預(yù)應(yīng)力T梁鋼筋胎模化安裝工藝的應(yīng)用研究

■高彤陽(yáng)（福州沈海復(fù)線高速公路有限公司，福州350002）

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預(yù)應(yīng)力T梁鋼筋胎模化安裝工藝的應(yīng)用研究

■高彤陽(yáng)
（福州沈海復(fù)線高速公路有限公司，福州350002）

結(jié)合沈海復(fù)線寧德漳灣至連江浦口福州段高速公路工程預(yù)應(yīng)力T梁鋼筋加工安裝實(shí)例，對(duì)T梁鋼筋胎膜架制作、胎膜化鋼筋安裝、鋼筋整體吊裝以及工藝效益等方面進(jìn)行了闡述，可供同類預(yù)制梁施工借鑒、參考。

高速公路預(yù)應(yīng)力T梁鋼筋胎膜化安裝工藝

1概述

當(dāng)前，先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋已成為我國(guó)橋梁建設(shè)中的基本橋型之一，其預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁一般在預(yù)制場(chǎng)批量預(yù)制生產(chǎn)。傳統(tǒng)T梁預(yù)制普遍存在鋼筋保護(hù)層合格率偏低、鋼筋定位不準(zhǔn)確以及生產(chǎn)效率低下等問題，為解決該問題，沈海復(fù)線寧連福州段高速公路在借鑒當(dāng)前福建省內(nèi)高速公路項(xiàng)目T梁鋼筋安裝優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)推行預(yù)應(yīng)力T梁鋼筋胎膜化安裝工藝，有效地解決了T梁鋼筋保護(hù)層合格率偏低、鋼筋定位不準(zhǔn)確以及生產(chǎn)效率低下等問題，進(jìn)一步推進(jìn)了T梁生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，鋼筋加工模具化，提高了T梁鋼筋安裝工作效率，保證了T梁鋼筋制作、安裝質(zhì)量。

2胎模化鋼筋安裝工藝原理

傳統(tǒng)梁肋鋼筋安裝工藝是在預(yù)制T梁臺(tái)座邊臨時(shí)固定幾根立架，在立架上先安置幾根水平鋼筋，多人協(xié)助跳距綁扎一定數(shù)量豎向箍筋，這樣就組成骨架雛形；然后按底模上標(biāo)記的設(shè)計(jì)間距安裝綁扎其他豎向鋼筋和馬蹄鋼筋；再綁扎其他橫向水平箍筋，穿綁梁底水平主筋，最后按圖紙綁扎鉤筋。這種安裝工藝費(fèi)時(shí)耗工，容易造成臺(tái)座及鋼筋污染，對(duì)鋼筋工人技能熟練程度要求高，普通工人很難準(zhǔn)確操作，鋼筋定位不準(zhǔn)確，鋼筋間距合格率偏低，一般合格率水平在70%左右，特別是橫向水平箍筋和豎向箍筋間距偏差較大，還容易發(fā)生錯(cuò)、漏鋼筋，而且安裝鋼筋占用預(yù)制梁臺(tái)座時(shí)間2天，造成預(yù)制臺(tái)座投入加大。

胎模化梁肋鋼筋安裝工藝原理：按照預(yù)應(yīng)力混凝土T梁鋼筋圖紙尺寸，采用槽鋼、角鋼及圓鋼，做出相應(yīng)的模型架，在鋼筋加工安裝施工中，工人將由數(shù)控彎曲機(jī)和數(shù)控彎箍機(jī)加工而成的半成品鋼筋，按照胎模架上的縱向凹槽及橫向圓鋼定位綁扎固定鋼筋。T梁梁肋鋼筋在胎模架上制作成型后，由兩臺(tái)龍門吊通過特制桁架將其進(jìn)行整體吊裝至臺(tái)座，與翼板鋼筋施工、模板安裝等工序形成流水作業(yè)。

3預(yù)應(yīng)力T梁鋼筋胎膜化安裝工藝

3.1T梁鋼筋胎模設(shè)計(jì)及制作

（1）在鋼筋綁扎底座上通過預(yù)埋鋼筋固定雙（單）排槽鋼（或角鋼），槽鋼（或角鋼）槽口朝上，并按豎向箍筋間距設(shè)置凹槽用于定位豎向箍筋和馬蹄筋（見圖1a）。

（2）鋼筋胎膜架主要是利用多組圓鋼穿孔雙排角鋼組合的方式定位橫向水平箍筋（見圖1b）。在胎膜架中部設(shè)置一道角鋼，并按豎向箍筋的間距設(shè)置凹槽用于定位豎向箍筋，在胎膜架頂部按豎向箍筋間距設(shè)置梳型檔架，與綁扎底座槽鋼凹槽和胎膜架中部角鋼凹槽共同用于定位豎向箍筋（見圖1c）；胎膜架豎肋圓鋼和梳型檔架圓鋼均要設(shè)置成可前后移動(dòng)。

（3）對(duì)胎模架基礎(chǔ)和梁肋鋼筋綁扎底座進(jìn)行放樣施工，布置預(yù)埋各型鋼模架，確保其位置準(zhǔn)確、固定牢靠，然后通過在基礎(chǔ)上植筋預(yù)埋鋼筋焊接安裝胎模架，最后安裝模板澆筑厚20cm胎模架底座基礎(chǔ)砼（見圖1d）。

（4）按照T梁鋼筋設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)梁肋變截面漸變段位置和馬蹄筋避開波紋管位置做好相應(yīng)的設(shè)置。

（5）根據(jù)橫隔板鋼筋設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)專門支撐定位架用于定位橫隔板橫向水平鋼筋。

3.2預(yù)應(yīng)力T梁鋼筋加工

傳統(tǒng)鋼筋加工機(jī)械為鋼筋切斷機(jī)和彎曲機(jī)，其工藝較為落后，不能滿足現(xiàn)代施工進(jìn)度的需要，且大量浪費(fèi)剛才、占用較大的空間、用工多、生產(chǎn)率低；操作工人的質(zhì)量意識(shí)和操作技能水平直接決定了鋼筋加工精度，加工出來的鋼筋質(zhì)量不穩(wěn)定，普遍存在鋼筋長(zhǎng)短不一，尺寸不一，彎鉤角度不一，直接影響下一階段鋼筋安裝的質(zhì)量。

圖1　T梁梁肋鋼筋胎膜架及綁扎臺(tái)座示意圖

新型數(shù)控鋼筋彎曲機(jī)和數(shù)控彎箍機(jī)采用先進(jìn)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，可以有效解決傳統(tǒng)鋼筋加工弊病，只需技術(shù)人員將設(shè)計(jì)圖紙鋼筋尺寸相關(guān)參數(shù)輸入數(shù)控機(jī)控制電腦，數(shù)控機(jī)就能夠準(zhǔn)確按參數(shù)值自動(dòng)快速完成鋼筋調(diào)直、定尺、彎箍、切斷，各種規(guī)格的半成品鋼筋，加工效率高、半成品鋼筋精度高，同時(shí)又節(jié)省材料。

3.3T梁粱肋鋼筋胎膜化安裝

（1）將橫向水平箍筋放入各層豎肋圓鋼上，每層豎肋圓鋼各安放一根。

（2）將豎向箍筋按順序放入胎模架凹槽內(nèi)，利用頂部梳型檔架、中部角鋼凹槽及底部槽口對(duì)箍筋頂、中部和底部進(jìn)行定位，并與豎肋圓鋼上的橫向水平箍筋綁扎固定（見圖2）。

圖2　T梁梁肋鋼筋安裝定位綁扎

（3）利用底座槽鋼凹槽定位安裝馬蹄筋，其中馬蹄筋與縱向波紋管沖突處，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整馬蹄筋加工尺寸。

（4）安裝綁扎剩余橫向水平箍筋。

（5）安裝（機(jī)械連接）梁底主筋。

（6）通過橫隔板支撐定位架定位安裝橫隔板水平筋，安裝橫隔板豎向箍筋（見圖3）。

圖3　橫隔板橫向水平鋼筋定位架

3.4成型梁肋鋼筋整體吊裝

梁肋鋼筋在胎膜架底座安裝完成后，通過自制的特制桁架由兩臺(tái)龍門吊將其進(jìn)行整體吊裝至臺(tái)座，為保證起吊時(shí)骨架鋼筋不會(huì)發(fā)生變形，吊裝桁架上吊鉤間距控制在90cm左右，以吊裝時(shí)梁肋鋼筋構(gòu)件不扭曲變形和綁扎扎絲不滑移或崩斷為準(zhǔn)，同時(shí)兩個(gè)龍門吊運(yùn)行速度應(yīng)保持同步（見圖4）。

梁肋鋼筋在T梁臺(tái)座安裝就位后，組裝負(fù)彎矩張拉楔形塊鋼筋構(gòu)件，安裝預(yù)應(yīng)力管道等，安裝模板，再組裝綁扎翼板鋼筋和預(yù)留預(yù)埋件，就全部完成了T梁的鋼筋的加工和安裝。

4胎模化工藝質(zhì)量、安全文明控制要點(diǎn)

4.1質(zhì)量控制要點(diǎn)

T梁首批鋼筋半成品加工前應(yīng)先按圖紙尺寸配料，由固定專業(yè)人員調(diào)試數(shù)控彎曲機(jī)和數(shù)控彎箍機(jī)，質(zhì)檢員驗(yàn)收第一批制作的半成品鋼筋尺寸，符合要求后方可進(jìn)行大批量生產(chǎn)。施工中應(yīng)注意根據(jù)梁長(zhǎng)表中不同梁長(zhǎng)來調(diào)整縱向鋼筋長(zhǎng)度及箍筋根數(shù)。T梁馬蹄筋與縱向波紋管沖突處，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整馬蹄筋加工尺寸避讓波紋管，波紋管應(yīng)采用U形定位筋進(jìn)行固定。橫隔板鋼筋應(yīng)采用定位架安裝，確保高低、間距一致，符合設(shè)計(jì)要求，無漏筋現(xiàn)象。T梁鋼筋的保護(hù)層墊塊應(yīng)采用圓形高強(qiáng)度砂漿墊塊，確保墊塊能承受足夠壓力而不破碎，縱橫向間距均不大與0.8mm，梁底位置不大于0.5m，確保每平方米墊塊數(shù)量不少于4塊［2］。預(yù)埋鋼筋應(yīng)增設(shè)臨時(shí)定位鋼筋等輔助措施進(jìn)行定位，保證其定位準(zhǔn)確、牢固；鋼筋交叉點(diǎn)應(yīng)雙絲綁扎結(jié)實(shí)，扎絲綁扎時(shí)絲頭朝結(jié)構(gòu)內(nèi)彎，防止絲頭進(jìn)入混凝土保護(hù)層［1］。

4.2安全文明控制要點(diǎn)。

鋼筋安裝作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)安全教育培訓(xùn)及安全技術(shù)交底后方可上崗作業(yè)；施工現(xiàn)場(chǎng)宜配備鋼筋安裝移動(dòng)遮雨棚，改善工人施工環(huán)境［2］。施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)嚴(yán)格設(shè)置安全操作規(guī)程和安全警示標(biāo)志；作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守勞動(dòng)紀(jì)律，佩戴好安全帽、手套等勞動(dòng)防護(hù)用品，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程和相關(guān)安全規(guī)章制度；龍門吊必須由持有特種作業(yè)證書的起重司機(jī)進(jìn)行操作，整體吊裝時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)必須設(shè)置必要警戒范圍和警戒標(biāo)志，確保吊裝作業(yè)安全；T梁梁肋整體吊裝到臺(tái)座后，需采取措施做好支撐，防止T梁鋼筋整體傾覆造成質(zhì)量安全事故。

5胎模化T梁鋼筋安裝工藝效益分析

5.1質(zhì)量效益

采用胎膜化鋼筋安裝制作的T梁鋼筋，主筋、箍筋間距均勻、鋼筋保護(hù)層合格率高，制作成品質(zhì)量明顯優(yōu)于普通方法施工，可一次性通過驗(yàn)收，無需返工。沈海復(fù)線寧連福州段高速公路A2-A5合同段在使用胎膜架鋼筋安裝工藝期間對(duì)T梁鋼筋保護(hù)層厚度以及鋼筋間距進(jìn)行抽檢，鋼筋間距及保護(hù)層厚度合格率均達(dá)到90%以上（見表1），T梁預(yù)制鋼筋安裝質(zhì)量得到保障，較好地解決了傳統(tǒng)T梁鋼筋制作安裝質(zhì)量通病問題。

表1　T梁鋼筋間距和凈保護(hù)層厚度抽檢情況匯總表

5.2經(jīng)濟(jì)效益

胎膜架鋼筋安裝工藝制作安裝T梁鋼筋，勞動(dòng)強(qiáng)度低，成型時(shí)間短，在一個(gè)正常10人左右鋼筋班組的條件下，制作一片30mT梁梁肋鋼筋施工需要3.0～3.5h。而按照傳統(tǒng)工藝制作安裝T梁鋼筋，人工生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度高，在相同一個(gè)10人左右鋼筋班組的條件下，制作一片30mT梁梁肋鋼筋施工需要7.0～7.5h。使用胎膜架鋼筋安裝工藝制作安裝T梁鋼筋，每片T梁鋼筋可以節(jié)省將近40人·h，按照當(dāng)前建筑市場(chǎng)熟練鋼筋工工價(jià)20元/ h計(jì)算，每片T梁鋼筋制作可以節(jié)省800元人工費(fèi)；沈海復(fù)線寧連福州段高速公路需生產(chǎn)4372片T梁計(jì)算，可以節(jié)省349.76萬元人工費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

5.3工期效益

采用傳統(tǒng)工藝在預(yù)制臺(tái)座上綁扎鋼筋安裝模板，一般需占用臺(tái)座時(shí)間為2工天，而采用胎膜架安裝好T梁鋼筋后整體吊裝到臺(tái)座上僅需占用1工天，每片T梁制作可以節(jié)省1工天臺(tái)座占用時(shí)間。按照沈海復(fù)線寧連福州段高速公路A2合同段T梁預(yù)制場(chǎng)80個(gè)臺(tái)座，生產(chǎn)1694片梁計(jì)算，可以節(jié)省工期將近22天，工期效益明顯。

6小結(jié)

采用胎模化加工、拼裝T梁梁肋鋼筋，可以有效降低操作人員操作技能要求和勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)力使用量，較好地控制鋼筋加工質(zhì)量，保證并縮短工期，有效降低成本，取得良好的效益。同時(shí)，胎模化鋼筋安裝工藝原理具有一定通用性，同樣可以為同類型預(yù)制箱梁、空心板梁等鋼筋安裝定位提供參考借鑒。

［1］福建省高速公路建設(shè)總指揮部.福建省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化管理指南（橋梁）［M］.北京：人民交通出版社，2013.

［2］《高速公路標(biāo)準(zhǔn)化管理探索與實(shí)踐》編委會(huì).高速公路標(biāo)準(zhǔn)化管理探索與實(shí)踐［M］.北京：人民交通出版社，2014.

圖4　T梁梁肋鋼筋整體吊裝