变截面墩柱钢筋骨架单元预制安装技术

变截面墩柱钢筋骨架单元预制安装技术

吴典宸

中铁大桥局第七工程有限公司   湖北  武汉  430050

摘要：武汉市轨道交通16号线（汉南线）调整工程属于市域线，设计目标时速为120km/h，是一条联系汉南与主城区的快速轨道交通线路。地铁16号线起点调整工程高架区间墩柱数量多、施工工期短，为最大限度优化施工工期，将墩柱钢筋骨架在加工场提前进行整体或单元化预制，在承台浇筑前将墩柱钢筋骨架整体起吊安装。

关键词：城市轨道交通、高架区间、墩柱、单元化预制、结构稳定、整体吊装

1.技术特点

1.1本施工方法与传统墩柱钢筋散拼法施工相比，将墩柱钢筋骨架安装转移至地面进行，极大的提高施工安全性，同时将流水工序转化为平行工序极大提高施工速度。根据墩柱总高度，将墩柱钢筋进行整体预制或分段成直线段、墩帽段等单元进行预制，利用安装胎架和定位箍筋，可将墩柱钢筋在地面上进行精确安装，提高钢筋施工精度。

1.2通过骨架内部“Z”字型加劲钢筋提高骨架刚度，确保钢筋骨架在制作、运输、安装过程中不发生变形，确保施工质量。安装完成后的稳定控制措施保证骨架安装完成后的稳定性，不发生倾覆事故。

1.3墩柱钢筋骨架整体或单元预制完毕后，利用可变长度吊装扁担梁进行安装，一种扁担梁可对应多种宽度的钢筋骨架单元进行使用。安装过程中利用平面及竖向定位措施保证安装精度。安装完毕后利用自动脱钩装置进行脱钩，避免人员攀爬骨架进行摘钩。

2.施工工艺流程及操作要点

2.1变截面墩柱钢筋骨架单元预制技术

（1）预制胎架制作

制作胎架前，首先将加工场地整平、硬化，利用槽12b型钢组装胎架。胎架主要由底梁、立杆、牛腿、上横梁组成，间隔1.5m设置一组，每根立杆处增设斜撑支于地面提高胎架整体刚度与稳定性。牛腿设置与立杆上部，横梁置于牛腿上并采取临时限位措施避免脱落，利用牛腿配合上横梁的方式可实现钢筋骨架预制完成后快速脱架并开始下一组钢筋骨架的预制工作。

图2.1-1预制胎架结构图

（2）定位箍筋制作

根据花瓶墩不同截面尺寸不同的情况，使用各截面的尺寸分别制作定位箍，下料制作时需考虑保护层厚度和墩柱结构中间造型凹槽的变化，以确保后续主筋安装的准确。主筋在下料时也根据截面尺寸的变化提前进行弯曲定型。

（3）定位箍筋验收

工程部根据设计图纸组织技术人员对定位箍筋的尺寸、定位进行检查验收，确保骨架主筋安装过程中结构尺寸满足设计要求，避免出现侵限的情况导致后续墩柱模板无法安装。

（4）钢筋骨架主筋安装

根据节段长度提前将主筋下料完成，并根据规范要求错开接头，满足同一截面钢筋接头数量不大于主筋数量的50%。安装过程中先点焊定位，根据定位箍筋的位置进行安装，保证线型顺直、间距均匀。

（5）钢筋骨架箍筋、拉筋安装

骨架主筋安装完成后进行骨架箍筋、拉筋安装，箍筋安装时注意搭接长度需满足设计要求，拉筋安装时需注意拉钩同时钩住主筋与箍筋。

（6）检查验收

钢筋骨架预制完成后进行垫块安装，满足≥4个/㎡的要求。垫块安装完成后工程部组织技术人员进行自检，自检合格后报监理验收。

（7）现场分类存放

验收合格后在现场进行挂牌存放，标识墩号、节段、验收人、验收时间等信息。

2.2变截面墩柱钢筋骨架加固及稳定控制技术

（1）加劲钢筋制作、安装

骨架加工过程中，利用骨架两侧的主筋作为固定点加设“Z”字型骨架加劲钢筋，横桥向和顺桥向各设置2组共8根加劲钢筋，确保吊装、运输、定位过程中骨架自身不产生变形。

图2.2-1墩柱钢筋骨架加劲钢筋

（2）水平向支撑安装

选取墩柱钢筋骨架底、中、顶三个断面设置水平“X”型水平支撑。

（3）检查验收

根据设计图纸检查加劲钢筋设置是否满足要求。

（4）稳定措施

骨架定位完成后，吊机脱钩之前，利用承台钢板桩四角顶口左右固定点，使用4组钢丝绳+手动葫芦设置缆风系统，保证定位完成后钢筋骨架不倾覆。

2.3变截面墩柱钢筋骨架单元安装技术

（1）骨架转运

利用平板运输车将钢筋骨架转运至现场， 过程中注意对骨架进行抄垫和保护，运输过程中避免磕碰。

（2）检查加固措施

起吊安装前对加固措施进行检查，确保加劲钢筋数量、位置准确，焊点未脱焊。

（3）吊点设置与吊具选择

钢筋骨架吊点选择在顶部加劲环的横桥向两端的主筋间隙处，加劲环与每根主筋均焊接连接，并在吊点两侧的主筋与加劲环焊接处加设“7”字型钢筋增加焊缝长度，保证加劲环在吊装过程中不会脱落。

吊具采用可变长度吊装扁担梁，上方钢丝绳为φ32mm直径，下方钢丝绳为φ24mm直径，扁担梁吊点经计算满足吊装要求，卡环选择满足吊装要求。

（4）起吊安装

利用50t汽车吊配合50t履带吊对钢筋骨架进行翻身安装；也可使用75t汽车吊操控大、小钩配合对骨架进行翻身，随后将墩柱钢筋骨架插入承台钢筋中。

（5）钢筋骨架竖向定位

骨架安装前，使用CAD3D功能对骨架钢筋和承台钢筋进行建模并分析空间重叠情况，将重叠位置的承台顶面钢筋在绑扎时进行间距调整。

同时在骨架里程方向两侧设置两组共6根整体架立钢筋，顶部与墩帽钢筋连接，底部支撑于承台底面钢筋，确保骨架顶标高不因自重产生变化。

（6）钢筋骨架平面定位

利用骨架预制过程中主筋定位卡板外轮廓尺寸适当放大，制作承台顶面匹配箍筋。在承台顶面钢筋调整完毕后，根据墩柱设计位置安装匹配箍筋。

（7）测量定位

钢筋骨架安装过程中，测量人员同步对骨架安装位置及骨架垂直度进行实时监控，确保安装精度。安装完成后设置稳固措施使钢筋骨架自身稳定。

（8）自动脱钩

利用简易自动脱钩装置在钢筋骨架准确安装完成后使吊点与骨架脱离，避免人员攀爬骨架摘钩产生安全风险。

3.质量控制

钢筋进场前，要向监理报钢筋的产地和生产厂家，监理审批同意后才能进场，钢筋进场按规定对钢筋出厂质量证明书、实验报告单、每捆的标牌进行分批验收。钢筋进场后要及时复检，并将结果报给监理。 钢筋加工严格按照施工图尺寸进行，加工前编制材料加工表，并经主管工程师认可后执行。钢筋加工时要在常温下进行，钢筋焊接时，焊工必须持证上岗，所使用的焊机、焊条必须符合质量要求。

4.应用实例

（1）本工法在武汉地铁7号线北延3标工程高架区间墩柱施工中已经得到成功应用

（2）本工法在武汉地铁16号线起点调整工程高架区间墩柱施工中已经得到成功应用

本工法施工工艺简单、切实可行，适应性和可操作性强，施工工序衔接紧密、效率高，为以后区间桥梁施工提供一种稳定、有效的施工方法，后续武汉地铁建设逐渐由中心城区发展至远城区，地下敷设变化为区间高架敷设，在地铁市场具有广阔的应用前景。

参考文献：

（1）蔡卫星、付力锁 《装配式桥梁预制墩柱生产关键技术研究》 交通世界 2022年

（2）雷波洋、赵鹏 《墩柱预制安装施工技术研究》 科学技术创新 2022年

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