橋梁墩柱模架一體化施工技術

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200433

1 工程概述

辰塔公路跨黃浦江大橋新建工程位于上海市西南角的松江區主城區的西南部，呈南北走向，是辰塔公路（D30公路）跨越黃浦江（原名橫潦涇）的一個重要節點。橋墩分上下行2 幅，每半幅采用三柱式鋼筋混凝土蓋梁形式。墩柱采用1.2 m×1.2 m 的矩形墩柱，其四角均設置半徑R=15 cm的圓角。在墩柱高度小于2.0 m 的時候，在3 根墩柱之間設置厚度為0.8 m 的薄墻。

2 方案比選

根據場地條件和施工周期，準備了2 種墩柱施工方案：

1）方案一：常規工藝，墩柱鋼筋現場綁扎，混凝土施工依托腳手架搭設的平臺完成。

2）方案二：墩柱鋼筋在鋼筋場地利用胎架預制，混凝土施工依托模板上操作平臺完成。

綜合施工工期、施工成本，兼顧施工安全，決定采取方案二實施。

3 鋼筋胎架設計

鋼筋胎架通過專業單位加工制造，共分2 節，長度分別為4.0 m和3.5 m，其間用雙面連接板連接，首尾組合，可形成2.5 m、2.0 m、1.5 m、1.0 m等多種標準節距。鋼筋骨架懸挑長度控制在1 m之內，可制作8.5 m以內任意長度的鋼筋骨架[1-4]。

胎架底部縱向連接采用雙拼160 mm×10 mm角鋼，斜撐均為100 mm×6 mm角鋼；斜撐與連接板焊接，再用螺栓將連接板與對應的角鋼栓接。胎架頂部的角鋼通過螺栓與焊接在豎向角鋼上的94 mm×94 mm×10 mm連接板相連，作為縱向鋼筋的定位參考，同時也增強隔板的穩定，形成整體。在胎架角鋼上固定定位鋼板，用來擱置縱向鋼筋，控制主筋間距。在胎架框下設滾輪，鋼筋骨架綁扎好之后從加工棚內推出，便于吊裝（圖1）。

4 鋼筋骨架運輸及吊裝

4.1 運輸及吊裝

墩柱鋼筋骨架長度最大為8.4 m，質量2.2 t。成型鋼筋骨架采用12 m長的平板運輸車運到現場起吊安裝。運輸車內布置型鋼支墊，鋼支墊間距2 m。在運輸、吊裝過程中注意對墊塊的保護。

墩柱鋼筋骨架采用250 kN汽車吊吊裝，采用兩點吊裝。吊裝時，吊機主吊點布置在鋼筋骨架頂部1 m左右，設置吊裝專用扁擔梁吊具。專用吊具采用長8 m的18#工字鋼制作，吊具上對稱設置間距為1 m的吊環作為主吊索，同時吊機副吊點布設在鋼筋骨架下部1/3處。加強箍筋與主筋連接處為吊點，吊環U形扣連接加強箍筋處主筋外側，吊索要等長，以確保墩身鋼筋骨架垂直。

選用φ15.5 mm鋼絲繩（規格6×37+1），單根長度2.5 m，數量4 根；配3.3 t卸扣4 只。

吊裝時吊機主、副吊鉤同步起升，將墩柱鋼筋整體平穩起吊距地面10 m左右，然后主吊鉤緩慢上升，副吊鉤緩慢下降，將墩柱鋼筋骨架在空中立起（圖2）。

圖1 墩柱鋼筋胎架

圖2 墩柱鋼筋骨架吊裝

4.2 定位及固定

墩柱鋼筋骨架吊裝前，預先在承臺墊層和鋼筋上定出墩柱鋼筋骨架邊線，以確保墩柱鋼筋就位準確。墩身預埋件安裝前，先在墩柱鋼筋和模板上放出墩柱中心線和十字線，準確放置墩柱骨架導向架，以控制預埋位置（圖3）。

底模小縱梁采用單根28#工字鋼，小縱梁和橫梁之間設置圓鋼，小縱梁可以小幅度地旋轉，調節底部傾角。

圖3 墩柱鋼筋導向架示意

導向架采用100 mm×6 mm角鋼制作成型，導向架內側凈尺寸比鋼筋骨架大10 mm，可保證骨架5 mm的安裝精度。

鋼筋骨架插入承臺及承臺面以上50 cm段的對拉鉤和內箍筋先不安裝，待墩柱鋼筋骨架吊裝就位并固定后，綁扎插入承臺部分鋼筋，承臺面以上50 cm范圍內的箍筋待混凝土面鑿毛完成、清理干凈后再安裝。

立柱主筋每側至少2 根落地支撐在承臺底墊層上，承臺頂面鋼筋分別與墩柱主筋焊接固定，確保預埋鋼筋骨架位置準確。

墩身鋼筋吊裝后，及時用纜風繩在4 個方向拉錨加固，以確保鋼筋骨架穩定。

5 模板安裝

5.1 鋼模板設計

墩柱模板按1.2 m×1.2 m設計：面板厚5 mm，背肋采用8#槽鋼，間距30 cm，圍檁采用雙拼14#槽鋼，間距60 cm，四角設置φ25 mm拉桿（圖4）。

5.2 登高和操作平臺

引橋墩柱鋼筋和蓋梁鋼筋均為預制吊裝成型，登高設施采用標準化梯籠。

墩頂操作平臺沿立柱模板外圍一圈設置，共分為4 塊組成。鋼平臺寬度為1.2 m，下口利用型鋼組合支架支撐，將型鋼操作平臺整體懸掛在立柱鋼模板圍檁體系上。

圖4 墩柱1.2 m×1.2 m鋼模板設計

梯籠基礎為厚15 cm的C20混凝土，地基應壓實后澆筑混凝土地坪。四腳必須與混凝土基礎連接牢靠（M20膨脹螺栓），防止梯籠傾覆。

5.3 模板安裝

模板安裝采用250 kN汽車吊配合進行，按先下后上順序依次安裝。模板安裝完畢后在模板頂部4 個方向設纜風繩，采用長6 m的30#工字鋼作地錨，并對其平面位置、頂部標高、節點連系及縱橫向穩定性進行檢查。

6 結語

模架一體化工藝將傳統的搭設腳手架、立模工序合二為一，利用模板作為腳手架，立模的同時相當于完成了腳手架搭設，免除了搭設、拆除腳手架的復雜工序，因此節省了人工及腳手架的租賃費用，同時杜絕了腳手架作業的施工風險。鋼筋在加工場地的集中模塊化加工、制作、安裝，以成品、半成品領發制，配送到各作業面，減少了不利天氣影響，使原材充分利用，降低損耗[5,6]。鋼筋骨架利用導向架安裝，縮短了施工周期，減少了現場安裝及暴露時間，保護層合格率在97%，鋼筋間距合格率98%，外觀質量較好，提高了施工質量。