裝配式鋼筋骨架在框構(gòu)橋中的應(yīng)用

王振東

中鐵二十三局集團(tuán)第二工程有限公司 黑龍江齊齊哈爾 161000

在鐵路建設(shè)中，框架橋是重要的構(gòu)筑物之一，具有將平交道口轉(zhuǎn)變成立交道口的功能。在鐵路站場(chǎng)改造中，框架橋是影響站場(chǎng)改造完成速度的眾多因素之一。在傳統(tǒng)框構(gòu)橋鋼筋綁扎中，往往是將單根鋼筋運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，在基坑內(nèi)逐一綁扎完成，這種施工方法不僅使施工作業(yè)人員作業(yè)不便而且還浪費(fèi)了大量的時(shí)間，從而影響了站場(chǎng)改造的完成時(shí)間。因此，提高鋼筋工程的施工效率是提高站場(chǎng)改造完成速度的關(guān)鍵。

目前，裝配式建筑是我國(guó)建筑發(fā)展的主要趨勢(shì)，其具有施工效率高、綠色環(huán)保等特點(diǎn)[1]。因此，將單根鋼筋在鋼筋場(chǎng)地制作成鋼筋骨架后，使用運(yùn)輸車(chē)輛將其運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后再進(jìn)行拼裝，可提高鋼筋工程施工效率。

1 工程概況

本文以1座2孔20.5m的框構(gòu)中橋?yàn)槔瑏?lái)闡述框構(gòu)橋鋼筋骨架的制作、運(yùn)輸和拼裝的具體應(yīng)用。

框構(gòu)中橋的結(jié)構(gòu)跨度為2-20.5m，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為44.2m，結(jié)構(gòu)高度為10.4m，頂板厚度1.1m，底板厚度為1.3m，中墻和邊墻的厚度分別為1m和1.1m。

2 施工方法

2.1 傳統(tǒng)施工方法

傳統(tǒng)框構(gòu)橋鋼筋工程的施工順序是將鋼筋按照設(shè)計(jì)圖紙加工成單根的半成品構(gòu)件，待框構(gòu)橋混凝土墊層的強(qiáng)度達(dá)到一定設(shè)計(jì)值和鋼筋外邊線的位置標(biāo)記出來(lái)之后，將其運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。按照標(biāo)記線的位置擺放底板下層分布鋼筋。下層分布鋼筋施工完成之后，開(kāi)始綁扎底板下層受力鋼筋，待其施工完成之后，架立墻體外層鋼筋，然后設(shè)置底板馬凳筋，綁扎底板上層受力鋼筋、分布鋼筋和拉筋。底板鋼筋全部綁扎完成之后，架立墻體內(nèi)層鋼筋、支模板和澆筑底板混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定設(shè)計(jì)值之后，綁扎側(cè)墻分布筋和拉筋，最后按照設(shè)計(jì)圖紙從下到上的順序開(kāi)始綁扎頂板鋼筋[2]。綁扎頂板上層受力鋼筋之前也需設(shè)置馬鐙筋，作為頂板上層受筋的支撐結(jié)構(gòu)。

在底板下層主筋綁扎完成之后，架立墻體內(nèi)外層鋼筋時(shí)，需要搭設(shè)支撐架，人工使用滑輪或者人工配合汽車(chē)吊將其架立起來(lái)。待架立起來(lái)的鋼筋與其他鋼筋綁扎或焊接牢固之后，才能施工下一根墻體鋼筋，并且在架立墻體內(nèi)層鋼筋的過(guò)程中，其易與兩側(cè)底板上層受力筋發(fā)生碰撞，必須使用人工扶正，才能使其下落到底板底部，從而降低了鋼筋工程的施工效率，浪費(fèi)了大量的時(shí)間。

2.2 骨架拼裝施工方法

裝配式鋼筋骨架是在鋼筋加工場(chǎng)地內(nèi)，按照設(shè)計(jì)圖紙要求，將單根鋼筋按照一定的順序焊接在一起，從而形成空間骨架結(jié)構(gòu)。待框架橋混凝土墊層澆筑完成并具有一定的抗壓強(qiáng)度之后，使用運(yùn)輸車(chē)輛將鋼筋骨架按照先后順序運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，使用汽車(chē)起重機(jī)將其吊放到基坑內(nèi)進(jìn)行鋼筋拼裝作業(yè)。

本文僅用1片框構(gòu)中橋的鋼筋排架，來(lái)闡述鋼筋骨架制作和拼裝的過(guò)程。框構(gòu)中橋鋼筋排架示意圖如圖1所示。從圖2中可以看出，底板、頂板、邊墻和中墻都為內(nèi)外雙層鋼筋，頂板和底板在中墻兩側(cè)都有斜筋與其上下主筋相連，并且其上下主筋分別在局部位置上有2根或3根鋼筋疊放在一起的現(xiàn)象出現(xiàn)。通過(guò)分析圖2中的鋼筋排架，主要將其分為6個(gè)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行施工作業(yè)。鋼筋排架拼裝施工順序示意圖如圖2所示。

圖1 學(xué)府路框構(gòu)中橋鋼筋排架示意圖

圖2 排架拼裝施工順序示意圖

①鋼筋骨架拼裝法框構(gòu)橋的施工工藝流程

鋼筋骨架拼裝法框架橋的施工工藝流程為：①（架立兩側(cè)邊墻鋼筋骨架）→②（邊墻內(nèi)側(cè)底板鋼筋骨架拼裝）→③（吊裝中墻兩側(cè)的底板鋼筋骨架）→④（架立中墻鋼筋骨架）→綁扎倒角加勁筋和拉筋、支底板模板澆筑混凝土、支邊墻和中墻模板以及搭設(shè)支架和鋪?lái)敯迥０濉荩ǖ跹b頂板中墻和兩側(cè)鋼筋骨架）→⑥（邊墻和中墻兩側(cè)之間的鋼筋骨架拼裝）→綁扎頂板倒角鋼筋和拉筋、支邊墻頂層模板和澆筑混凝土。

②鋼筋骨架拼裝法的具體施工要點(diǎn)

①框構(gòu)橋外墻鋼筋骨架制作和安裝

a邊墻鋼筋骨架制作

從圖2中可以看出，邊墻骨架主筋由N1、N2、N11、N12和N39四種型號(hào)鋼筋組成，其中N1和N2相互搭接，N39和N1、N2沿著線路方向相互平行放置，N11和N12上下疊加在一起，并且N11與N39連接在一起。因此，在N1和N2在重疊區(qū)域，采用雙面焊進(jìn)行焊接，焊接完成之后，N1和N2與N39以及N11與N12采用段焊的方式的焊接在一起，段焊的間距為1m，段焊的長(zhǎng)度為10d，N11與N39采用滿(mǎn)焊的方式進(jìn)行連接[3]。為防止鋼筋骨架在吊裝的過(guò)程中出現(xiàn)變形現(xiàn)象，故在主筋之間使用φ12mm間距為2m的鋼筋作為鋼筋骨架的加勁肋，增強(qiáng)其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。鋼筋骨架焊接過(guò)程中，從中間對(duì)稱(chēng)向兩邊焊接作業(yè)，并保證鋼筋骨架不變形。邊墻鋼筋骨架制作示意圖如圖3所示。

b邊墻鋼筋骨架安裝

在安裝邊墻鋼筋骨架之前，先標(biāo)記出鋼筋安放位置，將底板下層分布鋼筋擺放完成并且在其下部安裝保護(hù)層墊塊；沿著邊墻的長(zhǎng)度方向搭設(shè)腳手架排架，并且每隔一定距離安裝一個(gè)懸挑支架，用于支撐邊墻最外層的臨時(shí)分布鋼筋，其設(shè)置的數(shù)量為3道。

鋼筋骨架通過(guò)運(yùn)輸汽車(chē)，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后使用汽車(chē)吊車(chē)，按照標(biāo)記位置放置鋼筋骨架，在放置的過(guò)程中，及時(shí)將鋼筋骨架與外墻的臨時(shí)分布鋼筋和底板下層分布鋼筋進(jìn)行連接，從而使其穩(wěn)定。

②邊墻內(nèi)側(cè)底板鋼筋骨架制作和安裝

由于框構(gòu)橋的跨度比較大，考慮到運(yùn)輸條件，故將邊墻內(nèi)側(cè)底板鋼筋骨架制作分兩段預(yù)制，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后，先安裝第一節(jié)骨架，待其安裝牢固后，再安裝第二節(jié)骨架，并且兩者之間采用幫條焊進(jìn)行連接。

為保證鋼筋骨架在拼裝過(guò)程中的穩(wěn)定性，故用φ16mm鋼筋制作三角支架。三角支架不僅與第一片鋼筋骨架進(jìn)行焊接，還使用地錨將其與地面進(jìn)行錨固。三角支架的布置間距為5m。第一片鋼筋骨架與三角支架和底板下層的分布鋼筋連接完成之后，開(kāi)始安裝第二片鋼筋骨架。第二片鋼筋骨架處于底板底層分布鋼筋連接之外，還使用φ8圓鋼將其與第一片鋼筋骨架進(jìn)行連接，保證了其穩(wěn)定性。第三片、第四片乃至最后一片鋼筋骨架與第二片鋼筋骨架連接方式一樣。

③中墻兩側(cè)底板鋼筋骨架制作和安裝

中墻兩側(cè)底板中間有對(duì)稱(chēng)內(nèi)斜筋，故不需設(shè)置加勁筋，只需按照施工圖紙進(jìn)行焊接即可，其拼裝方式與邊墻內(nèi)側(cè)底板鋼筋骨架拼裝方法一樣。

④中墻鋼筋骨架制作和安裝

從圖1中可以看出，中墻鋼筋只有N13、N14各兩根鋼筋對(duì)稱(chēng)組成，中間沒(méi)有內(nèi)斜筋并且N13與N14沿著線路方向平行放置。因此，使用φ16mm鋼筋作為連接桿件，將其連接成鋼筋網(wǎng)片。中墻鋼筋骨架制作示意圖如圖3所示。

圖3 中墻鋼筋骨架制作示意圖

為保證安裝的速度，每安裝完成一片中墻兩側(cè)底板鋼筋骨架（③）就安裝1片中墻鋼筋骨架（④），并與其焊接在一起。為保證鋼筋骨架的穩(wěn)定性第一片鋼筋骨架，在線路方向上使用10號(hào)線對(duì)稱(chēng)對(duì)其進(jìn)行加固；在垂直線路方向上使用φ53cm的鋼管搭設(shè)三角架對(duì)其進(jìn)行加固。第二片、第三片乃至最后一片鋼筋骨架都是用φ8圓鋼連接在一起，從而保證了整體的穩(wěn)定性。

⑤頂板中墻和兩側(cè)鋼筋骨架制作和安裝

頂板中墻兩側(cè)鋼筋骨架上下主筋對(duì)稱(chēng)有內(nèi)支撐，故只需按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制作即可，無(wú)需設(shè)置加勁筋，來(lái)保證骨架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。頂板中墻和兩側(cè)鋼筋骨架制作示意圖如圖4所示。

圖4 頂板中墻和兩側(cè)鋼筋骨架制作示意圖

鋼筋骨架在安裝之前，墻體模板和支架以及頂板模板已經(jīng)施工完成。頂板鋼筋骨架在安裝過(guò)程成，將其一方面與中墻豎向鋼筋進(jìn)行焊接，另一方面骨架之間也使用φ8mm的圓鋼進(jìn)行臨時(shí)固定。

⑥邊墻和中墻兩側(cè)之間的鋼筋骨架制作和安裝

邊墻和中墻兩側(cè)之間的鋼筋骨架，只有一側(cè)有內(nèi)斜筋，故在制作的過(guò)程中，需要設(shè)置加勁筋，來(lái)保證鋼筋骨架的穩(wěn)定性。骨架在安裝過(guò)程中，一方面與邊墻鋼筋和其旁鋼筋骨架采用幫條焊進(jìn)行焊接，另一方面，采用φ8圓鋼進(jìn)行臨時(shí)固定，保證其安裝過(guò)程中的穩(wěn)定性。

3 傳統(tǒng)施工方法和拼裝施工方法對(duì)比分析

傳統(tǒng)施工方法是將單根鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎或焊接，而在焊接過(guò)程中有豎向焊接作業(yè)現(xiàn)象出現(xiàn)；鋼筋骨架拼裝法在其制作的過(guò)程中，可采用集中場(chǎng)制，降低了施工難度，并且焊縫方式為平行焊接，保證了鋼筋骨架的焊接質(zhì)量。

傳統(tǒng)施工方法是人工將單根鋼筋運(yùn)到指定為位置，在進(jìn)行架立和安裝作業(yè)；鋼筋骨架在拼裝過(guò)程中，使用汽車(chē)吊車(chē)直接將其運(yùn)到指定位置，一定程度上減少了人工安裝單根鋼筋環(huán)節(jié)，綜合利用機(jī)械化程度增大，從而提高了施工效率。

傳統(tǒng)施工方法是將單根鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)綁扎作業(yè)，從基坑開(kāi)挖完成到框構(gòu)橋施工完成和基坑回填完成花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)；鋼筋骨架拼裝法減少了在施工場(chǎng)地的作業(yè)時(shí)間，一定程度上提高了框架橋完成的速度，減少了基坑占用時(shí)間，降低了深基坑基坑不確定性風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）鋼筋骨架拼裝法一方面采用集中場(chǎng)制，降低了施工難度，另一方面將豎向焊接作業(yè)轉(zhuǎn)變成平行焊接作業(yè)，保證了鋼筋骨架的焊接質(zhì)量。

（2）鋼筋骨架拼裝法綜合利用機(jī)械化程度增大，提高了施工效率。

（3）鋼筋骨架拼裝法減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間，提高了框構(gòu)橋的完成速度，而且降低了深基坑深基坑基坑不確定性風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率。