鐵路大型箱梁鋼筋綁扎、吊裝方案對比

摘 要：鐵路箱梁的鋼筋綁扎技術(shù)隨著高鐵的發(fā)展，工藝逐步完善，把鋼筋綁扎吊裝工藝推到了一個新的水平和新的高度。本文介紹了鐵路箱梁施工中三種鋼筋綁扎、吊裝工藝，為今后類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞： 鐵路箱梁； 鋼筋骨架； 綁扎；吊裝

中圖分類號： F53 文獻標識碼：A

1 概述

高速鐵路的快速發(fā)展，促使各施工單位針對新生事物，積極推出了許多的新工藝、新技術(shù)，以便在施工中滿足安全、質(zhì)量、進度的需要。鐵路大型箱梁作為高鐵中技術(shù)含量比較高，施工難度比較大的工程，在施工中，各單位更加的重視，對各工序施工都有深入的研究。

在預(yù)應(yīng)力箱梁整個預(yù)制過程中，鋼筋工程是占用時間最長、最復(fù)雜的工序。其綁扎質(zhì)量和速度制約著現(xiàn)場預(yù)制箱梁的施工進度。因此，各單位針對箱梁鋼筋骨架的綁扎技術(shù)認真進行研究，努力探索合適的鋼筋骨架快速綁扎方法、綁扎工具，研究設(shè)計特殊的專用設(shè)備或工具，以保證鋼筋施工的進行。本文總結(jié)了高鐵箱梁施工中常用的三種方案：底腹板和頂板鋼筋分開綁扎、吊裝；整體綁扎及整體吊移；鋼筋整體綁扎、帶內(nèi)模整體吊裝。詳細分析了個方案的操作性、經(jīng)濟型、可行性。以便為類似工程施工起到借鑒作用，各單位根據(jù)自己的條件，擇優(yōu)選用。

2 工藝介紹

鋼筋的整體綁扎及吊裝施工技術(shù)，是近幾年逐步發(fā)展起來的。從墩身帽到T梁到箱梁，使得整體綁扎及整體吊裝施工技術(shù)逐步完善，應(yīng)用于鐵路大型箱梁后，又衍生出了分片整體綁扎吊裝、全整體綁扎吊裝、整體綁扎帶內(nèi)模吊裝等三種方案。

2.1底腹板和頂板鋼筋分開綁扎、吊裝

此工藝是應(yīng)用最為廣泛的箱梁鋼筋綁扎技術(shù)。鋼筋綁扎在胎具上進行，為方便內(nèi)模安裝，將箱梁鋼筋綁扎分階段進行，即：腹板與底板一同綁扎，頂板鋼筋另行綁扎，待內(nèi)模拼裝后，在制梁臺座上將頂板鋼筋與腹板底板鋼筋拼裝。

采用此方案施工時，分別制作底腹板綁扎胎具和頂板綁扎胎具，施工時分三階段進行：第一階段：分別在胎具上綁扎底腹板鋼筋及頂板鋼筋，綁扎完成后，吊裝前都必須在中心線處做出標記，以方便底腹板鋼筋與底模對中、頂板鋼筋與底腹板鋼筋對中。第二階段：采用兩臺40T龍門吊吊裝底腹板鋼筋入模，入模后調(diào)整松動的鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道位置后，安裝端模、內(nèi)模。第三階段：吊裝頂板鋼筋。

2.2整體綁扎及整體吊移

此工藝是在綜合了鋼筋和模板施工后，考慮充分利用梁場的場地，減少鋼筋施工工序，優(yōu)化施工順序的基礎(chǔ)上形成的。

鋼筋骨架的綁扎在鋼筋綁扎胎具上進行整體綁扎。施工時分三階段進行，第一階段：鋼筋綁扎胎具分內(nèi)外兩部分，外胎架固定不動。綁扎鋼筋時，先綁扎底板和腹板的鋼筋在胎具上實施綁扎；第二階段：在底腹板的鋼筋綁扎完畢后，立即安裝內(nèi)胎架的支撐及走行軌道，接著安裝內(nèi)胎架上部，進行頂板鋼筋的綁扎。第二階段：采用兩臺40T龍門吊吊裝底腹板鋼筋入模，穿入內(nèi)模。

2.3鋼筋整體綁扎帶內(nèi)模整體吊裝

此方案是在整體綁扎的基礎(chǔ)上進行的改進，重點部分在于，鋼筋與內(nèi)模一起吊裝，簡化了工序，提高了效率。施工時分四階段進行，第一階段：在胎模具上綁扎底腹板鋼筋骨架；第二階段：吊裝內(nèi)模入底腹板鋼筋骨架內(nèi)；第三階段：在胎模具上綁扎橋面鋼筋骨架安裝鋼筋骨架吊架；第四階段：采用80T龍門吊吊運內(nèi)模及整體鋼筋骨架一起入模。

3 方案對比

3.1綁扎工藝

3.1.1工藝流程

三種方案在頂板與腹板倒角鋼筋綁扎在綁扎程序上．整體式綁扎必須按照固定的施工順序一步一步的進行，沒有什么捷徑可走；但分體綁扎可以底腹板與頂板同步施工，不需要先后順序，只要保證定時定量的能提供鋼筋籠就行。

3.1.2施工要求

整體式綁扎與分體式綁扎只是鋼筋籠綁扎方法上的區(qū)別而已。在綁扎要求上都必須嚴格按照施工規(guī)范，作業(yè)標準及驗收標準進行施工．所以在綁扎要求上，整體式綁扎與分體式綁扎無大的差別。

3.1.3骨架結(jié)構(gòu)

分塊綁扎工藝中，兩塊鋼筋可同時綁扎，可以節(jié)省施工時間，但是在吊裝到模板后，頂板與腹板鋼筋之間調(diào)整的時間過長，而且在調(diào)整的過程中導(dǎo)致部分鋼筋變形。影響其他梁體鋼筋。腹板鋼筋有的直接高出頂板鋼筋，容易出現(xiàn)保護層不達標現(xiàn)象。

整體式綁扎底腹板與頂板鋼筋連續(xù)綁扎，銜接性非常好，屬流水作業(yè)。如果一個環(huán)節(jié)不完工，就無法進行下一個環(huán)節(jié)。在綁扎的過程中就能及時的發(fā)現(xiàn)問題，并且能很好的調(diào)整解決這些問題，研究其他的一些綁扎技巧，使綁扎工序更完美的在綁扎胎具上完成，減少了在模板內(nèi)的調(diào)整時間，縮短模板使用周期，提高模板的使用效率。

通過以上分析，雖然分片綁扎鋼筋骨架在綁扎過程中能有效的提高綁扎效率。但是從調(diào)試鋼筋角度，以及鋼筋的綁扎質(zhì)量和箱梁后期質(zhì)量來看，整體綁扎成型的鋼筋骨架占有絕對優(yōu)勢。

3.2設(shè)備、工裝比較

3.2.1胎具（圖3.2-1～圖3.2-3）

箱梁鋼筋綁扎主要靠定位胎具進行成型，在一定程度上提高了施工效率。但最主要的是保證了鋼筋綁扎的質(zhì)量．便于鋼筋綁扎過程的質(zhì)量控制。胎具全部采用角鋼及槽鋼制作。角鋼主要用于鋼筋定位兼顧支撐作用，槽鋼主要用于胎具的骨架成型．要承受整個鋼筋籠的重量，所以必須具備一定得強度及剛度，防止胎具的應(yīng)鋼筋自重引起胎具變形。以致影響綁扎質(zhì)量。

（1）胎具數(shù)量

以2榀/天生產(chǎn)能力的箱梁場為例：第一種方案分體式胎具可平行作業(yè)，頂板綁扎相對簡單，鋼筋數(shù)量少，在制作時，可以使頂板胎具和底板胎具比例為3：4，能夠保證施工的需要。第二種方案整體綁扎胎具根據(jù)作業(yè)時間，需要制作四套；第三種方案同樣需要四套。

（2）胎具占地

根據(jù)三種方案的鋼筋綁扎胎具數(shù)量，第一種方案占地：6.870*32.600*3+14.000*32.600*4=2497m3，第二種方案：14.000*32.600*4=1826 m3。第三種方案：14.000*32.600*4=1826 m3。從以上計算看出，分體綁扎占地面積最大。

（3）胎具用料

整體式綁扎胎具與分體式綁扎胎具制作所用材料來說，由于整體綁扎胎具需承受頂板重量，同時操作工人需在胎具上操作，總的承重要大于分體綁扎，在胎具的制作是需要特別加固，根據(jù)我公司采用不同綁扎方式的胎具用料：整體綁扎胎具約用料13.7T，分體綁扎胎具約用料10.6T。分體綁扎在一定程度上節(jié)約了材料，也降低了臨時設(shè)施的施工成本。

3.2.2吊具

鋼筋骨架吊裝采用專門制作的吊架，箱梁鋼筋面積大、重量大，要求吊架具有較大的剛度，以保證在吊運過程中不會發(fā)生變形及扭曲。鋼筋吊具通過鋼絲繩和花籃螺桿與骨架鋼筋連接。在吊裝底、腹板鋼筋時，梁端部位增設(shè)吊點。須具有通用性，既能起吊32 m箱梁鋼筋又能起吊24 m箱梁鋼筋。

三種方案所采用的吊具多采用型鋼焊接而成的桁架式結(jié)構(gòu)。寬度12 m，長度32.6m。制作前，根據(jù)吊裝的重量，計算桁架結(jié)構(gòu)和型鋼類型，保證吊裝的安全。

第一種方案需要兼顧底腹板和頂板鋼筋分體綁扎的特點。

第二種方案整體綁扎時，鋼筋總量達到56T，吊點的布置要考慮到整體吊裝時，底腹板中間需要布置吊點，起到主要承重部位，同時頂板布置吊點，防止底板鋼筋變形。

第三種方案吊重最大，吊具設(shè)計時需要考慮其與承力內(nèi)模間的協(xié)調(diào)變形及受力分配，避免因變形不協(xié)調(diào)而致使吊架受力過大引起破壞。為解決吊裝過程中吊架與承力內(nèi)模間的協(xié)調(diào)變形及受力分配問題，采取先起吊內(nèi)模后起吊吊架的方法。吊架與橋面鋼筋骨架間連接的吊索均采用可調(diào)節(jié)的“花籃”螺栓。這樣，吊架分配的只是鋼筋骨架下垂變形引起的力，絕大部分重量由內(nèi)模承擔(dān)。

3.2.3龍門吊

目前梁場采用的龍門吊多為40T～50T，適用于第一、二種方案，第三種方案整體鋼筋骨架和內(nèi)模組合體以及吊具的起吊總重將達到140T左右，要求至少使用2臺80t以上的龍門吊或大噸位的跨式搬運機。

3.3作業(yè)時間、人員

作業(yè)時間主要是從每榀鋼筋骨架開始綁扎到吊裝入模所用的總時間。人員是完成鋼筋籠綁扎、吊裝所需要的全部人員。

3.3.1綁扎時間、人員

鋼筋綁扎效率主要體現(xiàn)在勞動力與工作時間上，主要取決于投入人員的多少。

第一種方案分體式綁扎底腹板、頂板可以同時進行。但必須投入較多的勞動力，就目前我梁場綁扎情況來看，頂板在投入25人時，用10h能綁扎完成，腹板在投入25人時需14h就能完成底腹板鋼筋。

第二種、第三種方案都為整體綁扎。根據(jù)我梁場鋼筋綁扎工班施工情況看，投入40人在施工18 h的情況下就能完成單榀鋼筋籠的綁扎任務(wù)。

從總體時間上可以比較出．因底腹板、頂板鋼筋骨架同時綁扎。實際直線工期要比整體式綁扎耗用時間少4h，說明分體式綁扎在胎具上綁扎要比整體式綁扎占有決定性優(yōu)勢。但在資源耗用方面，整體式較分體式綁扎要多耗用10個以上的勞動力。

3.3.2吊裝時間、人員（圖3.3-1～圖3.3-3）

整體式鋼筋骨架吊裝程序為掛吊鏈—起吊行走—入模調(diào)整—拆除吊鏈。整個過程需要1.5～2.0h完成。分體式鋼筋骨架吊裝程序為：底腹板鋼筋骨架懸掛吊鏈—起吊行走—底腹板骨架入模調(diào)整—拆除吊鏈—門機回行（中間需要吊裝內(nèi)模、不算在吊裝鋼筋時間內(nèi)）—頂板鋼筋骨架吊鏈懸掛—起吊行走—頂板骨架入模調(diào)整—拆除吊鏈，整個過程需要4～5 h完成。從以上可以看出整體綁扎相對分體綁扎在吊裝過程能節(jié)約2.5～3 h，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率。從而提高了整個制梁作業(yè)循環(huán)的效率。

吊裝作業(yè)的人員投入，要是為了懸掛吊鏈，下落時對位鋼筋骨架順利就位，再是拆除吊鏈。整體吊裝一次完成，分體吊裝要兩次完成，在安裝過程中腹板主筋頂部很容易頂住頂板主筋，使之鋼筋骨架難易下落，這樣導(dǎo)致須投人較多人力來調(diào)整上述鋼筋的位置，使之頂板鋼筋能順利吊裝完成。所以分體式吊裝較整體式吊裝須多投入5～7人的勞動力。

3.4施工成本比較

3.4.1鋼筋綁扎

以31.5m跨度箱梁為例．整體綁扎通常需要40個工人（運輸人員、綁扎人員），正常情況下18h就能綁扎成型，這里包括預(yù)應(yīng)力管道定位網(wǎng)片的安裝定位及抽拔棒的穿束工作。

而分體成型綁扎則要快一點．因為頂板與底腹板分開綁扎，相互不干擾，所以綁扎過程中頂板與底腹板之間沒有明確的先后順序，也就是說，這兩道綁扎工序相互不干擾，可以同時進行。分體綁扎頂板需要25人，10h就能完成。底腹板綁扎需要25人，14 h就能綁扎成型，這里包括預(yù)應(yīng)力管道的安裝定位及抽拔棒的穿束工作。分體成型綁扎比整體成型綁扎所需要的人工多出10～15人。

可以看出整體式鋼筋骨架成型需要18×40=720工時，二分體綁扎需要10×25+12×25=550工時，可見分體式在綁扎所需人工費存在較大差異，整體式要比分體式耗用較多的人工費。

3.4.2鋼筋調(diào)整

從鋼筋骨架吊入模板中調(diào)試鋼筋的角度來看看這兩者之間的不同。

整體成型鋼筋骨架因為在綁扎臺座上是一次成型，頂板與底腹板之間是統(tǒng)一整體，頂板上部結(jié)構(gòu)在綁扎胎具上已經(jīng)全部完成。從吊裝后至澆筑前，8個工人只需5h就能完成。

分體成型鋼筋骨架則有所不同，由于頂板和底腹板鋼筋是分開綁扎，需要先將底腹板鋼筋骨架吊裝入模，然后吊裝頂板鋼筋，頂板與腹板鋼筋都比較密集，尤其是兩端頭，一是鋼筋比較密集，二是鋼筋型號繁多且都是大直徑螺紋鋼。兩部分在結(jié)合時經(jīng)常出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，所以這部分所用時間相對比較長。其他工序用時與整體綁扎基本相同，所以分體綁扎鋼筋骨架從吊裝后開始調(diào)鋼筋一直到澆筑前，15個工人需6 h就能完成。

可以看出整體式鋼筋骨架吊裝調(diào)整需要5×8=40工時，分體式綁扎需要6×15=90工時。在這部施工中，分體式綁扎要比整體式綁扎耗費較大的人工費。

3.4.3機械臺班

在吊裝過程中，整體式耗用機械臺班要比分體式少用1.5～2.5 h，所以節(jié)約了機械臺班費。也使得梁體總成本降低，增加實際效益。

3.5總結(jié)

從以上各角度分析，箱梁鋼筋骨架綁扎、吊裝工藝方案中，三種方案各有自己的優(yōu)缺點：

分體綁扎、吊裝可平行作業(yè)，節(jié)約綁扎作業(yè)時間，內(nèi)模是后吊入，能夠保證內(nèi)模的尺寸；但是存在胎具占地面積大，吊裝分兩次吊裝，頂板與腹板對接時，整體性難以保證。

整體綁扎及整體吊裝工藝，優(yōu)化了鋼筋的對接工作，使得對接部位的鋼筋連接性能效果好，保證了梁體的整體性能，提高了鋼筋骨架組合的質(zhì)量，減少了骨架組拼等鋼筋作業(yè)工序，加速了臺座周轉(zhuǎn)，但是由于內(nèi)模后穿，穿入后撐開，對內(nèi)模的要求較高，模板的使用性能必須優(yōu)良，拼縫嚴密，否則，撐開后有些部位不能做到拼縫嚴密，造成漏漿錯臺，影響內(nèi)腔外觀。

整體綁扎及帶內(nèi)模整體吊裝工藝，兼有了分體工藝的內(nèi)模撐開入模，保證內(nèi)腔尺寸的優(yōu)點，同時具有了整體工藝的所有優(yōu)點；此工藝的不足就是對龍門吊的要求較高。

結(jié)語

鋼筋骨架綁扎是一項實踐性非常強的技術(shù)，必須在生產(chǎn)中邊摸索、邊實踐、邊提高。鋼筋骨架綁扎作為預(yù)制箱梁施工的重要工序?qū)儆谙淞侯A(yù)制中的重要環(huán)節(jié)，其制約著箱梁的施工進度。本文無意區(qū)分三種鋼筋骨架綁扎、吊裝方案優(yōu)劣，僅就三種方案進行工藝介紹和操作性對比，供箱梁預(yù)制場擇優(yōu)選擇采用。同時我們會繼續(xù)對箱梁鋼筋骨架的綁扎技術(shù)認真進行研究，努力探索合適的鋼筋骨架快速綁扎法、綁扎工具，研究設(shè)計特殊的專用設(shè)備或工具。將箱梁的鋼筋綁扎、吊裝工藝進一步的完善創(chuàng)新，是我們施工建設(shè)追求的目標。

參考文獻

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