26個月。預(yù)制梁生產(chǎn)環(huán)節(jié)多而復(fù)雜，包括鋼筋下料、鋼筋加工、鋼筋安裝、模板支立、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、管道壓漿等，每個環(huán)節(jié)都是后張法預(yù)制梁施工中必不可缺少的重要環(huán)節(jié)。

本項(xiàng)目的預(yù)制梁數(shù)量大，若采用傳統(tǒng)工藝施工，工期內(nèi)很難完成任務(wù)。我們受到制作鋼筋骨架胎具的啟發(fā)，認(rèn)為采用鋼管自制鋼筋骨架胎具，便可發(fā)揮出鋼管安拆方便、快捷的優(yōu)勢。鋼筋骨架一次綁扎成型，一次性吊裝入模，合模后即可澆筑混凝土。這對于減化施工工序、節(jié)省作業(yè)時間均大有益處[1] 。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了橋涵施工工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、機(jī)械化施工，滿足了現(xiàn)場施工過程中的質(zhì)量、安全、成本、方便快捷等要求，形成了從鋼筋加工到模板支立快速施工一整套方案[2] 。

2" "工藝原理

本技術(shù)利用吊裝桁架，使預(yù)制箱梁鋼筋骨架進(jìn)行整體安裝、綁扎，吊裝鋼筋骨架一次性入模。鋼筋骨架胎具的制作，采用較為普遍的寸半鋼管和鋼管扣件。主材采用一寸半鋼管和鋼管扣件，配合角鋼和齒板鋼板搭設(shè)箱梁鋼筋骨架，鋼筋骨架胎具進(jìn)行鋼筋綁扎，鋼筋骨架一次性吊裝至預(yù)制梁底座上，進(jìn)行模板支立。箱梁模板只需將兩側(cè)立模進(jìn)行合拼，模板加固后即可實(shí)施混凝土澆筑。

鋼筋骨架的整體吊裝入模[3] 通過吊具和桁架來實(shí)現(xiàn)，包括與鋼筋骨架預(yù)留鋼筋相連接的吊裝桁架，連接吊裝桁架和鋼筋骨架支架的吊具。鋼筋骨架移動主要通過龍門起重機(jī)橫移和縱移機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。鋼筋骨架整體吊裝，省掉了傳統(tǒng)工藝過程中頂板鋼筋骨架安裝的工序，模板支立與鋼筋骨架加工及安裝可同時進(jìn)行，有效減少人員投入和對起重機(jī)的占用[4] 。

3" "施工操作要點(diǎn)

3.1" "鋼筋骨架胎具及半成品鋼筋加工

按預(yù)制箱梁結(jié)構(gòu)尺寸，制作鋼筋骨架定型胎具，確保鋼管框架定位準(zhǔn)確。采用鋼筋短頭焊接鋼管與地面連接，胎具的整體框架結(jié)構(gòu)必須結(jié)實(shí)穩(wěn)固，并具有支撐整個鋼筋骨架質(zhì)量的能力。鋼管的支架尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)置，分為左右兩側(cè)，按梁長縱向共計(jì)4排鋼管，鋼管間距1m，中間兩縱向鋼管間距按梁板寬度確定。橫向放置鋼管間距為1m，放置長度按梁板鋼筋骨架長度計(jì)算。

胎具鋼管支架與硬化地面采用短鋼筋頭固定。使用角鐵按梁底鋼筋尺寸固定梁底寬度，并在角鐵上按鋼筋鋼筋間距刻畫分設(shè)點(diǎn)。單獨(dú)使用一根鋼管斜支撐將兩根鋼管固定，如此完成支撐單側(cè)的胎具支架，另一側(cè)胎具支架同是如此。綁扎時直接按分設(shè)點(diǎn)固定間距。頂板鋼筋采用齒板，直接放置于頂板位置。鋼筋綁扎胎具實(shí)體如圖1所示。

30m、35m、40m預(yù)制箱梁鋼筋骨架質(zhì)量平均6～12t以上，要求吊具必須采用型鋼進(jìn)行制作，以保證吊具長期使用。鋼筋骨架整體綁扎完入模之前，將模板與底座進(jìn)行試拼裝，校驗(yàn)?zāi)０宓膰?yán)密性。胎具制作過程中，鋼筋大棚內(nèi)半成品即可進(jìn)行加工。

半成品鋼筋的數(shù)量多而雜亂，如不按順序擺放鋼筋，提取鋼筋時很容易混亂，或因鋼筋提取錯誤耽誤鋼筋骨架的綁扎，延誤時間。為了防止此類問題出現(xiàn)，項(xiàng)目施工人員設(shè)計(jì)了固定擺放區(qū)，制作了半成品鋼筋超市擺放貨架，貨架上放置鋼筋標(biāo)識牌，將鋼筋半成品井然有序的擺放在貨架上。

為了防止下料時鋼筋的型號與規(guī)格錯誤，我項(xiàng)目又將各種型號規(guī)格鋼筋制作成二維碼形式，展示在鋼筋大棚兩側(cè)的宣傳板上，想對哪一種鋼筋了解，使用手機(jī)掃一掃即可。箱梁鋼筋骨架吊具與吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2" "鋼筋骨架綁扎

鋼筋骨架整體綁扎系統(tǒng)，可對鋼筋骨架半成品的加工進(jìn)行細(xì)節(jié)規(guī)劃，達(dá)到鋼筋下料、加工完全按圖施工，半成品存放、運(yùn)輸?shù)刃纬晒潭ǖ奶茁?。鋼筋從加工到運(yùn)輸，至鋼筋骨架胎具位置進(jìn)行綁扎安裝，形成流水作業(yè)，方便施工。從鋼筋下料至鋼筋骨架綁扎期間鋼筋半成品運(yùn)輸?shù)龋纬梢粋€整體系統(tǒng)[5]。

3.3" "鋼筋骨架整體吊裝入模

鋼筋骨架整體吊具采用鋼管和鋼管扣件，配合角鋼以及齒板鋼板組裝而成的桁架結(jié)構(gòu)，并采用兩臺50t龍門起重機(jī)與鋼筋骨架整體吊具配合，將鋼筋骨架就位至制梁臺座模板上。通過龍門起重機(jī)調(diào)整吊裝桁架位置，來實(shí)現(xiàn)鋼筋骨架入模，降低了整體式鋼筋骨架入模擺動幅度[6]。

鋼筋骨架的移動主要通過龍門起重機(jī)橫移和縱移機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。骨架吊點(diǎn)分別位于腹板位置，10組腹板吊點(diǎn)設(shè)置在左、右腹板外側(cè)骨架主筋之上，吊點(diǎn)間距沿梁長方向?yàn)?00cm[7]。吊點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)確保鋼筋骨架整體不變形、不失穩(wěn)。鋼筋籠整體綁扎完入模之前，將模板與底座進(jìn)行試拼裝，以確保箱梁鋼筋骨架精確對位。鋼筋骨架整體入模過程中，兩行車須輕吊輕放，保持步調(diào)一致、平穩(wěn)運(yùn)行。桁架吊具整體吊運(yùn)鋼筋骨架如圖3所示，鋼筋骨架桁架吊具就位如圖4所示。

3.4" "模板支立

以往預(yù)制箱梁模板支立前，需將腹板鋼筋骨架綁扎完成后，吊至臺座上進(jìn)行模板支立，然后兩側(cè)立模進(jìn)行合并加固，最后放置頂板鋼筋骨架。采用鋼筋骨架整體吊裝技術(shù)，先將單側(cè)立模進(jìn)行加固確認(rèn)，再放置整體鋼筋骨架，合并另一側(cè)箱梁立模。通過應(yīng)用液壓開啟裝置，使模板配合鋼筋骨架整體吊裝，將鋼筋骨架坐落于臺座上。液壓開啟后，模板可直接精準(zhǔn)的移動到兩側(cè)梁底并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固支護(hù)。

鋼筋骨架吊至臺座上時，為了穩(wěn)固鋼筋骨架，直接將橫隔板底模添加至臺座兩側(cè)，使其和臺座形成整體。模板的支立可提前進(jìn)行，相較于傳統(tǒng)需等待鋼筋骨架預(yù)制完畢，可節(jié)省 2～3h。模板支立人員和鋼筋骨架綁扎人員可同時作業(yè)，減小了人員的投入，防止了因工人作業(yè)停滯而導(dǎo)致效率降低。

3.5" "混凝土澆筑

模板支立時即可進(jìn)行半側(cè)模板的報驗(yàn)。此時查看模板的緊密型以及模板與鋼筋骨架間的保護(hù)層，一目了然。梁板混凝土澆筑從一側(cè)連續(xù)澆筑，采用分成澆筑方式，操縱振搗棒快插慢拔作業(yè)，確保振搗密實(shí)?；炷凉嘧⑦^程中，不得用振動棒推移混凝土，以免造成離析。腹板混凝土灌筑，要保證兩側(cè)對稱等高同步向前澆筑，防止兩邊混凝土面高低懸殊，造成內(nèi)模偏移。

將混凝土在沿腹板方向上的推進(jìn)長度控制在4m，下料時同一位置的混凝土堆積高度不宜超過30cm，以防漏振。澆筑過程中加強(qiáng)現(xiàn)場與拌合站的前后臺溝通，控制好混凝土生到場時間。夏季高溫時，現(xiàn)場除正在布料的混凝土運(yùn)輸罐車外，待布料罐車嚴(yán)禁超過1臺。下料過后，振搗人員及時跟上振搗。

4" "鋼筋綁扎與吊裝質(zhì)量控制

鋼筋在封閉鋼筋場內(nèi)集中加工，在專用多功能鋼筋綁扎胎架上綁扎成型，通過2臺25t龍門起重機(jī)，使用多點(diǎn)吊具整體吊裝入模。鑒于預(yù)制箱梁鋼筋種類較多，采用智能數(shù)控設(shè)備進(jìn)行加工，提高施工效率。采用自制手動設(shè)備彎制特殊曲率鋼筋或矯正偏差，以確保施工精度。

半成品加工精度直接影響鋼筋骨架綁扎精度。將鋼筋大樣圖按1：1比例放樣于地面，半成品加工完成后與大樣對比，確保半成品進(jìn)度，杜絕不合格品流入下一道工序。在自制半成品超市擺放區(qū)，將完成的半成品按照標(biāo)牌規(guī)格擺放。

綁扎胎架由固定支架、活動支架和定位標(biāo)尺組成。固定支架通過錨栓固定在地面上，用于提供穩(wěn)定支撐?；顒又Ъ馨惭b在固定支架上，可自由調(diào)整寬度，以適應(yīng)不同梁型。定位標(biāo)尺固定在活動支架上，根據(jù)鋼筋間距焊接定位卡具。鋼筋綁扎時將半成品放置在卡具內(nèi)，即可精確定位。

箱梁起頂、吊運(yùn)和入模時最大懸臂長度為0.9m，施工過程中，應(yīng)采取嚴(yán)格的控制措施保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉時，會有混凝土龜裂和碎裂，所以最好采取措施將錨杯處增設(shè)鋼筋網(wǎng)片，以增加受力能力，保證梁頭位置和齒板位置的張拉更順利。

鋼筋骨架就位后，鋼筋需要調(diào)整位置。所有桁架吊具在使用之前，要經(jīng)過嚴(yán)格檢查，檢查每處接頭和焊縫是否對接牢固，是否出現(xiàn)脫焊現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)不牢固之處，要及時加焊補(bǔ)牢，否則不得使用。同時吊具要采取相應(yīng)的防腐措施，比如刷漆防腐。吊具中含鐵鏈和焊接部位，吊裝結(jié)束后須仔細(xì)檢查吊點(diǎn)是否有脫焊。吊裝過程中，鋼筋骨架底下不得站人，以防鋼筋骨架上未清理干凈的廢鋼筋掉落，發(fā)生危險。

5" "結(jié)論

采用傳統(tǒng)技術(shù)直接預(yù)制梁底座上進(jìn)行綁扎，不能進(jìn)行提前預(yù)制，施工速度較慢。而分為兩部分胎具進(jìn)行鋼筋骨架吊裝作業(yè)，混凝土澆筑施工和鋼筋骨架綁扎作業(yè)則無法同步。采用預(yù)制箱梁的鋼筋骨架整體吊具，實(shí)現(xiàn)了混凝土澆筑施工和鋼筋骨架綁扎同步進(jìn)行，加快了施工作業(yè)進(jìn)度，可縮短施工周期20%左右，且形成了流水作業(yè)，提高了鋼筋骨架成型質(zhì)量，施工安全性也得到了很大提高。

使用整體式鋼筋綁扎胎具，將鋼筋骨架一次性整體吊裝入模，可減少傳統(tǒng)工藝梁板預(yù)制過程中，在底板上進(jìn)行鋼筋骨架安裝，對預(yù)制梁板底板形成的二次污染，從而有效提升了箱梁預(yù)制的工效與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制箱梁模塊機(jī)械化施工。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建剛. 現(xiàn)澆混凝土獨(dú)立柱鋼筋模板一體化施工技術(shù)[J]. 施工技術(shù)，2020，49（21）：104-105，109.

[2] 周佳奇. 超長、超重地連墻鋼筋骨架整體制作和分節(jié)吊裝技術(shù)[J]. 大觀周刊，2020（21）：463，465.

[3] 張思群. 超深地下連續(xù)墻異形寬幅鋼筋骨架制作與安裝施工技術(shù)研究[J]. 建筑施工，2016，38（2）：139-140.

[4] 陳宏. 超深地下連續(xù)墻鋼筋骨架制作與吊裝技術(shù)[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（11）：1751.

[5] 張毅，甘璐，劉斌. 深基坑地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定性分析及施工技術(shù)研究[J]. 建筑施工，2014（10）：1112-1114.

[6] 張革軍. 超深超重地下連續(xù)墻鋼筋骨架整體吊裝技術(shù)[J]. 市政技術(shù)，2014（z1）：145-147.

[7] 孫業(yè)發(fā)，王偉，宋書東，等. 大型預(yù)制橋墩鋼筋骨架整體吊裝對接施工技術(shù)[J]. 中國港灣建設(shè)，2014（9）：55-58.