預制T梁鋼筋安裝胎模化工藝的應用研究

■張 勇

(福州東南繞城高速公路有限公司，福州 350007)

預制T梁鋼筋安裝胎模化工藝的應用研究

■張 勇

(福州東南繞城高速公路有限公司，福州 350007)

本文通過結合福州繞城高速公路(東南段)工程預制T梁鋼筋加工安裝實例，對T梁鋼筋胎膜架制作、胎膜化鋼筋安裝、胎膜化預應力管道安裝、鋼筋整體吊裝以及工藝效益等方面進行了系統分析，希望能對類似預制梁施工起到借鑒作用。

高速公路 預制T梁 鋼筋 預應力管道 胎膜化

1 概述

當前，先簡支后連續預應力混凝土梁橋已成為我國橋梁建設中的基本橋型之一，其預應力混凝土連續T梁一般在預制場批量預制生產。傳統T梁預制普遍存在鋼筋保護層合格率偏低、鋼筋及預應力管道定位不準確以及生產效率低下等問題，為解決該問題，福州繞城高速公路(東南段)在借鑒當前福建省內高速公路項目預制T梁鋼筋及預應力管道安裝優缺點的基礎上，通過改進推行預制T梁鋼筋及預應力管道胎膜化安裝工藝，有效地解決了T梁鋼筋保護層合格率偏低、鋼筋定位、預應力管道定位不準確以及生產效率低下等問題，進一步推進了T梁生產標準化，鋼筋加工模具化，提高了T梁鋼筋安裝、預應力管道安裝的工作效率，保證了T梁鋼筋制作、預應力管道安裝質量。

2 胎模化鋼筋、金屬波紋管安裝工藝原理

傳統梁肋鋼筋安裝工藝是在預制T梁臺座邊臨時固定幾根立架，在立架上先安置幾根水平鋼筋，多人協助跳距綁扎一定數量豎向箍筋，這樣就組成骨架雛形；然后按底模上標記的設計間距安裝綁扎其他豎向鋼筋和馬蹄鋼筋；再綁扎其他橫向水平箍筋，穿綁梁底水平主筋；然后人工安裝并調整預應力管道，最后按圖紙綁扎鉤筋。這種安裝工藝費時耗工，容易造成臺座及鋼筋污染，對鋼筋工人技能熟練程度要求高，普通工人很難準確操作，鋼筋定位及預應力管道定位不準確，鋼筋間距合格率偏低，一般合格率只能保持在70%左右，特別是橫向水平箍筋和豎向箍筋間距偏差較大，還容易發生錯、漏鋼筋，而且安裝鋼筋占用預制梁臺座時間較長(一般為2天)，造成預制臺座投入加大。

胎模化梁肋鋼筋安裝及金屬波紋管安裝工藝原理：按照預應力混凝土T梁鋼筋圖紙尺寸及預應力管道布設位置，采用槽鋼、角鋼及圓鋼，做出相應的模型架，在鋼筋加工安裝施工中，工人將由數控彎曲機和數控彎箍機加工而成的半成品鋼筋，按照胎模架上的縱向凹槽及橫向圓鋼定位綁扎固定鋼筋，然后再安裝預應力管道。T梁梁肋鋼筋在胎模架上制作成型后，由兩臺龍門吊通過特制桁架將其進行整體吊裝至臺座，與翼板鋼筋施工、模板安裝等工序形成流水作業。

3 預制T梁鋼筋及預應力管道胎膜化安裝工藝

3.1 T梁鋼筋及預應力管道胎模設計及制作

(1)在鋼筋綁扎底座上通過預埋鋼筋固定雙(單)排槽鋼(或角鋼)，槽鋼(或角鋼)槽口朝上，并按豎向箍筋間距設置凹槽用于定位豎向箍筋和馬蹄筋(見圖1)。

(2)鋼筋胎膜架主要是利用多組圓鋼穿孔雙排角鋼組合的方式定位橫向水平箍筋(見圖1b)。在胎膜架中部設置一道角鋼，并按豎向箍筋的間距設置凹槽用于定位豎向箍筋，在胎膜架頂部按豎向箍筋間距設置梳型檔架，與綁扎底座槽鋼凹槽和胎膜架中部角鋼凹槽共同用于定位豎向箍筋(見圖1)；胎膜架豎肋圓鋼和梳型檔架圓鋼均要設置成可前后移動。

(3)對胎模架基礎和梁肋鋼筋綁扎底座進行放樣施工，布置預埋各型鋼模架，確保其位置準確、固定牢靠，然后通過在基礎上植筋預埋鋼筋焊接安裝胎模架，最后安裝模板澆筑厚20cm胎模架底座基礎砼。

(4)按照T梁鋼筋設計圖紙，對梁肋變截面漸變段位置和馬蹄筋避開波紋管位置做好相應的設置。

(5)根據橫隔板鋼筋設計圖設計專門支撐定位架用于定位橫隔板橫向水平鋼筋。

圖1 T梁梁肋鋼筋胎膜架及預應力管道胎架示意圖

3.2 預應力T梁鋼筋加工

傳統鋼筋加工機械為鋼筋切斷機和彎曲機，其工藝較為落后，不能滿足現代施工進度的需要，且大量浪費剛才、占用較大的空間、用工多、生產率低；操作工人的質量意識和操作技能水平直接決定了鋼筋加工精度，加工出來的鋼筋質量不穩定，普遍存在鋼筋長短不一，尺寸不一，彎鉤角度不一，直接影響下一階段鋼筋安裝的質量。

新型數控鋼筋彎曲機和數控彎箍機采用先進計算機數字控制，可以有效解決傳統鋼筋加工弊病，只需技術人員將設計圖紙鋼筋尺寸相關參數輸入數控機控制電腦，數控機就能夠準確按參數值自動快速完成鋼筋調直、定尺、彎箍、切斷，各種規格的半成品鋼筋，加工效率高、半成品鋼筋精度高，同時又節省材料。

3.3 T梁梁肋鋼筋胎膜化安裝

(1)將橫向水平箍筋放入各層豎肋圓鋼上，每層豎肋圓鋼各安放一根。

(2)將豎向箍筋按順序放入胎模架凹槽內，利用頂部豎向箍筋定位凹槽、中部角鋼凹槽及底部槽口對箍筋頂、中部和底部進行定位，并與豎肋圓鋼上的橫向水平箍筋綁扎固定(見圖2)。

(3)利用底座槽鋼凹槽定位安裝馬蹄筋，其中馬蹄筋與縱向波紋管沖突處，應適當調整馬蹄筋加工尺寸。(4)安裝綁扎剩余橫向水平箍筋。(5)安裝(機械連接)梁底主筋。

(6)通過橫隔板支撐定位架定位安裝橫隔板水平筋，安裝橫隔板豎向箍筋(見圖3)。

圖2 T梁梁肋鋼筋安裝定位綁扎

圖3 橫隔板橫向水平鋼筋定位架

3.4 成型梁肋鋼筋整體吊裝

梁肋鋼筋在胎膜架底座安裝完成后，通過自制的特制桁架由兩臺龍門吊將其進行整體吊裝至臺座，為保證起吊時骨架鋼筋不會發生變形，吊裝桁架上吊鉤間距控制在80cm左右，以吊裝時梁肋鋼筋構件不扭曲變形和綁扎扎絲不滑移或崩斷為準，同時兩個龍門吊運行速度應保持同步(見圖4)。

梁肋鋼筋在T梁臺座安裝就位后，組裝負彎矩張拉楔形塊鋼筋構件，安裝預應力管道等，安裝模板，再組裝綁扎翼板鋼筋和預留預埋件，就全部完成了T梁的鋼筋的加工和安裝。

圖4 T梁梁肋鋼筋整體吊裝

4 胎模化工藝質量、安全文明控制要點

4.1 質量控制要點

T梁首批鋼筋半成品加工前應先按圖紙尺寸配料，由固定專業人員調試數控彎曲機和數控彎箍機，質檢員驗收第一批制作的半成品鋼筋尺寸，符合要求后方可進行大批量生產。施工中應注意根據梁長表中不同梁長來調整縱向鋼筋長度及箍筋根數。T梁馬蹄筋與縱向預應力管道沖突處，應適當調整馬蹄筋加工尺寸避讓，預應力管道應采用U形定位筋進行固定。橫隔板鋼筋應采用定位架安裝，確保高低、間距一致，符合設計要求，無漏筋現象。T梁鋼筋的保護層墊塊應采用圓形高強度砂漿墊塊，確保墊塊能承受足夠壓力而不破碎，縱橫向間距均不大與0.8mm，梁底位置不大于0.5m，確保每平方米墊塊數量不少于4塊[2]。預埋鋼筋應增設臨時定位鋼筋等輔助措施進行定位，保證其定位準確、牢固；鋼筋交叉點應雙絲綁扎結實，扎絲綁扎時絲頭朝結構內彎，防止絲頭進入混凝土保護層[1]。

4.2 安全文明控制要點

鋼筋安裝作業人員應經安全教育培訓及安全技術交底后方可上崗作業；施工現場宜配備鋼筋安裝移動遮雨棚，改善工人施工環境[2]。施工作業現場應嚴格設置安全操作規程和安全警示標志；作業時，作業人員應嚴格遵守勞動紀律，佩戴好安全帽、手套等勞動防護用品，嚴格執行操作規程和相關安全規章制度；龍門吊必須由持有特種作業證書的起重司機進行操作，整體吊裝時，現場必須設置必要警戒范圍和警戒標志，確保吊裝作業安全；T梁梁肋整體吊裝到臺座后，需采取措施做好支撐，防止T梁鋼筋整體傾覆造成質量安全事故。

5 胎模化T梁鋼筋安裝工藝效益分析

5.1 質量效益。

采用胎膜化鋼筋安裝制作的T梁鋼筋，主筋、箍筋間距均勻、鋼筋保護層合格率高，制作成品質量明顯優于普通方法施工，可一次性通過驗收，無需返工。福州東南繞城高速公路A3-A7合同段在使用胎膜架鋼筋安裝工藝期間對T梁鋼筋保護層厚度以及鋼筋間距進行檢測，鋼筋間距及保護層厚度合格率均達到95%以上，T梁預制鋼筋安裝質量得到保障，較好地解決了傳統T梁鋼筋制作安裝質量通病問題。2017年3月-6月期間建設單位組織對各標段T梁實體進行抽檢，其梁片鋼筋凈保護層厚度和鋼筋間距抽檢合格情況見表1。

5.2 經濟效益

胎膜架鋼筋安裝工藝制作安裝T梁鋼筋，勞動強度低，成型時間短，在一個正常10人左右鋼筋班組的條件下，制作一片30mT梁梁肋鋼筋施工需要3.0h～3.5h。而按照傳統工藝制作安裝T梁鋼筋，勞動強度高，人工生產效率低，在相同一個10人左右鋼筋班組的條件下，制作一片30mT梁梁肋鋼筋施工需要7.0h～7.5h。使用胎膜架鋼筋安裝工藝制作安裝T梁鋼筋，每片T梁鋼筋可以節省將近40人·h，按照當前建筑市場熟練鋼筋工工價25元/h計算，每片T梁鋼筋制作可以節省1000元人工費；福州東南繞城高速公路需生產12449片T梁計算，可以節省約1245萬元人工費，經濟效益明顯。

表1 T梁鋼筋間距和凈保護層厚度抽檢情況匯總表

5.3 工期效益

采用傳統工藝在預制臺座上綁扎鋼筋安裝模板，一般需占用臺座時間為2工天，而采用胎膜架安裝好T梁鋼筋后整體吊裝到臺座上僅需占用1工天，每片T梁制作可以節省1工天臺座占用時間。按照福州東南繞城高速公路A3合同段T梁預制場36個臺座，生產1043片梁計算，可以節省工期將近87天，工期效益明顯。

6 結語

采用數控彎曲機和數控彎箍機加工鋼筋，胎模化拼裝T梁鋼筋及預應力管道，可以有效降低操作人員操作技能要求和勞動強度，減少勞動力使用量，有效的控制鋼筋加工及其與預應力管道的安裝質量，保證并縮短工期，有效降低成本，取得良好的效益。同時，胎模化安裝工藝原理具有一定通用性，同樣可以為同類型預制箱梁、空心板梁等鋼筋及預應力管道安裝定位提供參考借鑒。

[1]福建省高速公路建設總指揮部.福建省高速公路施工標準化管理指南(橋梁)[M].北京：人民交通出版社，2013.

[2]《高速公路標準化管理探索與實踐》編委會.高速公路標準化管理探索與實踐 [M].北京：人民交通出版社，2014.