預制蓋梁鋼筋籠胎架法制作施工技術

干華銘

1. 上海建工四建集團有限公司 上海 201103；2. 上海建筑改建與持續利用工程技術研究中心 上海 201103

隨著城市橋梁中預制拼裝工藝的推廣普及，鋼筋套筒灌漿連接技術在預制立柱、預制蓋梁等預制混凝土構件的豎向連接中得到廣泛應用。實施過程中，在預制混凝土構件的端部預埋灌漿套筒；豎向連接時，在灌漿套筒中插入鋼筋，并灌滿漿料，利用灌漿料硬化后的握裹力實現鋼筋與套筒之間力的傳遞。

混凝土預制蓋梁起到支承、分布和傳遞上部結構載荷至下部結構的作用。采用鋼筋套筒灌漿連接技術制作混凝土預制蓋梁時，只有準確無誤地定位預制蓋梁鋼筋籠中的鋼筋及端部預埋灌漿套筒，才能保證預制蓋梁的拼接精度。

但是，在傳統的蓋梁制作中，蓋梁鋼筋綁扎時的主筋、箍筋全部由人工定位安裝，鋼筋安裝精度較低、保護層厚度得不到保證，傳統方法制作預制蓋梁會使得鋼筋及端部灌漿套筒定位很難控制，從而極大影響預制蓋梁的制作質量和拼裝精度。在上海嘉閔高架的建設過程中，我們對預制蓋梁的鋼筋籠制作方法進行了改進。

1 工程概況

上海嘉閔高架路是位于S20（外環線）與G15（沈海高速）之間的一條南北向快速路，規劃南起S32（申嘉湖高速），北至S6（滬翔高速），道路全長約35.5 km，是虹橋綜合交通樞紐“一縱三橫”快速路網中的“一縱”。

嘉閔高架路（G2～S6）及地面道路新建工程采用高架橋梁及地面道路敷設形式，其中的JMB2-4標位于嘉定南翔現狀滬宜公路（火車站路—真南路），包括主線高架、上下匝道及地面道路，全長1.67 km。本工程采用“橋梁預制拼裝”施工工藝，除樁基、承臺外，立柱、蓋梁、帶防撞護欄小箱梁等均為工廠預制、現場拼裝。

本工程預制蓋梁采用倒“T”蓋梁，標準長度23.4 m，寬度2.7 m，蓋梁在工廠內預制，脊骨梁部分現場現澆。蓋梁頂面及底面主筋采用HRB400的φ22～φ32 mm鋼筋，側面主筋采用HRB400的φ16～φ20 mm鋼筋，箍筋及拉鉤采用HRB400的φ10～φ22 mm鋼筋，蓋梁拼裝采用灌漿套筒連接形式，套筒與立柱頂伸出的HRB400的φ40 mm鋼筋相接，預制蓋梁鋼筋籠及套筒的制作精度控制在2 mm范圍之內（圖1）。

圖1 標準蓋梁橫斷面及配筋示意

由于預制拼裝工藝對蓋梁鋼筋籠精度的要求嚴格，又要達到工廠高效制作的目標，我們研究開發了一種在胎架上綁扎鋼筋籠的制作方法。

2 預制蓋梁鋼筋籠制作工藝

2.1 工藝簡述

預制蓋梁鋼筋籠在工廠內的制作加工，主要考慮的是鋼筋籠的制作精度以及效率問題，我們采用在鋼結構胎架上綁扎鋼筋籠的方法，給鋼筋籠骨架提供了一個堅固穩定的支撐體系和操作平臺，從而提高施工效率。同時設置了主要受力鋼筋及灌漿連接套筒的精確定位裝置，使得鋼筋籠在綁扎過程中可以快速準確地定位。

2.2 鋼筋加工

預制蓋梁的鋼筋規格為φ10～φ40 mm。鋼筋加工車間內儲存的鋼筋安放于專門設計的堆放架上，有利于不同規格鋼筋的分開放置。

對于鋼筋加工機械的選擇，主要針對于鋼筋的剪切及彎曲，需要滿足精度及效率的要求，針對預制蓋梁構件2 mm的誤差精度要求，鋼筋的切斷測量誤差需要控制在1 mm以內，單臺機日加工量100 t以上，因此我們采用了自動化高精度數控加工設備。

鋼筋加工除了剪切和彎曲，另一項重要的加工就是連接，當達到Ⅰ級鋼筋接頭時，構件中縱向受力鋼筋的接頭百分率可不受限制，從而大幅降低鋼筋損耗、方便施工。因此我們采用鐓粗直螺紋的機械連接工藝，對接頭的質量進行重點控制[1-2]。

2.3 灌漿連接套筒

灌漿連接套筒采用高強球墨鑄鐵制作，一端為預制安裝端，另一端為現場拼裝端，套筒中間設置鋼筋限位擋板，預制安裝端及現場拼裝端長度均不小于10倍被連接縱向鋼筋直徑，套筒下端設置壓漿口，套筒上端設置出漿口，壓漿口與端部凈距應大于2 cm；套筒制作允許誤差為0～2 mm。

2.4 蓋梁鋼筋籠胎架設計

預制蓋梁鋼筋籠的加工采用鋼筋模塊化精加工的理念，蓋梁鋼筋籠于專用胎架上制作加工成型，為保證鋼筋籠支撐穩定、灌漿套筒定位精確，定位體系布置應保證主要受力鋼筋不變形，鋼筋籠制作允許偏差為0～2 mm，蓋梁鋼筋籠胎架主要由3部分組成：底座、支架及掛片（圖2）。

圖2 蓋梁胎架結構示意

其中胎架底架為型鋼框架，擱置于地面并調節至水平，所有的支架均安裝在底座上，形成一個穩定的操作平臺，同時為保證灌漿連接套筒的定位精度，在胎架底架上特設套筒定位鋼板，該鋼板采用車床精加工成型，精度可控制在1 mm內。支架總共15對，采用螺栓固定在底架上，用于豎向承載及安裝掛片。掛片的主要作用是精確定位主筋位置，包括頂部橫梁、下部橫梁、脊骨梁側面掛片及預制部分側面掛片，橫梁上口開設凹槽、掛片側面設置鋼筋擱置點，從而確保主筋定位精確。

蓋梁鋼筋籠胎架拼裝前，需要對其各個部件進行驗收復測，尤其是套筒定位板及支架、掛片開槽位置。拼裝過程要求胎架底座安裝水平，各支架安裝位置精確、狀態垂直。

2.5 蓋梁鋼筋籠綁扎

蓋梁鋼筋籠除預制連接套筒模塊外均在胎架上完成加工綁扎，整個綁扎過程共分成以下8個步驟，不得跳步加工，我們為整個加工過程制訂了作業指導書，使工人可以按部就班地操作，消除了施工過程的隨意性，也大幅提高了工作效率。

1）制作灌漿套筒模塊，包括套筒、主筋及箍筋，套筒精確定位于套筒定位鋼板，全部制作完成后，整體吊入鋼筋籠胎架底座并精確就位。

2）在胎架頂部橫梁上安裝脊骨梁頂部主筋，在中部橫梁上安裝預制部分頂部主筋，鋼筋均固定在橫梁定位凹槽中。

3）安裝脊骨梁部位2道箍筋，懸掛于頂部主筋上（圖3），安裝時采用手持式定位卡尺控制箍筋間距。

4）安裝蓋梁預制部分的箍筋，懸掛于主筋上，安裝時同樣采用手持式定位卡尺控制箍筋間距。

5）安裝蓋梁預制部分底部主筋（圖4），主筋安裝時由于箍筋已經安裝到位，因此需要從鋼筋籠端部穿入。

圖3 蓋梁脊骨梁部位箍筋安裝

圖4 蓋梁梁底主筋安裝

6）安裝預制部分側面主筋及脊骨梁側面主筋，同樣的，這部分主筋安裝時由于箍筋已經安裝到位，也需要從鋼筋籠端部穿入，并且擱置于側面掛片之上，確保鋼筋間距準確。

7）安裝橫向及豎向拉鉤（圖5），同時將主筋與箍筋及拉鉤全部采用二氧化碳氣體保護焊進行點焊固定，形成穩定牢固的鋼筋籠體。

8）在成型鋼筋籠上安裝其他輔助裝置，包括灌漿套筒輔助裝置、預應力筋及波紋管、鋼筋籠吊點、保護層墊塊、防雷接地構造、局部加強措施等。全部安裝完成后，拆除胎架上鋼筋掛片及橫梁，將鋼筋籠移出胎架[3-4]。

3 結語

圖5 蓋梁橫向、縱向拉鉤安裝

隨著城市橋梁裝配式施工工藝的推廣普及，大量預制構件的出現使橋梁施工逐漸走向工廠化、標準化、模塊化、規模化。對于預制蓋梁鋼筋籠的工廠化生產，采用高精度胎架制作蓋梁鋼筋籠的創新施工工藝，不僅大大提高了預制蓋梁鋼筋籠的施工效率，且提高了施工精度和質量，降低了安全風險，對預制蓋梁的工廠化集中生產管理有一定的借鑒作用，對推進城市高架橋梁的建筑工業化有很好的推廣應用價值。