預(yù)制箱梁鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道的定位架研制與應(yīng)用

陳成華

(廣西路建工程集團有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

近年來，隨著我國高速公路、鐵路的快速發(fā)展，線路基礎(chǔ)設(shè)施施工逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化和全過程管理模式轉(zhuǎn)變，尤其橋梁工程已引入BIM技術(shù)輔助施工，使得橋梁工程施工各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制得到了全方位的提高。然而，當(dāng)前在預(yù)制箱梁鋼筋骨架的綁扎和定位，以及埋入預(yù)應(yīng)力管道的定位等方面，仍然廣泛采用傳統(tǒng)的人工方式實現(xiàn)，致使預(yù)制箱梁施工效率低，并且經(jīng)常出現(xiàn)底腹板鋼筋的間距、鋼筋保護層厚度、鋼筋骨架穩(wěn)定性和預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)定位等施工質(zhì)量控制指標(biāo)不能滿足設(shè)計及規(guī)范要求的現(xiàn)象。

顯然，預(yù)制箱梁在鋼筋綁扎和定位及預(yù)應(yīng)力管道安裝定位等方面存在上述問題，不符合橋梁工程施工的發(fā)展方向，更影響橋梁的施工質(zhì)量。為此，本文分析了預(yù)制箱梁鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道的傳統(tǒng)定位方法和不足，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種預(yù)制箱梁鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道的定位架，介紹了其結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特點，并開展了工程應(yīng)用實踐。研究成果對預(yù)制箱梁鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)定位具有一定的借鑒意義。

1 底腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道的傳統(tǒng)定位方法和不足

傳統(tǒng)的預(yù)制箱梁鋼筋綁扎是整個預(yù)制箱梁投入人工最多的一道工序，通常是在制梁臺座上綁扎底腹板鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道安裝，鋼筋間距及預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)由人工使用鋼尺進(jìn)行量測，經(jīng)技術(shù)管理人員及監(jiān)理檢查驗收合格后拼裝側(cè)模、內(nèi)模和端模，再進(jìn)行頂板鋼筋綁扎。由于預(yù)制箱梁鋼筋使用規(guī)格多且數(shù)量大，而預(yù)制臺座與鋼筋加工區(qū)域存在一段距離，半成品鋼筋搬運費時費力，同時受限于施工人員的質(zhì)量意識，往往還存在鋼筋間距不均勻、鋼筋骨架受制梁臺座鋼板脫模劑污染、預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)定位不準(zhǔn)確、鋼筋保護層合格率偏低等缺點，而且整改耗時長和效率低，經(jīng)常出現(xiàn)反復(fù)整改的現(xiàn)象，影響箱梁的施工質(zhì)量及進(jìn)度。

2 底腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道的定位架設(shè)計及其技術(shù)特點

2.1 底腹板鋼筋定位架設(shè)計和制作

(1)制作長度比箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁長1 m，寬度與箱梁底板寬度一致，高為20 cm的混凝土臺座，臺座頂面要求平整和順直。

(2)使用2.5 cm×2.5 cm方鋼制作“工”字型骨架，在臺座上每延米豎直安裝一個。安裝的骨架兩側(cè)要求水平及垂直；安裝的位置與箱梁通用圖上的波紋管每延米縱向坐標(biāo)對應(yīng)，便于查找波紋縱向坐標(biāo)位置；每個骨架的兩側(cè)及中間進(jìn)行植筋加焊，確保骨架牢固穩(wěn)定。

(3)在“工”字骨架頂部和底部焊上5 cm×5 cm的角鋼使骨架連成整體，保持頂面和底面的角鋼順直水平；注意地面兩條角鋼寬度要比箱梁底板鋼筋寬度略小，且要避免與主筋位置相沖突。

(4)在“工”字骨架兩側(cè)用直徑12 mm的螺紋鋼(有條件使用圓鋼效果更佳)焊上對應(yīng)圖紙腹板坡度的斜撐，斜撐外套直徑22 mm的活動鋼管。

(5)在頂部和底部角鋼上按圖紙腹板鋼筋間距用直徑12 mm圓鋼焊上鋼筋定位卡頭，其中頂部的間距定位卡頭露出角鋼1.5 cm用于固定腹板鋼筋上側(cè)，底部的間距定位卡頭露出角鋼1 cm用于固定腹板鋼筋下側(cè)。

(6)斜撐外套的活動鋼管上按圖紙腹板水平筋間距用10 mm圓鋼焊上對應(yīng)的水平筋定位卡頭，綁扎水平鋼筋時直接把水平鋼筋放置在定位卡頭上進(jìn)行綁扎，綁扎完成后在把卡頭方向轉(zhuǎn)動向外即不會影響鋼筋籠的起吊。

(7)噴漆防銹，并在定位架上用油漆標(biāo)出中點，方便找出鋼筋籠中點。

2.2 預(yù)應(yīng)力管道定位架設(shè)計和制作

在兩條方鋼中用鋼筋焊出需要定位的波紋管坐標(biāo)卡槽，然后再把兩條方鋼連接成便于使用的支架結(jié)構(gòu)。在使用時垂直立起定位架放在對應(yīng)波紋管每延米縱向坐標(biāo)位置，再在對應(yīng)坐標(biāo)卡槽上放置一條水平鋼筋即可得出兩側(cè)腹板所需的波紋管坐標(biāo)位置。見圖1。

圖1 預(yù)應(yīng)力管道定位架設(shè)計圖

3 工程應(yīng)用案例

3.1 工程概況

貴港至合浦高速公路工程№5合同段起點為K72+000，終點為K92+642.691，全長20.6 km。標(biāo)段共需預(yù)制519片箱梁，其中20 m箱梁160片，25 m箱梁328片，30 m箱梁31片，共使用鋼筋3 378.6 t，C50混凝土13 812.2 m3，預(yù)制場選擇在主線K82+600～K83+450段紅線范圍內(nèi)，統(tǒng)一預(yù)制合同段所有箱梁，預(yù)制場設(shè)置鋼筋加工區(qū)、鋼筋綁扎區(qū)、預(yù)制養(yǎng)護區(qū)、存梁區(qū)等。

3.2 施工流程

通過定位架上的間距卡槽就底腹板鋼筋間距進(jìn)行精準(zhǔn)定位綁扎，然后使用波紋管定位架定位波紋管坐標(biāo)，幫助綁扎工人將底腹板鋼筋和波紋管坐標(biāo)定位準(zhǔn)確，快速地完成施工要求，最后通過吊裝桁架把合格鋼筋籠吊裝至預(yù)制臺座的流水線施工。預(yù)制箱梁鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道定位架的施工流程為：綁扎底腹板鋼筋→定位波紋管→驗收鋼筋籠→吊裝鋼筋籠至預(yù)制臺座。

3.3 其他細(xì)節(jié)措施

(1)吊裝部位鋼筋需進(jìn)行點焊加固，吊裝到位后如有松動需進(jìn)行重新加固，確保其牢固可靠。

(2)在澆筑混凝土前將錨墊板喇叭口處進(jìn)行密封，確保水泥漿不能進(jìn)入預(yù)應(yīng)力管道中，同時內(nèi)穿略小于預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)徑的白色塑料管，在混凝土澆筑過程中時不時抽動以防有漏漿堵管情況。

(3)頂板鋼筋綁扎：在內(nèi)、外鋼模板安裝結(jié)束檢驗合格后，方能進(jìn)行頂板鋼筋綁扎作業(yè)。負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力管道與頂板鋼筋綁扎應(yīng)同時進(jìn)行。管道定位采用槽形定位筋，每隔50 cm設(shè)置一道。梁端孔道位置要嚴(yán)格控制定位，確保負(fù)彎矩區(qū)穿束工作順利進(jìn)行。

3.4 應(yīng)用效果

鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道定位架施工方法是通過查看鋼筋是否放入定位卡槽來確定鋼筋間距、預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)是否準(zhǔn)確，綁扎工人和施工驗收人員可直觀觀察到鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道是否放置到定位系統(tǒng)的相應(yīng)卡槽里，實時調(diào)整定位精度，達(dá)到同步直觀控制施工質(zhì)量的目的。經(jīng)廣西交通質(zhì)量監(jiān)督部門現(xiàn)場多次檢查，鋼筋間距合格率保持在95%以上，混凝土保護層合格率保持在90%以上，質(zhì)量平穩(wěn)、可控，得到業(yè)主及監(jiān)理的一致好評。由于鋼筋的綁扎是在專用綁扎臺座上進(jìn)行，避免了與其他預(yù)制梁施工工序交叉作業(yè)，驗收合格后可直接通過吊裝桁架吊裝至預(yù)制臺座，即可進(jìn)行下一片預(yù)制箱梁底腹板鋼筋的綁扎，呈現(xiàn)流水作業(yè)施工，工作效率得到大幅提高。

鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道定位架加工制作簡單，投入成本小，可復(fù)制性強，鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道定位架的設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸可以按照不同規(guī)格的預(yù)制箱梁施工圖做出細(xì)部調(diào)整，可以應(yīng)用到不同規(guī)格的預(yù)制箱梁施工工藝中。

4 結(jié)語

廣西貴港至合浦高速公路№5合同段鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道定位架的應(yīng)用，有效解決了傳統(tǒng)預(yù)制箱梁施工工藝中存在的鋼筋間距不均勻、鋼筋骨架受制梁臺座鋼板脫模劑污染、預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)定位不準(zhǔn)確、鋼筋保護層合格率偏低等問題，實現(xiàn)了“無尺化”定位底腹板鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道坐標(biāo)，提高了預(yù)制箱梁的施工質(zhì)量，為今后預(yù)制箱梁鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力管道定位提供了借鑒。