淺談海灣大橋花瓶形墩身鋼筋籠預制安裝工藝

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骨架法施工到整體預制安裝法施工的工藝改變，詳細介紹了花瓶形墩身鋼筋籠整體預制安裝施工工藝和優點，供類似工程施工參考。

關鍵詞：海灣大橋；花瓶形墩身鋼筋籠；預制安裝；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，分為D類、E類兩種結構式型式，均為花瓶形實心墩，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。近墩頂范圍設計抗剪鋼筋，直徑為28mm，共設六排，設計排間距為45cm。

2 墩身施工方法

根據本合同非通航孔橋橋墩高度及設計結構型式，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，分兩個節段施工，即自墩頂以下9m范圍為一個節段，剩下直線段部分為一個節段，分段澆筑成型。墩身鋼筋籠根據墩身施工方法進行整體或分段下料、制作安裝。

3 鋼筋籠定型鋼管內骨架法施工方法及不足

3.1 鋼筋籠定型鋼管內骨架施工方法

工程開工初期六合同段根據杭州灣大橋非通航孔橋墩身鋼筋籠施工經驗，采用定型鋼管內骨架法進行墩身鋼筋施工，即以專用的整體勁性骨架（鋼管內支架）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埋鋼筋根部焊接固定，并拉設4根抗風纜繩到防浪板底部，加固完畢后，解除浮吊的吊裝鋼絲繩；

（3）以勁性骨架內的操作平臺進行豎向主鋼筋的解扣，并完成與承臺內預埋墩身主筋對接。主筋對接完成后，進行水平箍筋綁扎。

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

3.2 施工中產生的問題及不足

（1）墩身曲線段設有抗剪鋼筋，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，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，焊縫焊接質量難以達到設計及規范要求。

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

（3）墩身鋼筋較密，且部分鋼筋交錯布置，尤其抗剪鋼筋與墩頂三層鋼筋網交叉布置，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，受該環節影響，現場墩柱施工進度明顯減慢，對工程整體施工進度產生了不利影響。同時因鋼筋制作安裝人工臺班的增加及多功能船等設備使用時間的延長，也導致了工程施工成本的增加。

4 墩身鋼筋籠施工工藝調整

為有效解決上述問題，參建各方對墩身鋼筋籠施工方法進行了認真分析和總結，經總結認為，杭州灣大橋和青島海灣大橋非通航孔橋墩身鋼筋籠設計存在一定差異，尤其在墩頂內部抗剪鋼筋設計方面差異較大，而解決抗剪鋼筋的安裝及焊接質量正是解決問題的關鍵。經各方反復探討，決定參考本合同段樁基鋼筋籠“長線法”制作和安裝工藝，在陸上鋼筋加工場內進行墩身鋼筋籠整體預制，成型后整體或分節運輸安裝。

5 墩身鋼筋籠整體預制及安裝工藝

5.1 鋼筋籠整體和分節段制作原則

D類墩及高度13m以內的E類墩鋼筋籠整體作為一個節段預制成型；墩身高度13m以上的E類墩，其鋼筋籠由頂節和底節兩部分組成，頂節（包括曲線段）長度設置為9m，底節作為調節段，其長度為墩身鋼筋籠扣除頂節后的剩余長度，鋼筋籠采用“長線法”預制，即在鋼筋加工場內胎座上兩節主筋接頭套筒連接、整體綁扎成型，成型后，將兩節分離，然后分節運輸和安裝。

5.2 鋼筋籠的整體制作流程和方法：

在陸上加工場內，采用整體正面臥放的方式進行墩身鋼筋籠預制。

（1）胎座設置在加工場地上設置胎座（鋼筋籠的外胎），沿鋼筋籠長度方向上自墩頂向下400mm（即偏離墩頂鋼筋網片范圍）開始，曲線段按間距2m設置，直線段按3m間距設置。胎座的橫向制作尺寸依據其設置位置上鋼筋籠橫斷面的外圍尺寸確定。胎座的設置高度應使整體臥式預制的鋼筋籠處于水平狀態，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。胎座設置好后對其固定，然后在胎座上按主筋間距焊接主筋限位，作為準確定位主筋的基準。

（2）內部支撐骨架設置在胎座的限位位置擺放主筋，將其臨時固定，然后在主筋上與胎座對應的位置設置內部支撐骨架（鋼筋籠的內胎），并在內部支撐骨架的外側標識出墩身其余主筋位置。

（3）按內部支撐骨架上主筋的標識位置，依次對稱安裝墩身豎向通長主筋、圓端部位主筋，并與支撐骨架筋點焊連接。

由頂節和底節組成的鋼筋籠，預制時先安裝頂節的主筋，然后再用套筒連接、固定底節主筋，完成節間主筋的對接，即采用長線法施工。

（4）安裝墩頂三層鋼筋網片上的主筋，然后在主筋上按設計要求進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（包括墩頂鋼筋網片部分）。

（6）在鋼筋籠頂部靠近四角部位對稱設置吊環，作為海上鋼筋籠安裝時的吊點，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 墩身鋼筋籠的運輸

在墩身鋼筋籠的內部靠近上部主筋位置設置兩道吊裝橫梁，用吊車將鋼筋籠吊裝到設有臨時胎座的運輸平板車上，分節的鋼筋籠分節進行吊裝和運輸，鋼筋籠運往碼頭后吊裝到運輸船上，運輸船運鋼筋籠至安裝墩位。

5.4 墩身鋼筋籠的安裝

（1）墩身鋼筋籠安裝前，依據放樣位置及鋼筋籠的外部輪廓尺寸設置鋼筋限位。

（2）鋼筋籠安裝時測量人員跟蹤檢測鋼筋籠的豎直度和高程，及時進行就位調整，調整完畢后拉設抗風纜繩或焊接鋼管到鋼圍堰進行加固。

對于分節施工的墩身，鋼筋籠分兩節進行安裝，底節鋼筋籠安裝方法同上，頂節應在底節混凝土澆筑完并達到一定強度后進行安裝，安裝時用浮吊起吊鋼筋籠至底節墩身鋼筋頂部，就位后用套筒連接頂底節鋼筋接頭。

6 花瓶式墩身鋼筋籠整體預制及安裝工藝的優點

（1）在陸上加工場內進行鋼筋籠的整體預制，施工條件比海上有了較大改善，制約因素少，施工操作相對簡單，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量等得到了有效保證，鋼筋籠的成形質量明顯優于定型鋼管內部骨架法施工質量。

（2）鋼筋籠（指一次澆注成型的墩身）采用定型鋼管內部骨架法施工時間約為10d。而采用整體預制安裝法施工時間為：陸上預制時間平均為3d，海上安裝時間約0.5d，鋼筋籠施工時間明顯縮短，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骨架法施工，須在承臺澆筑前預埋墩身豎向筋，待承臺強度達到一定強度后，再連接綁扎鋼筋。而整體預制安裝法是在承臺澆筑前將鋼筋籠整體安裝到位，相對減少了一次主筋的對接，減少了接頭加工工作量及連接接頭套筒的投入量。

7 結 語

花瓶形墩身鋼筋籠整體預制安裝施工工藝在青島海灣大橋六合同段得到成功運用，該工藝是此類墩身鋼筋籠海上施工方法的一次創新，其降低了鋼筋籠施工難度，有效提高了墩身鋼筋籠施工質量，同時加快了工程施工進度，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，參考時應根據工程具體情況，考慮墩身的截面尺寸、鋼筋籠的設計型式、投入吊裝設備和保證整體性的臨時材料數量、風浪對安裝的影響等因素，進行技術和經濟比較，研究其可行性。

參考文獻

[1]《公路橋涵施工技術規范》（JTJ041-2000）.人民交通出版社，2003年10月.

[2]《鐓粗直螺紋鋼筋》（JG171-2005）.中國標準出版社，2005年9月.