铁路智能建造工程桥梁钢筋笼制安（滚焊）定额测定与研究

铁路智能建造工程桥梁钢筋笼制安（滚焊）定额测定与研究

孙艾琼

中铁大桥局集团有限公司湖北武汉430050

摘要：铁路智能建造工程是目前铁路工程施工建造技术的重要发展方向，随着铁路工程智能建造技术的推广和使用，大型机械化、专业化施工已完善施工组织、提高施工效率、减少劳动用工。本论文根据新建杭绍台铁路项目现场实际施工情况，选择椒江特大桥钢筋笼制安（滚焊）开展定额测定，掌握其施工条件、工序组成、人材机消耗、综合工效等情况，并以国铁科法〔2017〕32号文发布的基期单价，编制出铁路智能建造工程桥梁钢筋笼制安（滚焊）施工定额的基期价格。

关键词：铁路智能建造工程；钢筋笼滚焊；施工定额；测定；基价分析

铁路工程智能建造是铁路工程施工建造技术的重要发展方向，是保障施工质量和安全的重要方式，也是铁路施工技术实力的重要体现。结合铁路工程智能建造技术的推广和使用，大型机械化、专业化施工将完善施工组织、提高施工效率、减少劳动用工，保证了施工精度。目前铁路智能建造工程已普遍推广使用，但没有相应的预算定额，故本文以新建杭绍台铁路施工为例，对椒江特大桥钻孔桩钢筋笼制安（滚焊）施工定额进行研究和测定，为今后修编此类工程设计概预算定额奠定基础。

1、工程概况

新建杭州经绍兴至台州高速铁路是国家沿海铁路快速客运通道的组成部分，将促进长三角城市群联动发展，助力“一带一路”国家发展战略。杭绍台铁路6标全长16.9km，其中桥梁8座/14.410km、隧道8座/4.944km、路基0.895km。椒江特大桥为全线控制性工程之一，与多条省道、河流交叉，施工环境恶劣，受涨落潮、台风、雨季等影响较大。桥址所在位置椒江每天两次涨落潮，最大潮差6.87m，台州地区夏季台风登陆频繁，台风等级高，台风破坏性较大；雨季持续时间较长，对桥梁下部结构施工影响较大，该桥梁施工工期紧，施工组织难度大。

为满足建设单位提出的“精品工程、智能建造”的建设理念，项目部引入数控钢筋笼滚焊机、数控钢筋调直机、数控钢筋切断机、数控弯箍机等现代化智能施工设备，钢筋笼制作全部在工厂里实行钢筋笼滚焊制作，然后再运输到现场安装。引入4条钢筋笼滚焊制作生产线。

2、钢筋笼制作滚焊的优点

2.1质量稳定。钢筋笼滚焊机加工成型的所有钢筋笼检验合格率为100%。主筋间距按照设计图纸要求采用固定盘、移动盘螺栓定位，所有钢筋笼主筋间距均匀、标准；钢筋笼直径偏差极小，保证了混凝土保护层的厚度；箍筋间距非常均匀、标准，这是人工加工钢筋笼难以做到的。

2.2钢筋笼刚度大，不易变形。滚焊机加工的钢筋笼，箍筋与主筋的连接全部采用焊接，钢筋笼形成全固结整体，刚度大，在钢筋笼吊装过程中不易变形，保证了钢筋笼的加工质量。

2.3减少了人力投入，加快了钢筋笼加工进度。钢筋笼滚焊机加工减少了主筋排布、箍筋排布、钢筋笼转动工作。

2.4焊接难度小。所有焊接工作都是在钢筋笼旋转过程中的平行焊接，没有仰焊、俯焊等焊接工作，提高了焊接质量，同时也减小了焊接难度，加快了焊接速度，防止了漏焊现象。

2.5外观质量良好。整个钢筋笼加工过程都在架空机器上进行，机器安装在钢筋棚内，避免了钢筋笼受到污染，保证了钢筋笼加工的外观质量。

2.6焊接质量稳定。该设备配套使用二氧化碳气体保护焊，焊接质量可靠、稳定，焊点强度高，而且无焊渣。而普通人工加工是采用普通点焊，焊渣多，需要派专人清理。

2.7箍筋无需调直。钢筋笼滚焊机配有箍筋矫直机构，箍筋圆盘直接放置到箍筋放线架上，在钢筋笼加工过程中，箍筋矫直机构会自动调直箍筋.既减少人力和机械投入，同时也保证了箍筋加工质量。而人工加工钢筋笼，需要投入调直机对箍筋进行调直。

2.8避免了焊接烧伤主筋。

3、施工工艺

钢筋笼制造、安装的工序是：材料进场→钢筋笼滚焊机制作→钢筋笼运输→钢筋笼接长、下放。本论文重点介绍钢筋笼滚焊制作。

钢筋笼滚焊机主要由拖动导轨、控制台、拖动驱动系统、主筋料架、钢筋笼液压支撑装置、固定旋转驱动机构、移动旋转驱动机构、主筋固定器、主筋导管、主筋承接分隔系统、箍筋放线架和箍筋矫直机构等组成。钢筋笼滚焊机加工钢筋笼的施工工艺流程如下：

设备安装调试→上料→穿筋→固定→起始焊接→正常焊接→终止焊接→切断箍筋→分离固定盘→松筋→分离移动盘→卸笼→降下支撑架→移动盘归位。

以下重点介绍钢筋笼滚焊制作和安装。

3.1钢筋笼制作滚焊施工步骤如下

（1）设备安装调试。在设备安装时，主要考虑钢筋笼的大小、同排主筋数量、主筋的间距、箍筋的间距等因素，固定盘和移动盘的螺栓数量和间距由设计图纸中钢筋笼直径、主筋数量和间距来控制，拖动系统的行走速度由箍筋间距来决定，钢筋笼旋转一周，移动盘向前行走距离为箍筋绕主筋一周的长度。

椒江特大桥47#、48#、51#、52#墩共62根桩，钢筋笼总重538.07t，单根钢筋笼重平均8.7t，桩长为71m～84m。钢筋笼主筋及加强箍筋均采用直径32mmHRB400钢筋，主筋配筋长度分别为58m、60m，其中主筋自桩顶至承台底以下25m范围内为两根一束布置，承台以下25m至配筋段底部范围内为单根一束布置，加强箍筋在钢筋笼顶底部各设一根，钢筋笼中部每隔2m设置一道。箍筋采用直径12mmHPB300钢筋，钢筋笼顶部、中部、底部范围布置间距分别为10cm、20cm、40cm。钢筋笼基本节段长度为11.96m，顶部、底部设配节长度，接头采用滚轧直螺纹套筒连接，接头错开50%。

（2）上料。人工把主筋放到主筋自动上料的链条托板上（每次安放主筋的数量应符合设计图纸中钢筋笼主筋数量要求），启动控制台上的“自动上料”按钮，主筋由此进入分料系统；启动控制台上“两盘同时正转”，让分料盘转一定角度，保证第二根主筋与第一根主筋相隔一个分料杆；直至所有主筋全部均匀分布在分料盘内，主钢筋间距允许偏差±0.5d。

（3）穿筋、固定。主筋通过分料盘穿过固定盘到移动盘，并在移动盘对其进行固定，主筋的间距符合设计图纸要求，按照设计图纸的要求，把加工好的加强钢筋箍放到主筋笼内。加强筋间距允许偏差±20mm。

（4）起始焊接。将箍筋和主筋交叉焊接固定，箍筋并排连续绕两圈，并与主筋焊接牢固。箍筋间距或螺旋筋间距允许偏差±20mm。

（5）正常焊接。分料盘和固定盘同步旋转，使箍筋连续在主筋上缠绕，并进行焊接；同时移动盘按照箍筋间距设置的参数，在拖动系统下缓慢向前移动，并按照设计要求，对加强钢筋箍进行定位焊接。

（6）终止焊接。一节钢筋笼箍筋焊接完成后，终止焊接作业。

（7）切断箍筋。根据一节钢筋笼箍筋预留的长度，把箍筋切断。

（8）分离固定盘。向前移动加工完成的钢筋笼，移动盘通过行走驱动机构拉动钢筋笼继续向前移动，直至主筋端部离开固定盘导管100~150毫米，确保卸钢筋笼时，主筋碰不到固定盘，使钢筋笼和固定盘完全分离。

（9）松筋。松开固定主筋和移动盘的螺栓。

（10）分离移动盘。移动加工好的钢筋笼，移动盘通过行走驱动机构继续向前移动，直至主筋端部离开移动盘100~150毫米，使钢筋笼和移动盘完全分离，确保卸钢筋笼时，主筋碰不到移动盘。

（11）卸笼。把卸笼支架依次排放在行走轨道的一侧，启动控制台上的“液压同时升降”按钮，同时降下所有液压支撑的支撑架，卸下钢筋笼，并把钢筋笼垫高覆盖。为避免钢筋笼在降下时因受到剧烈冲击而造成散架，应在钢筋笼制作过程中，在钢筋笼内侧相隔一定距离加焊内箍筋。

（12）降下支撑架。降下支撑架使其归位。

（13）移动盘归位。移动盘归位，准备生产下一节钢筋笼。

3.2钢筋笼安装

钢筋笼在桩位处采用25t汽车吊或50t履带吊机吊装对接，在钢筋笼外侧与桩基加强箍筋对应设置4根定位钢筋（耳环），以使钢筋笼在孔中保持竖直并有足够的保护层厚度。在钢护筒范围内的钢筋笼，应根据护筒与桩位偏差调整保护层厚度，以使钢筋笼保持顺直，并在混凝土灌注时，不致挤压移位引起孔位中心偏差超限。①主筋接长采用滚轧直螺纹套筒连接方式，其余钢筋采用焊接或绑扎连接。钢筋笼制作过程中须严格控制钢筋笼接头安装质量，且钢筋接头必须错开布置，接头数不超过该断面钢筋总根数的50％。②吊放钢筋笼时，顺桩孔自然下放，钢筋笼定位标高力求准确，允许偏差为±5cm。③钢筋笼安装，拟将部分钢筋（含吊具）接长至护筒顶口，再将接长后的钢筋及吊具整体与钢护筒焊接，混凝土灌注结束24小时后，再解除连接。

4、定额测定范围和方法及数据的收集处理

4.1测定范围

根据钢筋笼制安（滚焊）施工工艺流程和施工步骤，对钢筋笼制作及安装，进行调查研究、收集数据资料和定额测定。

4.2测定方法

为落实中国铁路总公司及中国铁路经济规划研究院《关于发送铁路工程智能建造定额测定启动会会议纪要》、《铁路智能建造工程定额（桥涵）测定》工作大纲审查会相关要求，真实反映钢筋笼滚焊施工造价，在施工现场采用现场写实法和统计分析法相结合，互相补充、相互印证。通过现场测定及统计数据分析，形成了钢筋笼滚焊施工相关子目的定额测定。

5、定额的测定与分析

5.1测定说明

本次收集椒江特大桥47#、48#、51#、52#墩共62根桩的钢筋笼制作（滚焊）及安装进行测定，钢筋笼总重538.07t，一根钢筋笼平均重8.7t，桩长为71m～84m。钢筋笼滚焊制作及安装126天。

5.2工作内容

钢筋笼数控制作、焊接、安放、定位、校正。

5.3施工人员配备

钢筋笼制作13人，其中下料切割2人、车丝打磨2人、选料上架1人、钢筋弯圆1人、接头处焊接1人、主筋穿丝1人、焊接成型3人、卸笼2人。钢筋笼安装11人，其中钢筋笼下放定位6人、钢筋笼焊接5人。

5.4施工主要机械配备

10t门吊2台、GT4-10数控钢筋调直机1台、GQX120数控钢筋切断机3台、WG12D-2数控弯箍机4台、钢筋车丝机2台、钢筋笼滚焊机2台、交流弧焊机6台、25t汽车吊1台、50t履带式起重机1台。

5.5施工主要材料

钢筋、钢板、槽钢、钢管、型钢、镀锌低碳钢丝、电焊条等。

5.6钢筋笼制安（滚焊）实测消耗量定额及费用指标表

表1钢筋笼制安（滚焊）实测消耗量定额及费用指标表

表1中所列的计算数据，采用的工料机单价，是根据国铁科法〔2017〕30号文公布的《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》（TZJ1001-2017）和国铁科法〔2017〕32号文公布的《铁路工程材料基期价格》（TZJ3003-2017）和《铁路工程施工机具台班费用定额》（TZJ3004-2017）对应的基期人工、材料、机械台班价格取定的，缺项的单价采用补充机械台班单价。

5.7钢筋笼制安（滚焊）基价与2017版相应基价对比分析

表2钢筋笼制安（滚焊）基价与2017版相应基价对比表

①人工费。钢筋笼制作（滚焊）及安装人工费329.40元/t低于17版360.01元/t，主要是钢筋笼采用智能数控设备制作，自动化程度高，大大降低劳动强度，全是智能化机械施工，工人数量跟传统的人工制作明显减少，费用因此降低。

②材料费。钢筋笼滚焊制作及安装材料费2860.99元/t高于17版2797.7元/t，与传统的施工对比，主要是增加了钢筋笼吊挂系统钢板、型钢、槽钢、钢管等材料费。

③机械费。钢筋笼滚焊制作及安装机械费679.5元/t高于17版156.9元/t，主要是采用了智能钢筋笼滚焊机、数控钢筋调直机、数控钢筋切断机、数控弯箍机施工，这些设备全是智能型设备，采用特殊设计，费用较高。

综上所述，钢筋笼数控制作及安装基价虽然高于常规施工的定额基价，但是通过“智能建造”加快了建设速度，保证了施工精度，减少了人员配置，实现了生产流程化及工厂化。坚持绿色施工理念，确保实体工程内实外美，进而实现了“精品工程”目标。

6、结束语

铁路智能建造工程是目前铁路工程施工建造技术的重要发展方向，是保障施工质量和安全的重要方式，也是铁路施工技术实力的重要体现。随着铁路工程智能建造技术的推广和使用，大型机械化、专业化施工将完善施工组织、提高施工效率、减少劳动用工。本论文根据杭绍台铁路项目现场实际施工情况，选择椒江特大桥钢筋笼制安（滚焊）开展测定工作，掌握其施工条件、工序组成、人材机消耗、综合工效等情况，并以国铁科法〔2017〕32号文发布的基期单价，编制出铁路智能建造工程桥梁钢筋笼制安（滚焊）施工定额的基期价格。为今后修编铁路智能建造工程钢筋笼数控加工（滚焊）及安装设计概预算定额奠定基础。

参考文献：

［1］国铁科法〔2017〕30号文公布的《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》（TZJ1001-2017）.

［2］国铁科法〔2017〕32号文公布的《铁路工程材料基期价格》（TZJ3003-2017）和《铁路工程施工机具台班费用定额》（TZJ3004-2017）.

［3］中国铁路经济规划研究院《铁路智能建造工程定额（桥涵）测定》工作大纲.

［4］《杭绍台铁路6标椒江特大桥主墩钻孔桩施工方案》［Z］中铁大桥局集团有限公司.

［5］中铁第五勘察设计院集团有限公司.新建杭州经绍兴至台州铁路HSTZQ-6标椒江特大桥施工图.