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城市高架花瓶墩柱钢筋整体吊装预埋技术
——以312国道龙华立交至张店枢纽段扩建工程QL1标高架桥为例
摘要:近些年来,城市高架桥梁工程对现浇墩柱的施工要求提上了一个新高度,不仅是对实体质量要求的提高,更表现为对墩柱美观性、耐久性的要求提高。312国道龙华立交至张店枢纽段扩建工程QL1标高架桥,采用花瓶型墩柱结构,此类设计结构新颖,墩柱外观线形及钢筋保护层的控制难度大,相较于采用传统的现场绑扎安装墩柱钢筋,采用钢筋笼场内整体制作、现场整体吊装预埋技术既能保证质量,又能大大的提高工效,此类结构成为了本工程的施工重点及难点。
主题词:花瓶型墩柱 美观性 整体吊装预埋 质量
1.工程概况
QL1标起于龙华立交西侧,起点桩号K0+870,利用老路线位向西,上跨康华路、康安路、规划康健路,终点接QL2 标起点,终点桩号K1+816.080。本标段墩柱共计44个,主要形式是花瓶墩,花瓶墩上部设置系梁连接。主线高架桥桥墩分为A1类、A2类、A3类、A4类墩。
A1类墩柱截面为200cmx200cm矩形截面,截面的四个边角半径为10cm的圆弧倒角,横桥向墩柱的上端外侧用弧线加宽至240cm,纵桥向宽度不变,两桥墩中心线1000cm,其顶部设120cm(高) * 140cm(宽)的横系梁连接。
A2类墩柱截面为200cm*200cm矩形截面,截面的四个边角半径为10cm的圆弧倒角,横桥向墩柱的上端外侧用弧线加宽至270cm,纵桥向宽度不变,两桥墩中心线1000cm,墩顶大头墩截面为240*270cm,其顶部设120cm(高) * 140cm(宽)的横系梁连接。
A3类墩柱横截面为180cm(横桥向)×180cm(纵桥向)矩形截面,截面的四个边角设半径为10cm的圆弧倒角,两桥墩中心线间距间距为610cm,其顶部设100cm(高)×120cm(宽)的横系梁连接。
A4类墩柱截面为180cm*180cm矩形截面,截面的四个边角半径为10cm的圆弧倒角,横桥向墩柱的上端外侧用弧线加宽至270cm,纵桥向宽度不变,两桥墩中心线610cm,墩顶大头墩截面为220*270cm,其顶部设100cm(高) * 120cm(宽)的横系梁连接。
2.花瓶型墩柱钢筋笼整体预制吊装施工技术
2.1钢筋笼预制
2.1.1钢筋下料
墩柱钢筋在钢筋加工场统一下料,并加工成半成品,钢筋下料及加工严格按照设计图纸进行。
钢筋应平直,无局部弯折,成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直,但调直后的钢筋冷拉率不宜大于1%。
钢筋下料时,先将端头的马蹄头切掉,然后根据需要的下料长度切割、车丝及打磨丝头,戴好丝头塑料保护帽或套简。钢筋下料严格按照设计图纸尺寸,保证加工精度。将制作钢筋笼所需要的钢筋成堆整齐码放在一起,一起吊装到胎模上。
2.1.2钢筋弯曲设置
钢筋的弯制和端部的弯钩加工应符合规范要求,采用数控弯曲机进行钢筋的弯制加工保证钢筋弯曲加工精度,当钢筋弯制90°角时,其弯曲直径不得小于4倍钢筋直径,弯曲后末端平直部分长度不得小于10倍钢筋直径;当钢筋弯制135°角时,其弯曲直径不得小于4倍钢筋直径,弯曲后末端平直部分长度不得小于5倍钢筋直径。墩身钢筋箍筋加工时末端应做弯钩,弯钩的直径应大于被箍钢筋的直径,弯钩平直部分长度应不小于箍筋直径的10倍。
箍筋弯曲加工完成后,按顺序及排布一次安放于箍筋胎架上,焊接成箍筋片,整齐码放,整体吊装到胎模上。
2.1.3钢筋笼预制技术
胎模组装成需要的尺寸后,固定连接好。在底部钢板上纵向放置两根直径大于主筋的钢管或木方,把箍筋片吊装到胎模上(放置于钢管或木枋上),开始安放顶部主筋。安装主筋时,每一根主筋必须置到梳齿板对应的槽口里,保证主筋间距,并且端头必须齐平。顶部主筋安放完成后,抽掉底部钢管或木方,此时箍筋片竖直挂在上部主筋上(若跨度太大,在顶部横向钢板加设竖向支撑系统,防止下挠导致钢筋笼尺寸出现偏差)。安装底部和两侧的主筋,安装时主筋必须放置到对应的位置。主筋安装完成后,可以在骨架内部焊接措施钢筋来保证主筋的定位及尺寸,然后开始按照设计要求调整箍筋间距,调整时,可用扎丝绑扎或采用点焊固定。当制作到骨架端头时,注意预留对接位置的箍筋片,数量根据对接长度和箍筋间距确定。钢筋笼制作完成后,在四个角焊上吊耳,吊耳焊接长度及质量须满足规范要求。钢筋笼制作过程中,箍筋与竖向主筋采用焊接或扎丝绑扎固定,采用绑扎时宜采用直径为0.2~2.0mm的扎丝,绑扎时采用对角的十字形扎结。拐角处的钢筋交叉点应全部绑扎,中间平直部分的交叉点可交错绑扎,但绑扎的交叉点宜占全部交叉点的40%以上。钢筋绑扎完成后的扎丝尾部必须全部朝向墩柱内侧。如图1所示:
2.2钢筋笼吊装预埋
钢筋笼制作完成后,拆掉两侧及上部梳齿板的连接螺栓,即可吊装转运。在运输之前,用塑料保护帽将外漏丝头套.上,防止在运输过程中损坏丝牙。为保证钢筋骨架整体性及吊装运输时的钢筋笼稳定不变形,钢筋笼每隔2.5米采用钢筋加强圈与主筋焊接,钢筋笼采用点焊连接以确保钢筋笼的整体稳固性。吊装之前,做好钢筋骨架的编号及匹配钢筋的对接起始和方向记号,再吊装存放在型钢做成的台座上,为了防止钢筋变形,堆放时只采用单层堆放,并保证每个钢筋骨架之间保持一定的距离。钢筋骨架运输时,放在专门的运输胎架上,运输胎架形状与钢筋骨架形状-致。钢筋笼采用四点对称平衡吊装,吊点采用圆钢弯曲成n形与主筋焊接。第一节钢筋笼骨架安装之前,测量员先在承台模板上放出纵横轴线,然后在模板上分出四个角点处用槽钢做个“井字形”定位架,定位架边线是指骨架的竖直中心线距离定位主筋外缘的距离。定位架安装好后,可以为钢筋笼骨架快速定位做好充分准备工作。钢筋笼骨架运输到墩位处后,在吊车上挂四根钢丝绳吊在墩帽处的四个吊点上做为主吊,然后用吊车小钩把整根长钢丝绳吊在尾部作为抬吊,汽车吊把钢筋骨架慢慢抬起来,抬到脱离平板车一定高度后,平板车就可以开走,吊车可将笼体翻转树立放置“井字形”定位架内用垂球调整垂直度并控制钢筋笼底部标高。在节段安装滚轧螺纹对接中采取四方对称连接,先将对接满足要求的直接用套简连接,个别因吊装过程或运输过程造成钢筋连接间隙超规定采用手拉葫芦将上下许连接钢筋进行捆绑收紧葫芦使其满足对接要求。如图2所示:
2.3注意事项
(1)为保证墩柱钢筋笼预埋定位精准,事先由技术员测放出每根墩柱的四个角点,操作人员根据测放的墩柱角点整体预埋墩柱钢筋。
(2)为避免墩柱钢筋笼预埋后产生偏移,钢筋笼预埋需在承台钢筋安装完成且模板加固牢固后。且焊接定位箍筋。焊接定位钢筋时,应根据技术人员测放的点位精确焊接。连接钢筋笼与定位箍筋。钢筋笼与定位箍筋连接前必须调整好钢筋笼的垂直度和钢筋笼顶面高程。
(3)承台内部设置斜撑。由于每根墩柱自重较大,为防止墩柱钢筋自重压塌承台钢筋笼和保证钢筋笼顶面高程,增加钢筋笼整体稳定性,钢筋笼在承台内部必须设置斜撑,斜撑与桩基预留钢筋相连。
(4)为保证花瓶墩柱使用耐久性,钢筋保护层合格率需达到90%以上,保护层垫块采用可调不锈钢螺母,垫块设置每平方米不得少于4个,当钢筋直径较小或钢筋布置密集部位应适当增加垫块数量,且保护层垫块安装应牢固。为了防止混凝土浇筑过程中钢筋骨架发生侧向偏移,模板安装完成后,在略低于墩柱混凝土顶面位置增加一圈保护层垫块。
3.实施效果
(1)通过采用定型钢筋笼预制胎架有效控制了钢筋笼结构尺寸,主筋和箍筋的间距得到有效保证,墩柱保护层及墩柱钢筋笼垂直度能够得到有效控制,便于现场模板安装过程的保护层控制。
(2)在钢筋加工厂整体预制,主筋与箍筋焊接质量得到有效保证;
(3)通过在钢筋加工厂内实现工厂化的批量生产,能够有效的减少现场绑扎的临时措施支架投入量;
(4)墩柱钢筋笼整体预制有效 的提高了现场墩柱施工进度,降低了现场长期露天作业及搭设临时支架的安全风险。
5.结束语
本项目在墩柱钢筋笼整体预制安装工法中总结了经验,并对钢筋笼整体预制吊装工法进行了改进,满足规范、质量要求。实现了由室外到室内的转变,工厂化施工得到了体现,大大提高了施工效率,取得良好的经济效益。映射施工工艺的可行性、科学性、严谨性,利于提高工程质量,为后期做装配式的桥梁墩柱奠定了基础。
参考文献
[1] 中交第一公局集团有限公司 《公路桥涵施工技术规范》 人民交通出版社 2020
[2] 交通运输部公路科学研究院 《公路工程质量检查评定标准》 人民交通出版社股份有限公司 2018
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部 《钢筋机械连接技术规程》 中国建筑工业出版社 2010


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