預制墩柱鋼筋籠快速化成型工藝研究

陸文勝，蒙子潮，吳奎，黃國天

（廣州市市政工程機械施工有限公司，廣東 廣州 510060）

1 工藝背景及應用情況

裝配式施工在橋梁工程領域早已占據優勢及市場，因為預制橋梁與現澆橋梁相比，可以大大降低材料的損耗，而且可以讓我們更容易地控制橋梁的質量，從而進一步的實現預制生產的標準化與工業化，同時讓橋梁構件的生產脫離自然環境因素的影響。

隨著國家住建部〔2016〕16號文的出臺，各省、市政府陸續出臺了大力發展裝配式建筑的相關政策，裝配式橋梁工程又迎來了新的熱潮。

預制墩柱生產一直是預制橋梁工程的難點，而預制墩柱鋼筋籠的組裝質量最終影響到預制墩柱的成品率。

而現階段，我國的預制墩柱鋼筋籠大多采用人工或者工作架組裝，這種組裝方在組裝效率、組裝精度、文明施工和施工成本方面存在著缺點，具體如表1所例。

表1 現狀預制墩柱鋼筋籠組裝缺點匯總表

圖2 預制墩柱鋼筋籠裝置胎架裝置示意圖

2 項目概況

芳村大道南快捷化改造工程東新高架橋：橋梁全長1136.4m，橋寬25.5m，雙向六車道，設計行車速度為60km/h。

本橋梁采用預制裝配式工藝施工，上部結構采用簡支鋼-混凝土組合箱梁，其中鋼箱梁為分段預制吊裝，現場焊接；橋面板分塊預制，吊裝后通過澆筑濕接縫連接成整體；下部結構采用雙柱墩接大懸臂蓋梁形式，墩柱、蓋梁均在工廠預制，現場吊裝施工；基礎采用鉆孔灌注樁。

橋梁采用預制裝配式施工，縮短了施工周期，減少了對周邊居民的干擾，降低了對交通的影響。

本文以廣州市芳村大道南快捷化改造工程為工程背景。重點研究在預制墩柱鋼筋籠組裝關鍵技術，通過利用密封柱塞定位灌漿套筒，調整移動胎架位置調節墩柱高度尺寸，胎架定位和尾端定位工裝螺絲微調墩柱主筋，實現預制墩柱鋼筋籠快速成型。

3 預制墩柱鋼筋籠胎架裝置研究

3.1 利用移動胎架調整鋼筋籠的尺寸

預制墩柱成型胎架裝置包括架體底座、拉桿裝置、固定端板及其橡膠柱塞、兩側走臺與走臺壓板、移動胎架以及移動胎架上的鋼筋支撐架和端部調節胎架等組成。

在裝置底部設置螺栓孔，移動胎架與成型裝置底部上螺栓，調節移動胎架位置，最終決定墩柱尺寸高度。

圖3 移動胎架三維圖

圖4 移動胎架底部現場圖

圖5 移動胎架底部局部放大現場圖

圖6 移動胎架支承鋼筋三維圖

移動胎架上用螺栓連接鋼筋支撐架，墩柱主筋可以支承在鋼筋支撐架上實現鋼筋定位。

3.2 密封柱塞定位灌漿套筒

在裝置固定端板上設置孔洞，往孔洞塞密封柱塞，密封柱塞受力擠壓膨脹定位灌漿套筒，提高灌漿套筒位置精度。

圖7 密封柱塞三維圖

圖8 密封柱塞現場圖

圖9 密封柱塞局部放大圖

圖10 尾端鋼筋定位工裝三維圖

3.3 尾端定位工裝微調主筋

鋼筋籠組裝完成后，采用尾端鋼筋定位工裝三向螺絲對主筋進行位置微調，提高墩柱主筋的位置精度。

圖11 尾端鋼筋定位工裝現場圖

圖12 鋼筋籠和胎架吊運圖

4 鋼筋籠胎架在后續工序中的作用

在鋼筋籠組裝成型后進行澆筑作業，首先拆除移動胎架上的鋼筋支撐架，利用專用吊架將胎架和鋼筋籠一起吊運至澆筑區進行組模安裝，這樣鋼筋籠胎架也就成為了墩柱模板的一部分。

隨后進行立模澆筑，養護至設計強度后，拆模吊運至安裝現場進行安裝作業，最后進行灌漿作業。

圖13 胎架組模立模現場圖

圖14 墩柱吊裝現場圖

圖15 灌漿作業現場圖

5 工藝流程

根據預制墩柱鋼筋籠胎架裝置，構建了一套屬于預制墩柱鋼筋籠成型施工工藝，如圖16所示。

圖1 預制墩柱鋼筋籠工作架示意圖

圖16 工藝流程圖

6 工程效果

芳村大道南快捷化改造工程是華南地區首次采用全預制裝配式橋梁，承臺以上結構全部采用預制拼裝工藝。承臺頂面以上構件預制裝配率達到90%，屬于AA級裝配式工程，屬國內領先水平，2019年10月已完工通車。

圖17 芳村大道南快捷化改造工程圖

圖18 媒體采訪圖

廣大媒體和廣東省政府單位關注芳村大道南快捷化改造工程（橋梁工程）首根裝配式橋梁墩柱的成功安裝。芳村大道南快捷化改造工程是廣東省首座采用裝配整體式施工的工程，也是我公司的重點項目，施工質量嚴格按照設計及規范要求，總體施工控制精度均達到優良水平，受到廣東省政府和建委的稱贊及好評。

預制墩柱胎架的應用，取得了良好的社會效果，得到了建設單位、監理單位的高度贊揚與認可，具有相當廣闊的應用前景。許多行業相關人士也到預制廠參觀，交流預制墩柱鋼筋籠生產心得，在同行業樹立了新的標桿。

7 結語

本文通過密封柱塞定位灌漿套筒，調整移動胎架位置調節墩柱高度尺寸，定位胎架定位和尾端定位工裝螺絲微調墩柱主筋，實現預制墩柱鋼筋籠快速成型，構建了一套預制墩柱鋼筋籠快速化組裝施工工藝，有力促進了預制墩柱鋼筋籠快速化組裝作業，得出了以下結論：

（1）利用預制墩柱鋼筋籠胎架裝置制造預制墩柱鋼筋籠，提高了預制墩柱鋼筋籠生產質量和生產效率，最終提高了預制墩柱的成品率，給預制墩柱的生產及后期安裝提供了堅實的保障，使得芳村項目能夠高標準、高效率、高質量完成生產及安裝任務。

（2）預制墩柱鋼筋籠胎架裝置的研制避免了現階段預制墩柱鋼筋籠加工施工的缺點，提高了組裝效率和組裝精度、改善了文明施工、降低了施工成本，同時給其他同類大型預制件生產提供了參考。

（3）預制墩柱鋼筋籠胎架裝置的研制，提高了墩柱的成品率，將進一步促進裝配式橋梁的發展。