鐵路大型箱梁鋼筋綁扎、吊裝方案對比

摘 要：鐵路箱梁的鋼筋綁扎技術隨著高鐵的發展，工藝逐步完善，把鋼筋綁扎吊裝工藝推到了一個新的水平和新的高度。本文介紹了鐵路箱梁施工中三種鋼筋綁扎、吊裝工藝，為今后類似工程提供參考。

關鍵詞： 鐵路箱梁； 鋼筋骨架； 綁扎；吊裝

中圖分類號： F53 文獻標識碼：A

1 概述

高速鐵路的快速發展，促使各施工單位針對新生事物，積極推出了許多的新工藝、新技術，以便在施工中滿足安全、質量、進度的需要。鐵路大型箱梁作為高鐵中技術含量比較高，施工難度比較大的工程，在施工中，各單位更加的重視，對各工序施工都有深入的研究。

在預應力箱梁整個預制過程中，鋼筋工程是占用時間最長、最復雜的工序。其綁扎質量和速度制約著現場預制箱梁的施工進度。因此，各單位針對箱梁鋼筋骨架的綁扎技術認真進行研究，努力探索合適的鋼筋骨架快速綁扎方法、綁扎工具，研究設計特殊的專用設備或工具，以保證鋼筋施工的進行。本文總結了高鐵箱梁施工中常用的三種方案：底腹板和頂板鋼筋分開綁扎、吊裝；整體綁扎及整體吊移；鋼筋整體綁扎、帶內模整體吊裝。詳細分析了個方案的操作性、經濟型、可行性。以便為類似工程施工起到借鑒作用，各單位根據自己的條件，擇優選用。

2 工藝介紹

鋼筋的整體綁扎及吊裝施工技術，是近幾年逐步發展起來的。從墩身帽到T梁到箱梁，使得整體綁扎及整體吊裝施工技術逐步完善，應用于鐵路大型箱梁后，又衍生出了分片整體綁扎吊裝、全整體綁扎吊裝、整體綁扎帶內模吊裝等三種方案。

2.1底腹板和頂板鋼筋分開綁扎、吊裝

此工藝是應用最為廣泛的箱梁鋼筋綁扎技術。鋼筋綁扎在胎具上進行，為方便內模安裝，將箱梁鋼筋綁扎分階段進行，即：腹板與底板一同綁扎，頂板鋼筋另行綁扎，待內模拼裝后，在制梁臺座上將頂板鋼筋與腹板底板鋼筋拼裝。

采用此方案施工時，分別制作底腹板綁扎胎具和頂板綁扎胎具，施工時分三階段進行：第一階段：分別在胎具上綁扎底腹板鋼筋及頂板鋼筋，綁扎完成后，吊裝前都必須在中心線處做出標記，以方便底腹板鋼筋與底模對中、頂板鋼筋與底腹板鋼筋對中。第二階段：采用兩臺40T龍門吊吊裝底腹板鋼筋入模，入模后調整松動的鋼筋及預應力管道位置后，安裝端模、內模。第三階段：吊裝頂板鋼筋。

2.2整體綁扎及整體吊移

此工藝是在綜合了鋼筋和模板施工后，考慮充分利用梁場的場地，減少鋼筋施工工序，優化施工順序的基礎上形成的。

鋼筋骨架的綁扎在鋼筋綁扎胎具上進行整體綁扎。施工時分三階段進行，第一階段：鋼筋綁扎胎具分內外兩部分，外胎架固定不動。綁扎鋼筋時，先綁扎底板和腹板的鋼筋在胎具上實施綁扎；第二階段：在底腹板的鋼筋綁扎完畢后，立即安裝內胎架的支撐及走行軌道，接著安裝內胎架上部，進行頂板鋼筋的綁扎。第二階段：采用兩臺40T龍門吊吊裝底腹板鋼筋入模，穿入內模。

2.3鋼筋整體綁扎帶內模整體吊裝

此方案是在整體綁扎的基礎上進行的改進，重點部分在于，鋼筋與內模一起吊裝，簡化了工序，提高了效率。施工時分四階段進行，第一階段：在胎模具上綁扎底腹板鋼筋骨架；第二階段：吊裝內模入底腹板鋼筋骨架內；第三階段：在胎模具上綁扎橋面鋼筋骨架安裝鋼筋骨架吊架；第四階段：采用80T龍門吊吊運內模及整體鋼筋骨架一起入模。

3 方案對比

3.1綁扎工藝

3.1.1工藝流程

三種方案在頂板與腹板倒角鋼筋綁扎在綁扎程序上．整體式綁扎必須按照固定的施工順序一步一步的進行，沒有什么捷徑可走；但分體綁扎可以底腹板與頂板同步施工，不需要先后順序，只要保證定時定量的能提供鋼筋籠就行。

3.1.2施工要求

整體式綁扎與分體式綁扎只是鋼筋籠綁扎方法上的區別而已。在綁扎要求上都必須嚴格按照施工規范，作業標準及驗收標準進行施工．所以在綁扎要求上，整體式綁扎與分體式綁扎無大的差別。

3.1.3骨架結構

分塊綁扎工藝中，兩塊鋼筋可同時綁扎，可以節省施工時間，但是在吊裝到模板后，頂板與腹板鋼筋之間調整的時間過長，而且在調整的過程中導致部分鋼筋變形。影響其他梁體鋼筋。腹板鋼筋有的直接高出頂板鋼筋，容易出現保護層不達標現象。

整體式綁扎底腹板與頂板鋼筋連續綁扎，銜接性非常好，屬流水作業。如果一個環節不完工，就無法進行下一個環節。在綁扎的過程中就能及時的發現問題，并且能很好的調整解決這些問題，研究其他的一些綁扎技巧，使綁扎工序更完美的在綁扎胎具上完成，減少了在模板內的調整時間，縮短模板使用周期，提高模板的使用效率。

通過以上分析，雖然分片綁扎鋼筋骨架在綁扎過程中能有效的提高綁扎效率。但是從調試鋼筋角度，以及鋼筋的綁扎質量和箱梁后期質量來看，整體綁扎成型的鋼筋骨架占有絕對優勢。

3.2設備、工裝比較

3.2.1胎具（圖3.2-1～圖3.2-3）

箱梁鋼筋綁扎主要靠定位胎具進行成型，在一定程度上提高了施工效率。但最主要的是保證了鋼筋綁扎的質量．便于鋼筋綁扎過程的質量控制。胎具全部采用角鋼及槽鋼制作。角鋼主要用于鋼筋定位兼顧支撐作用，槽鋼主要用于胎具的骨架成型．要承受整個鋼筋籠的重量，所以必須具備一定得強度及剛度，防止胎具的應鋼筋自重引起胎具變形。以致影響綁扎質量。

（1）胎具數量

以2榀/天生產能力的箱梁場為例：第一種方案分體式胎具可平行作業，頂板綁扎相對簡單，鋼筋數量少，在制作時，可以使頂板胎具和底板胎具比例為3：4，能夠保證施工的需要。第二種方案整體綁扎胎具根據作業時間，需要制作四套；第三種方案同樣需要四套。

（2）胎具占地

根據三種方案的鋼筋綁扎胎具數量，第一種方案占地：6.870*32.600*3+14.000*32.600*4=2497m3，第二種方案：14.000*32.600*4=1826 m3。第三種方案：14.000*32.600*4=1826 m3。從以上計算看出，分體綁扎占地面積最大。

（3）胎具用料

整體式綁扎胎具與分體式綁扎胎具制作所用材料來說，由于整體綁扎胎具需承受頂板重量，同時操作工人需在胎具上操作，總的承重要大于分體綁扎，在胎具的制作是需要特別加固，根據我公司采用不同綁扎方式的胎具用料：整體綁扎胎具約用料13.7T，分體綁扎胎具約用料10.6T。分體綁扎在一定程度上節約了材料，也降低了臨時設施的施工成本。

3.2.2吊具

鋼筋骨架吊裝采用專門制作的吊架，箱梁鋼筋面積大、重量大，要求吊架具有較大的剛度，以保證在吊運過程中不會發生變形及扭曲。鋼筋吊具通過鋼絲繩和花籃螺桿與骨架鋼筋連接。在吊裝底、腹板鋼筋時，梁端部位增設吊點。須具有通用性，既能起吊32 m箱梁鋼筋又能起吊24 m箱梁鋼筋。

三種方案所采用的吊具多采用型鋼焊接而成的桁架式結構。寬度12 m，長度32.6m。制作前，根據吊裝的重量，計算桁架結構和型鋼類型，保證吊裝的安全。

第一種方案需要兼顧底腹板和頂板鋼筋分體綁扎的特點。

第二種方案整體綁扎時，鋼筋總量達到56T，吊點的布置要考慮到整體吊裝時，底腹板中間需要布置吊點，起到主要承重部位，同時頂板布置吊點，防止底板鋼筋變形。

第三種方案吊重最大，吊具設計時需要考慮其與承力內模間的協調變形及受力分配，避免因變形不協調而致使吊架受力過大引起破壞。為解決吊裝過程中吊架與承力內模間的協調變形及受力分配問題，采取先起吊內模后起吊吊架的方法。吊架與橋面鋼筋骨架間連接的吊索均采用可調節的“花籃”螺栓。這樣，吊架分配的只是鋼筋骨架下垂變形引起的力，絕大部分重量由內模承擔。

3.2.3龍門吊

目前梁場采用的龍門吊多為40T～50T，適用于第一、二種方案，第三種方案整體鋼筋骨架和內模組合體以及吊具的起吊總重將達到140T左右，要求至少使用2臺80t以上的龍門吊或大噸位的跨式搬運機。

3.3作業時間、人員

作業時間主要是從每榀鋼筋骨架開始綁扎到吊裝入模所用的總時間。人員是完成鋼筋籠綁扎、吊裝所需要的全部人員。

3.3.1綁扎時間、人員

鋼筋綁扎效率主要體現在勞動力與工作時間上，主要取決于投入人員的多少。

第一種方案分體式綁扎底腹板、頂板可以同時進行。但必須投入較多的勞動力，就目前我梁場綁扎情況來看，頂板在投入25人時，用10h能綁扎完成，腹板在投入25人時需14h就能完成底腹板鋼筋。

第二種、第三種方案都為整體綁扎。根據我梁場鋼筋綁扎工班施工情況看，投入40人在施工18 h的情況下就能完成單榀鋼筋籠的綁扎任務。

從總體時間上可以比較出．因底腹板、頂板鋼筋骨架同時綁扎。實際直線工期要比整體式綁扎耗用時間少4h，說明分體式綁扎在胎具上綁扎要比整體式綁扎占有決定性優勢。但在資源耗用方面，整體式較分體式綁扎要多耗用10個以上的勞動力。

3.3.2吊裝時間、人員（圖3.3-1～圖3.3-3）

整體式鋼筋骨架吊裝程序為掛吊鏈—起吊行走—入模調整—拆除吊鏈。整個過程需要1.5～2.0h完成。分體式鋼筋骨架吊裝程序為：底腹板鋼筋骨架懸掛吊鏈—起吊行走—底腹板骨架入模調整—拆除吊鏈—門機回行（中間需要吊裝內模、不算在吊裝鋼筋時間內）—頂板鋼筋骨架吊鏈懸掛—起吊行走—頂板骨架入模調整—拆除吊鏈，整個過程需要4～5 h完成。從以上可以看出整體綁扎相對分體綁扎在吊裝過程能節約2.5～3 h，在很大程度上提高了生產效率。從而提高了整個制梁作業循環的效率。

吊裝作業的人員投入，要是為了懸掛吊鏈，下落時對位鋼筋骨架順利就位，再是拆除吊鏈。整體吊裝一次完成，分體吊裝要兩次完成，在安裝過程中腹板主筋頂部很容易頂住頂板主筋，使之鋼筋骨架難易下落，這樣導致須投人較多人力來調整上述鋼筋的位置，使之頂板鋼筋能順利吊裝完成。所以分體式吊裝較整體式吊裝須多投入5～7人的勞動力。

3.4施工成本比較

3.4.1鋼筋綁扎

以31.5m跨度箱梁為例．整體綁扎通常需要40個工人（運輸人員、綁扎人員），正常情況下18h就能綁扎成型，這里包括預應力管道定位網片的安裝定位及抽拔棒的穿束工作。

而分體成型綁扎則要快一點．因為頂板與底腹板分開綁扎，相互不干擾，所以綁扎過程中頂板與底腹板之間沒有明確的先后順序，也就是說，這兩道綁扎工序相互不干擾，可以同時進行。分體綁扎頂板需要25人，10h就能完成。底腹板綁扎需要25人，14 h就能綁扎成型，這里包括預應力管道的安裝定位及抽拔棒的穿束工作。分體成型綁扎比整體成型綁扎所需要的人工多出10～15人。

可以看出整體式鋼筋骨架成型需要18×40=720工時，二分體綁扎需要10×25+12×25=550工時，可見分體式在綁扎所需人工費存在較大差異，整體式要比分體式耗用較多的人工費。

3.4.2鋼筋調整

從鋼筋骨架吊入模板中調試鋼筋的角度來看看這兩者之間的不同。

整體成型鋼筋骨架因為在綁扎臺座上是一次成型，頂板與底腹板之間是統一整體，頂板上部結構在綁扎胎具上已經全部完成。從吊裝后至澆筑前，8個工人只需5h就能完成。

分體成型鋼筋骨架則有所不同，由于頂板和底腹板鋼筋是分開綁扎，需要先將底腹板鋼筋骨架吊裝入模，然后吊裝頂板鋼筋，頂板與腹板鋼筋都比較密集，尤其是兩端頭，一是鋼筋比較密集，二是鋼筋型號繁多且都是大直徑螺紋鋼。兩部分在結合時經常出現干擾現象，所以這部分所用時間相對比較長。其他工序用時與整體綁扎基本相同，所以分體綁扎鋼筋骨架從吊裝后開始調鋼筋一直到澆筑前，15個工人需6 h就能完成。

可以看出整體式鋼筋骨架吊裝調整需要5×8=40工時，分體式綁扎需要6×15=90工時。在這部施工中，分體式綁扎要比整體式綁扎耗費較大的人工費。

3.4.3機械臺班

在吊裝過程中，整體式耗用機械臺班要比分體式少用1.5～2.5 h，所以節約了機械臺班費。也使得梁體總成本降低，增加實際效益。

3.5總結

從以上各角度分析，箱梁鋼筋骨架綁扎、吊裝工藝方案中，三種方案各有自己的優缺點：

分體綁扎、吊裝可平行作業，節約綁扎作業時間，內模是后吊入，能夠保證內模的尺寸；但是存在胎具占地面積大，吊裝分兩次吊裝，頂板與腹板對接時，整體性難以保證。

整體綁扎及整體吊裝工藝，優化了鋼筋的對接工作，使得對接部位的鋼筋連接性能效果好，保證了梁體的整體性能，提高了鋼筋骨架組合的質量，減少了骨架組拼等鋼筋作業工序，加速了臺座周轉，但是由于內模后穿，穿入后撐開，對內模的要求較高，模板的使用性能必須優良，拼縫嚴密，否則，撐開后有些部位不能做到拼縫嚴密，造成漏漿錯臺，影響內腔外觀。

整體綁扎及帶內模整體吊裝工藝，兼有了分體工藝的內模撐開入模，保證內腔尺寸的優點，同時具有了整體工藝的所有優點；此工藝的不足就是對龍門吊的要求較高。

結語

鋼筋骨架綁扎是一項實踐性非常強的技術，必須在生產中邊摸索、邊實踐、邊提高。鋼筋骨架綁扎作為預制箱梁施工的重要工序屬于箱梁預制中的重要環節，其制約著箱梁的施工進度。本文無意區分三種鋼筋骨架綁扎、吊裝方案優劣，僅就三種方案進行工藝介紹和操作性對比，供箱梁預制場擇優選擇采用。同時我們會繼續對箱梁鋼筋骨架的綁扎技術認真進行研究，努力探索合適的鋼筋骨架快速綁扎法、綁扎工具，研究設計特殊的專用設備或工具。將箱梁的鋼筋綁扎、吊裝工藝進一步的完善創新，是我們施工建設追求的目標。

參考文獻

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