墩柱钢筋整体安装及模架一体化施工工法

墩柱钢筋整体安装及模架一体化施工工法

胡明

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司

前言

技术工艺随着社会发展而不断的创新改进，传统的墩柱施工工艺由于人员、成本投入多、施工周期长、安全风险大、质量不易控制等原因已亟待创新施工工艺。在上海S6公路新建工程5标和嘉闵北JMB1-4标的桥梁墩柱施工中采用钢筋整体安装及模架一体化施工，并总结和形成了墩柱钢筋整体安装及模架一体化施工工法，具有极强的实用和推广价值。

一．墩柱钢筋整体安装及模架一体化施工工法的原理和特点

墩柱钢筋整体安装及模架一体化施工工法是对原墩柱钢筋安装的方法进行改良的低成本、短周期、低风险的施工方法。它打破传统的墩柱钢筋分两部分加工，将承台内预埋钢筋部分和承台以上墩柱钢筋部分合二为一，成为一整体，在钢筋集中加工车间利用胎具集中加工整体钢筋笼，运至现场、整体吊装就位[1]。施工中无需搭设脚手架，采用模架一体化，只需在柱顶搭设操作平台，即可浇筑混凝土。

由于其施工周期短，统一配送、整体吊装，因而受外部环境的影响小。同时低劳动力、低造价的特点，使其被广泛的应用于吊装钢筋笼的墩柱施工。根据墩柱的高度可采取一次浇筑或者分节浇筑的方式进行，非常的便捷。

二．墩柱钢筋整体安装及模架一体化施工工法的操作要点

墩柱钢筋整体安装及模架一体化施工工法是一种方便快捷的施工方式，它的主要特点就在于转变了墩柱钢筋笼以及墩柱钢模板、操作平台制作与安装方式。因而笔者着重阐述上述内容的操作要点。

2.1墩柱钢筋笼制作与安装

2.1.1．钢筋胎具设计

采用型钢（如角钢、槽钢等）及抽拉杆根据设计的外形尺寸制作钢筋笼加工胎具，底面直接在型钢上等间距开槽，按照各间距最大钢筋直径进行，保证在加工小型号钢筋时，通过调整胎具能达到通用性[2]；侧面根据主筋间距采用抽拉杆等间距布设，胎具的尺寸必须精确，在加工每种钢筋笼前对调整后的胎具进行验收，合格后开始加工钢筋笼。

2.1.2.车间加工墩柱钢筋笼

在标准化加工车间配置数控弯曲机一台，提高生产效率的同时能准确控制下料精度，且误差一致。所有钢筋笼必须在胎具上进行CO2气体保护焊点焊加工，出厂验收时，需检查钢筋的焊接质量、总体外型尺寸和抗变形能力等。

钢筋笼在车间集中加工成型时，为保证钢筋笼的刚度，使之在运输、吊装过程中不变形，需采取在笼内设钢筋加强箍或用型钢对角加固等可拆卸措施。为了方便后续的模板安装，对钢筋笼制作要求较高，要确保主筋顺直、无变形，箍筋在同一平面上，无翘曲及凸起现象，墩柱主筋与箍筋、拉钩筋全部采用CO2气体保护焊点焊连接。为确保墩柱净保护层偏差控制在±5mm以内，需按照每平方米不少于4个布设强度不小于墩柱混凝土强度的可滚动的圆形混凝土垫块，防止整体套模过程中碰触模板而脱落。

完成加工后要注意选择加长的运输车，并使用垫块来保证其被完整的运到施工现场。

2.1.3测量放样

根据墩柱设计结构尺寸与线路位置关系，将墩柱外边线的方向线放样到承台模板上，并用细线拉出墩柱中心轮廓，作为墩柱预埋钢筋笼的基准线。为了避免墩柱钢筋笼预埋过程中与承台顶层钢筋位置冲突，要预留墩柱钢筋位置，待钢筋笼就位后，再后穿承台顶层预留钢筋。定位的允许偏差为10mm。

2.1.4.墩柱钢筋笼整体吊装就位

钢筋笼采用自制专用吊具进行吊装作业。出厂吊装（从车间吊至运输车）时，为使笼体受力均匀，防止钢筋笼吊装变形及焊点脱焊，需增加吊点，吊具采用工字钢制作，吊具上对称设置一定间距的吊环，适用于各种断面尺寸的钢筋笼吊装。

墩柱钢筋笼在承台钢筋绑扎完毕、模板就位加固之后整体运送至现场安装。根据墩柱的截面尺寸采用工字钢制作成扁担，扁担上对称设置一定间距的吊环，在钢筋笼顶端设置两吊点，作为主吊索，副吊点设在钢筋笼的下部约1/3处。加强箍筋与主筋连接处为吊点，吊环U型扣连接在加强箍筋处主筋外侧，吊索要等长，确保钢筋笼垂直。

钢筋笼插入承台及承台面以上50cm段的对拉钩筋和内箍筋先不安装，待墩柱钢筋笼吊装就位并采取合理措施固定后，绑扎插入承台部分钢筋，承台面以上50cm范围内的墩柱箍筋待承台混凝土面凿毛完成、清理干净后安装。由于整体钢筋笼重量大，全部作用于承台钢筋网片上，会使之变形。施工时墩柱主筋需要落地支撑，使主筋直接支撑在承台底垫层上，承台顶层钢筋分别与墩柱主筋点焊固定。

2.2.墩柱钢模板、操作平台制作与安装

2.2.1.模板制作

1）墩柱采用厂家定制整体钢模，无内拉杆设计。模板为4片式，钢面板背焊两层型钢骨架；在尽可能减少接缝要求下，根据墩柱高度均匀分层。

2）模板设计要充分考虑工人、机具、操作平台等荷载以及混凝土浇筑及振捣时的震动影响和侧压力，来设置面板背钢。操作平台要与钢模同时设计、加工安装，并同时投入使用，出厂的钢模附有相应的受力检算书。为确保模板拼缝严密，防止爆模现象的发生和拉杆拉伸变形及螺纹磨损，采用同等型号的精轧螺纹钢拉杆，确保强度。模板整体应稳定牢固，具有必要的强度、刚度和稳定性。

3）由于未搭设脚手架，安装及拆除模板时需要攀爬至一定高度拆卸螺杆，增加了作业过程中的风险。为确保安全，采用圆钢通长焊接到模板外侧围檩的四角上，涂黄漆加以颜色区别，保证安拆模板时任何一个角点都可以挂双扣安全带，随走随移。

4）操作平台与墩柱钢模同设计、同加工、同安装、同拆除。平台螺栓连接在墩柱模板上的围檩型钢上，在墩柱模板每面设置2道支撑，操作平台宽度要考虑到施工操作空间，四周设踢脚板，外围设钢管护栏，刷黄黑漆，同时采用密目网围护。必要时在系梁下和中上节模板间的水平缝向下约1.5m处设置二级平台，宽度0.6m，其承载能力考虑不小于100kg/m2，便于安拆螺栓，这也在设计加工模板时一并考虑。

2.2.2.墩柱模板及操作平台安装

1）模板进场后，将模板采用精轧螺纹钢连接成一整体，然后分节预拼装钢模板（直墩柱采用吊装整体钢模直接套装；花瓶型墩柱则采用分块拼装的方法），每节对齐后用定位销固定，并检查拼缝及错台情况，发现问题及时整改。

2）模板安装采用汽车吊机配合进行，按先下后上顺序依次安装。以有系梁的双墩柱为例，其他墩柱形式参考本工法执行[3]。首先整体套装下节模板，将下节模板根据承台上的墩模基准线精确定位加固后，方可安装上节模板，上下节水平接缝处用定位销固定牢固，工人可站在二级平台上，安全带挂在上节模板上。待上下节模板安装完毕后，安装带有操作平台的柱帽模板，如图所示。

3）模板安装过程中，要调整吊索长度一致，确保模板垂直，等截面墩柱在墩柱钢筋笼顶用钢筋做成棱锥当引导。作业人员安模作业时必须佩戴双扣安全带，套模过程中发现垫块脱落，立即停止作业，在原位增补后方可继续施工。

4）模板及平台安装完毕后，为调整墩柱垂直度和防止墩柱倾斜，在墩柱顶部四个方向设缆风绳，地锚必须稳妥，缆风绳采用软钢绳，受拉力满足要求，用紧线器上紧缆风绳。并对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行“三检制”检查。模板底部缝隙要有效封堵，防止烂根。为方便作业人员及机具的运送，可通过升降机或梯笼上下作业平台。

三、墩柱钢筋整体安装及模架一体化施工工法的实际案例分析

3.1案例概述

上海S6公路新建工程5标及上海嘉闵北JMB1-4标全线墩柱，均采用本工法，施工中未出现任何质量、安全事故，质量检查合格，墩柱成品内实外美，各项技术指标均满足设计及规范要求。

3.2效益分析

3.2.1社会效益

该工法施工操作简便，安全可靠，各工序衔接合理，施工周期短，避免了支架施工产生的大量场地占用，消除了对城市交通的严重影响。施工产生的噪音、粉尘等公害也得到了最大限度的降低，总体提升了桥梁施工技术水平和改善现场的安全、文明施工状况。工程建设时，周围的居民及企事业单位能正常生活及工作。新颖的工法技术将促进桥梁墩柱施工技术进步，社会效益和环境效益明显。

3.2.2经济效益

工艺成熟的模块化施工跟以前的墩柱结构施工相比，具有施工周期短、有效节约人力物力的特点，在现今社会劳动力紧缺环境下，减少劳动力，适当增加机械是适应现实社会的一大改革创新，具有与时俱进的意义。同时桥梁墩柱钢筋整体安装及模架一体化的施工工艺也能缩短施工工期、节约劳动力、节省脚手架租赁费用、少占土地、节约成本，为地方和企业带来经济效益。

结束语

钢筋集中加工、整体吊装、桥梁墩柱无支撑施工具有明显的节能减排、缩短工期、降低风险、减少人工、提高工效等优点，能有效提高桥梁墩柱施工效率，得到了业主和监理单位的高度认可。该施工工法在桥梁墩柱方面成功实施，安全质量可控、施工进度快，施工投入少，具有较高的推广应用价值。

参考文献：

[1]陈晨，於洋，陈仕颋.桥梁墩柱模架一体化施工技术[J].建筑施工，2015（2）：218-219.

[2]梁建锋，王新泉，周培康，等.板梁钢筋笼定型模架整体成型技术研究[J].山西建筑，2016，42（13）：165-167.

[3]孙新海，曲永.方形墩柱钢筋保护层厚度的控制[J].公路，2016（7）：136-139.