H型墩身鋼筋胎架法整體綁扎施工控制技術

鄭海峰，何作文，楊 威，郝富強，付曉軍

（1.玉環市交通投資集團有限公司，浙江 玉環 317600；2.中交二公局第二工程有限公司，陜西 西安 710119）

1 工程概況

玉環市漩門灣大橋及接線工程支線高架橋共計13聯，上部結構為鋼混組合梁，下部構造為群樁基礎+承臺+H型墩身+蓋梁。H型墩身由兩側墩柱和頂系梁組成，墩柱頂部設計有3m高的弧線段，弧線半徑5m，其余均為直線段，系梁頂與墩柱頂齊平，墩高3.127～10.497m。墩柱直線段橫斷面為1.6m×1.6m的矩形，曲線段頂部橫斷面為2.6m×1.6m的矩形，矩形4個角為半徑15cm的圓角，系梁厚1.3m，比墩身略薄。墩身構造如圖1所示。

圖1 墩身一般構造圖（單位：cm）

2 墩身鋼筋傳統綁扎工藝

按設計圖紙中墩身鋼筋的分類及尺寸要求將鋼筋分別加工成半成品。承臺鋼筋施工過程中，預埋墩身鋼筋預留段，待承臺混凝土澆筑完成強度滿足要求后，對墩身范圍內的承臺頂面進行鑿毛，然后將加工成半成品的鋼筋運至現場，將墩身鋼筋按照先主筋后箍筋的順序逐一在現場綁扎成型。

玉環項目支線高架墩身箍筋多為閉合的環狀結構，受抗震設計要求，箍筋端部多為45°或135°角，安裝時極易卡住主筋；兼之墩頂有曲線段呈上大下小的形狀，現場安裝箍筋難度大、效率低。墩身鋼筋現場綁扎時，豎向主筋受自重影響易發生彎曲，主筋間距及位置多靠劃線定位，受箍筋加工質量影響較大，墩身鋼筋保護層合格率控制難度較大。

3 墩身鋼筋整體綁扎工藝

墩身鋼筋整體綁扎工藝較之傳統綁扎工藝主要有兩方面的區別：（1）鋼筋綁扎場所由施工前場改為鋼筋加工場后場；（2）鋼筋綁扎由前場無約束或少約束狀態改為后場胎架全約束狀態，其重點為鋼筋綁扎胎架的設計。

3.1 胎架設計

（1）底座。底座為胎架的龍骨，為胎架提供調平及支撐作用。底座按照從下到上的順序由水平支撐型鋼和縱向支撐型鋼組成，水平支撐型鋼采用12號槽鋼，縱向標準間距為50cm；縱向支撐型鋼采用16號槽鋼，根據墩身結構尺寸適當分配其間距。墩身弧線段尺寸一致，因此胎架設計時，以最高墩身的尺寸確定底座直線段的長度，以保證滿足全線墩身的要求[1]。

（2）豎向加勁型鋼。豎向加勁型鋼采用12號槽鋼，縱向標準間距2m，墩頂弧線段適當加密，為環向限位鋼板提供支撐、加勁作用。豎向加勁型鋼與水平調位系統連成整體，確保其水平間距可以調整，以便墩身鋼筋籠骨架下胎。

（3）水平加勁型鋼。水平加勁型鋼采用8號槽鋼，布置于豎向加勁型鋼內側，與豎向加勁型鋼垂直相交，為環向限位鋼板提供支撐、加勁作用，單側布置兩道水平加勁型鋼。水平加勁型鋼與豎向加勁型鋼、水平調位系統等連成整體。

（4）環向限位鋼板。環向限位鋼板采用δ=16mm鋼板，呈U字形結構，由兩側齒板和底部齒板組成，齒板上根據墩身豎向主筋的直徑及間距開設半圓形限位槽口，嚴格控制主筋間距。環向限位鋼板分別與底座、豎向加勁型鋼、水平加勁型鋼連為整體，加工時應注意，兩側豎向限位鋼板與底部水平限位鋼板應為獨立的結構。

（5）縱向限位鋼板。縱向限位鋼板采用δ=16mm鋼板，布置于胎架底座上，共設置5道，主要為環向箍筋提供限位作用，鋼板上根據墩身箍筋的直徑及間距開設半圓形限位槽口。

（6）水平調位系統。水平調位系統分別與豎向加勁型鋼和底座相連，通過可調節裝置調整胎架的水平向間距，一則控制鋼筋加工尺寸，二則拉開胎架水平間距后方便墩身鋼筋籠出胎轉運[2]。水平調位系統由反力架、連接桿、旋轉調節桿等組成，反力架與底座固定為整體，為胎架姿態調整提供支撐反力作用；連接桿的作用為將反力架與豎向加勁型鋼連接成整體；通過人工旋轉調節桿，控制胎架兩側結構之間的寬度。胎架總體標準橫斷面圖如圖2所示。

圖2 胎架總體標準橫斷面圖

3.2 胎架加工

鋼筋胎架加工精度要求較高，采用專業加工廠家進行制作。同時，為了減少胎架和模板加工誤差，進一步提高胎架綁扎的鋼筋籠與鋼模板的契合度，提高鋼筋保護層合格率，墩身胎架和模板由同一生產廠家進行加工，并嚴格按設計圖紙進行驗收，驗收合格方可投入使用。

3.3 鋼筋整體綁扎

鋼筋綁扎前先將胎架調整就位，然后按照既定順序進行墩身主筋、箍筋等綁扎工作。在胎架環向定位鋼板作用下，主筋的間距、位置控制比較精確，因此應嚴格控制箍筋的加工尺寸。大型項目可研發箍筋焊接機器人，提高箍筋的焊接效率及焊接質量。墩身直線段箍筋可批量加工，曲線段箍筋應預先在CAD圖紙上精確放樣出每道箍筋的實際長度，然后進行加工，以保障曲線段鋼筋的保護層厚度。胎架加工時，應注意曲線段主筋與直線段主筋連接部位的環向定位鋼板限位槽口尺寸。

采用胎架法施工時，僅整體綁扎H型墩身兩側立柱鋼筋，墩頂系梁鋼筋待兩側立柱鋼筋籠安裝完成后，再現場綁扎。

3.4 鋼筋整體安裝

墩身鋼筋承臺內預留段施工方法與鋼筋傳統綁扎工藝相同，在此不做贅述。墩身鋼筋籠在胎架上綁扎完成且檢驗合格后，利用調位系統調整胎架水平方向寬度，將鋼筋籠吊離胎架轉運至現場墩位處，利用吊車將鋼筋籠豎向吊起，與墩身預埋鋼筋進行連接。為保證墩身鋼筋籠與預埋鋼筋的契合度，應加工與胎架環向定位鋼板相同尺寸的獨立定位鋼板，對預埋鋼筋進行定位。

3.5 墩頂局部調整

墩頂蓋梁設計有整體橫坡，蓋梁橫坡坡度與橋梁整體橫坡坡度保持一致。根據線路設計圖，橋梁橫坡有單向坡、雙向坡，橫坡坡度變化不一，蓋梁橫坡也相應變化。墩頂設有3m高的弧線段，原設計考慮保持H型墩身兩側弧線段長度一致，調整直線段的長度，則不同橫坡下墩身的起弧點位置各不相同，實際施工時需要根據各墩頂蓋梁的橫坡情況配置大量不同類型的墩身模板，施工成本較高。在與設計等各單位溝通后，對墩頂結構進行局部調整：保持墩身兩側直線段長度一致，以墩身中心線為基準，根據蓋梁橫坡的坡度，適當調整兩側弧線段的高度，這樣可減少弧線段模板的投入，節省施工成本，且不影響墩身結構安全及美觀性。由于墩頂弧線段長度根據蓋梁橫坡進行調整，因此鋼筋加工前應提前繪制墩身鋼筋細部構造圖，適當調整豎向主筋受橫坡影響引起的長度變化，以優化鋼筋下料長度、減少鋼筋資源浪費。

3.6 模板、混凝土工程

墩身采用定型鋼模板進行混凝土澆筑，模板安裝前，先除銹并涂刷脫模劑；為保證底節模板和承臺銜接部分不漏漿，在承臺上沿墩身輪廓抹一層砂漿帶，然后把墩身模板支設在這層砂漿帶上；玉環處于臺風多發地段，根據實際情況，需要時設置纜風繩對模板進行固定。支線高架橋H型墩身采用C40混凝土，墩身混凝土的生產在拌合站進行集中拌合。待施工現場準備工作就緒，滿足混凝土澆筑要求后，將拌制好的混凝土通過12m3混凝土運輸車運送至施工現場。采用吊斗或汽車泵澆筑入倉，插入式振搗器振搗。混凝土采用分層平鋪法澆筑，每層澆筑厚度控制在30cm。澆筑時，必須滿足混凝土的自由傾落高度＜2m，指派專門人員對吊斗出料口進行控制，采用在泵口端布置軟管的方式控制下料高度。

4 墩身鋼筋整體綁扎效益分析

墩身鋼筋采用胎架在后場整體綁扎較之傳統現場綁扎主要有以下幾方面的優勢。

（1）綁扎效率高。胎架法變“豎向操作”為“水平操作”，更利于綁扎工作開展及箍筋安裝，單個墩身鋼筋現場綁扎需4～5d，胎架法綁扎僅需1.5～2d，綁扎效率高。

（2）節省工序銜接時間。墩身傳統施工順序：預埋墩身預留筋→現場綁扎墩身鋼筋→安裝模板→澆筑混凝土。采用胎架法施工時，承臺鋼筋現場綁扎與墩身鋼筋后場綁扎可同步進行，墩身鋼筋現場綁扎工序調整為墩身鋼筋籠與預埋筋連接，節省墩身施工周期。

（3）投入人員少。墩身鋼筋現場綁扎一般需8人左右，而采用胎架法施工僅需5人。

（4）鋼筋保護層合格率高。墩身鋼筋采用傳統綁扎工藝，鋼筋保護層合格率一般很難達到90%，采用胎架法施工時，鋼筋保護層合格率均在95%以上。

（5）安全隱患少。胎架法施工時，墩身鋼筋籠處于水平狀態，避免了墩身鋼筋現場綁扎時的高空作業，大大減少了施工安全隱患。有條件的項目還可自行設計墩身箍筋焊接機器人，不僅能提高箍筋焊接效率，還能提高焊接的質量。

5 結束語

通過墩身鋼筋胎架法整體綁扎工藝在玉環市漩門灣大橋及接線工程支線高架橋應用實例，表明墩身鋼筋胎架法施工與傳統綁扎工藝相比，具有綁扎效率高、工序銜接快、人員投入少、質量控制嚴、安全隱患低等優點，經濟效益及安全效益高，可供類似工程參考。