高速公路預制T梁護欄鋼筋整體預埋工法研究

莫勇 勞祺 周楊 梁任華

摘要：為解決傳統(tǒng)預制T梁防撞護欄鋼筋安裝施工中焊接量大、質量控制困難及施工安全性低的問題，文章基于實際項目，通過對護欄鋼筋構件各部分作用解析，采用護欄主體鋼筋整體加工制作并預埋、護欄頂帽鋼筋現(xiàn)場焊接的工藝。工程應用結果表明：通過預制T梁護欄鋼筋整體預埋工法，可減少材料用量及焊接工程量，提高施工效率及質量，提升施工安全性。

關鍵詞：高速公路；預制T梁；護欄；預埋鋼筋；焊接

中圖分類號：U443.8A401372

0引言

目前國內(nèi)高速公路橋梁預制T梁防撞護欄鋼筋常采用預埋+后期焊接工藝［1-2］，其施工工藝是在T梁預制時，將護欄連接鋼筋預埋在梁內(nèi)，成橋后再將護欄鋼筋與梁上預埋的連接鋼筋進行焊接。該工藝的焊接量大，并且需要進行高難度的立焊。在實際施工過程中，該工藝不僅工效較低且焊接質量通病頻發(fā)，經(jīng)濟消耗巨大，后期質量得不到保障［3-4］。同時，目前的護欄鋼筋在進行焊接施工時，工人需要到橋面外進行高空焊接作業(yè)，安全風險極高［5］。為了改善施工的安全環(huán)境，提升施工質量，提高施工效率，亟須研發(fā)一種T梁護欄鋼筋整體預埋施工工法。

因此，本文基于廣西南丹至天峨下老高速公路項目（項目主線長度為104.6 km，概算投資約為224億元，橋隧比為74.8%，預制T梁超9 663榀），研發(fā)了一種預制T梁護欄鋼筋整體預埋工法。該工法不僅解決了以上工程問題且靈活通用，具有質量效益和經(jīng)濟效益突出的特點，值得進行推廣。

1工法介紹及分析

1.1工法介紹

在傳統(tǒng)的工法中，5號鋼筋在T型梁預制時就預埋在主梁內(nèi)，成橋后進行護欄施工時與3號、6號鋼筋在現(xiàn)場采用雙面焊連接，如圖1所示。由于護欄預埋鋼筋沿縱橋向間距僅為10 cm，加之需采用雙面立焊，不僅焊接量巨大，且施工空間狹小，現(xiàn)場實際操作異常困難，對焊工要求極高。據(jù)以往施工經(jīng)驗總結發(fā)現(xiàn)，護欄鋼筋焊接質量通病頻發(fā)，不僅施工效率低且成本消耗較高。

本工法為解決護欄鋼筋現(xiàn)場制作的質量問題，分析各部位鋼筋的功能后著重于在T梁預制時將原設計的3號、5號、6號這三種型號鋼筋優(yōu)化成一支整體式鋼筋進行預埋，并單獨制作頂帽鋼筋，根據(jù)現(xiàn)場實際情況調整標高后進行焊接，保證其施工的靈活性，如圖2所示。

由圖2可知，3號、5號、6號鋼筋在預制廠內(nèi)彎曲成整體，使原先的現(xiàn)場立焊變?yōu)轭A制廠內(nèi)平焊，極大地減少了施工中焊接的困難與質量問題。平焊完成后，將整體骨架預埋至主梁內(nèi)，暫不安裝護欄頂帽鋼筋，這不僅對場區(qū)提梁及架橋凈空約束性較小，且方便后期調節(jié)護欄標高，護欄鋼筋頂部至梁面標高為104～114 cm，通過獨立的頂帽鋼筋來現(xiàn)場焊接調節(jié)護欄頂面標高。

1.2工法優(yōu)勢分析

1.2.1成本優(yōu)勢分析

由表1可知，傳統(tǒng)工法制作橋梁護欄每公里需要用14 mm及18 mm兩種鋼筋，用量為69 939.7 kg/km，而優(yōu)化后制作橋梁護欄每公里只需要用12 mm及16 mm兩種鋼筋，用量為62 395.3 kg/km，本工法比傳統(tǒng)工法節(jié)省了10.8%的材料。

1.2.2質量優(yōu)勢分析

由表2可知，傳統(tǒng)工法制作橋梁護欄的焊縫數(shù)量達到60 000條/km，焊縫長度為10 800 m，而優(yōu)化后制作橋梁護欄每公里焊縫數(shù)量為20 000條，焊縫長度為3 200 m。本工法比傳統(tǒng)工法焊縫數(shù)量減少了66.7%，焊縫長度減少了70.4%，且焊接難度降低，施工操作更方便，焊接質量更有保障。

1.2.3安全優(yōu)勢分析

傳統(tǒng)工法制作橋梁護欄常會花費大量的人力、物力去做臨邊防護，且經(jīng)常需專人對其進行維護，但在實際施工中，臨邊防護的安全性不高。此外，護欄鋼筋施工時工人需先拆除臨時防護后趴在梁邊對護欄鋼筋進行高空立焊，工人極易產(chǎn)生“眩暈”甚至導致中暑現(xiàn)象，安全風險極高。本工法優(yōu)化后，預埋鋼筋整體性強，可直接作為臨邊防護的一部分，且不再需要工人冒著風險進行高空護欄鋼筋焊接，極大地降低了護欄施工的安全風險。

綜上所述，相比于傳統(tǒng)工法，本工法優(yōu)勢較明顯，主要體現(xiàn)在將分散的各部位鋼筋改為一體加工成型，使立焊變?yōu)槠胶福瑯O大地減少了鋼筋用量及焊接數(shù)量，既能減少材料消耗，提高護欄施工質量，又能降低施工安全風險，是一項降本增效的先進工法。

2新工法施工控制要點

2.1鋼筋工程控制要點

鋼筋加工采用智能彎曲數(shù)控設備，輸入相應彎曲長度、角度等參數(shù)后，由1人操作鋼筋即可完成加工，成品幾何尺寸精確。

根據(jù)T梁軸線與懸臂參數(shù)計算出不同位置護欄鋼筋偏距進行精確定位，護欄頂面采用45 m鋼絞線約束預埋鋼筋。

鋼筋間距采用卡具定位，確保鋼筋在平面、立面排列一致，標高在預制時采用在鋼筋頂拉線的方式控制。

2.2梁體安裝控制要點

由于新工法對護欄預埋鋼筋進行整體加工，使預埋鋼筋外露部分過高，進行T梁吊裝時，吊裝孔位置的護欄預埋鋼筋會影響吊裝；進行T梁安裝時，架橋機中支腿、橫移導梁與護欄預埋鋼筋會出現(xiàn)沖突。

因此，根據(jù)架橋機性能需要，可在前梁端3 m（中支腿位置）、后梁端1 m（后錨支腿位置）處吊裝孔位置按傳統(tǒng)施工工藝進行鋼筋施工或對全預埋鋼筋局部進行折彎，避開架橋機支腿對預埋鋼筋的影響。

2.3架橋機過跨控制要點

新工法護欄預埋鋼筋過高，導致過跨時中支腿和跑道前移時的高度不夠。因此，架橋機后錨支腿橋梁縱坡應適當墊高，將中支腿和跑道拆開分別調運前移。

2.4梁體安裝實例

經(jīng)過多次模擬運算及架設實踐，與傳統(tǒng)工法架梁相比，新工法梁高增加約為114 cm，梁體總體高度約為3.74 m。

40 m T梁上坡橋架設：40 m×2.5%=1 m，中支腿、反托（間距為20 m，縱坡高差為0.6 m）凈空≥3.74 m+0.6 m+0.5 m（天車預留安全空間）=4.84 m，反托液壓油缸頂升高度為0.90 m，為臨界范圍，下墊為0.3 m。

40 m T梁下坡橋架設：40 m×1.8%=0.72 m，中支腿凈空≥3.74+0.72=4.46 m，然而前支腿最大調節(jié)高度為6.87 m，反托液壓油缸頂升高度為4.79 m-4.46 m=0.33 m，為臨界范圍。

工法使用范圍總結：平橋、上坡橋（坡度宜＜2.5%），固結墩預埋鋼筋外露宜為0.5～0.6 m，下坡橋（坡度宜＜1.8%）固結墩預埋鋼筋外露宜為0.5～0.6 m。

3結語

（1）護欄鋼筋整體預埋工法可用于高速公路橋梁預制T型梁的護欄制作施工。

（2）使用護欄鋼筋整體預埋工法施工預制T梁護欄鋼筋，比傳統(tǒng)工藝節(jié)省鋼筋10.8%/km，焊縫數(shù)量減少了66.7%，焊縫長度減少了70.4%，在節(jié)省材料的同時提高了現(xiàn)場施工的效率。

（3）使用本工法施工預制T梁的護欄，改戶外現(xiàn)場立焊為預制廠內(nèi)平焊，鋼筋焊接質量更有保障。

（4）使用本工法施工預制T梁的護欄，消除了高空焊接作業(yè)，施工安全性更高。

參考文獻

［1］況櫻.橋梁工程預制T梁施工技術應用［J］.運輸經(jīng)理世界，2021（22）：109-111.

［2］余根寧.預制T梁工廠化流水線施工技術探討［J］.四川水泥，2021（12）：209-210.

［3］侯光達.高速公路橋梁預制T梁施工技術分析［J］.建材發(fā)展導向（下），2022，20（4）：160-162.

［4］馬瑞華.公路橋梁預制T梁施工技術分析［J］.四川建材，2022，48（7）：122-123.

［5］龔小燕.公路橋梁護欄安全結構設計探討［J］.黑龍江交通科技，2021，44（6）：252-253.?作者簡介：莫勇（1990—），工程師，主要從事高速公路建設管理工作。