客运专线32m箱梁钢筋施工技术

中铁十九局第五工程有限公司路桥二公司

李光鑫

  摘  要  本文介绍了武汉至广州高速铁路客运专线32m箱梁钢筋绑扎及吊装施工技术。32m箱梁采用底腹板、顶板钢筋分体绑扎，后吊装对接的施工方法，钢筋绑扎利用底腹板、顶板绑扎胎具进行准确定位、绑扎成型，然后分两次用2台50t龙门吊配合专用钢筋吊具吊装入模板内。通过实践这一工艺的应用保证了钢筋骨架的成型质量，提高了钢筋骨架的成型速度，也减少了钢筋绑扎占用台座的时间，提高了台座的周转速率。

  关键词  箱梁  钢筋  绑扎  胎具  分体  吊装  技术

一、概   述

钢筋分体绑扎后吊装对接的施工技术是中铁十九局从秦沈客运专线24m箱梁预制开始一直应用和完善的大型钢筋骨架施工方法。为了进一步完善施工技术，使该技术更加标准化，有必要对钢筋绑扎的具体控制措施、对钢筋的设计及钢筋的吊装等做细致的总结。

    钢筋在胎具上的分体绑扎使箱梁预制的底腹板钢筋绑扎、顶板钢筋绑扎、模板拼装等几个工序可以平行施工，大大节省了制梁周期。但是采取这种施工方法有以下几个问题：（1）钢筋在绑扎过程中如何保证定位的准确；（2）钢筋骨架的吊装过程吊具的要求及如何保证钢筋骨架不产生较大变形。针对这些问题本文结合实际施工给出了具体解决的措施。

二、32m箱梁顶、底板钢筋绑扎胎具及吊具的设计

1.32m箱梁钢筋绑扎

武广客运专线32m箱梁底板宽5.5m，顶板宽13.4m，梁高3.05m，腹板倾斜角度104°。在针对如此庞大的钢筋骨架绑扎过程中钢筋位置及间距如何得到精确控制方面我们采取了以下措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　       表１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

根据客运专线预应力混凝土预制箱梁对钢筋绑扎的技术要求（见表１），在胎具制作过程中严格控制尺寸，使各部位与设计位置偏差在10mm内。

(1)底腹板胎具的制作

内容：胎具基础的浇筑、钢结构胎具的制作、预埋设施模具的制作与安放、钢筋位置的确定与标示。

为了保证胎具底部的水平，制作胎具前在地面硬化钢筋绑扎胎具的基础，精确控制标高，使各个位置高差≤10mm。

胎具钢结构部分的制作：为了保证胎具的刚度足以承受钢筋重量和钢筋绑扎的可行性，通过计算设计如下：底板纵向设L35角钢4道，角钢顶面为梁体钢筋底，角钢底为梁体底面，横向设L50角钢17道，为保证底层横向主筋与主筋上纵向分布钢筋的绑扎，横向角钢高出纵向角钢30mm，并且在横向角钢上对应分布钢筋的位置开深度为15mm，宽度为1.25d（d为钢筋直径，有双筋时d为双筋直径和）的矩形槽口。腹板设I10人自架9道，高度2.55m，底宽1.0m，坡度104°，间距除首尾为4.3m其余为4.0m均匀布置，每道人字架中部设[10拉结，在人字架高0.6m和2.0m处设两道纵长L5角钢，在相应腹板钢筋位置开深度为15mm，宽度为1.25d（d为钢筋直径，有双筋时d为双筋直径和）的矩形槽口，角钢外侧面为梁体腹板外侧，在腹板两道角钢外侧背焊[10亿保证刚度要求。另外为精确腹板纵向分布钢筋的绑扎，在人字架相对纵向分布筋的高度处设内径22mm钢管，绑扎时配外径20mm钢管对腹板分布筋进行定位确保绑扎准确。

底腹板胎具制作的最后是梁体各预埋设施模具的定位安装，在底腹板绑扎胎具上，需要进行提前定位的有腹板通风孔、底板泄水孔和支座板定位模具，腹板通风孔模具在距梁体底面高度1.9m处，对应通风孔纵向位置分别安装φ170定位模具（通风孔为φ100，为保证钢筋保护层厚度模具尺寸为φ170），在底板相应位置安装φ150泄水孔定位模具（通风孔为φ90，为保证钢筋保护层厚度模具尺寸为φ160），在支座板相应位置安装与支座板1：1比例模具，支座板模具的制作与安装要求准确，误差≤2mm，以保证底腹板钢筋对接时的顺利。

在钢筋绑扎胎具制作完成后，须在重要钢筋位置做标记，如定位网片处、底板孔道两侧箍筋处等，以方便绑扎和避免为其他工序施工带来不便。

                             底腹板绑扎胎具设计图正面

                            底腹板钢筋绑扎胎具

(2)顶板胎具的制作

顶板胎具完全采用钢结构，下部支撑采用[8，顶板胎具上部设纵向L50角钢11道，在顶班钢筋相应位置开深度为15mm，宽度为1.25d（d为钢筋直径，有双筋时d为双筋直径和）的矩形槽口，根据顶板外形尺寸严格控制胎具尺寸，各部位误差≤10mm，高程≤20mm。顶板胎具所需安装的预埋件模具为φ230顶板泄水孔模具（通风孔为φ160，为保证钢筋保护层厚度模具尺寸为φ230）。同样在顶板绑扎胎具制作完成后须进行钢筋的标示，顶板钢筋标示主要为纵向顶板箍筋、分布钢筋和横向主筋的位置标示。

另外顶板钢筋在绑扎过程中存在着上下层钢筋之间支撑问题，在这一问题的处理上一般是采用钢筋制成的三角形马蹬，考虑到马蹬的制作比较复杂（顶板处有变截面），而且经济上也存在浪费，我们经过反复研究最后采取了用钢管架加调整丝杠，在调整丝杠顶用钢管调平的方法取代马蹬施工，其优点在于可以缩短施工时间，而且施工方便，调平也比较简单，在经济比较上钢管架加调整丝杠属于可重复利用资源，经济效果较好。

                                   顶板钢筋绑扎胎具

                                   顶板绑扎胎具设计图正面

2）钢筋的绑扎

    底腹板钢筋绑扎胎具和顶班钢筋绑扎胎具的应用，为钢筋骨架绑扎提供了方便、准确的模具，是钢筋绑扎无论从质量上还是从进度上都得到了可靠的保证，一般底腹板绑扎12人2天即可完成，顶板15人3天即可完成。在钢筋的绑扎过程中我们还采取了其他控制尺寸的方法，比如在底腹板绑扎过程中，采用内腔变截面定位模具，将内腔尺寸、坡度等精确控制在允许误差范围内。内腔定位模具使用L35安内腔设计尺寸制作而成，轻便、实用，在绑扎内腔钢筋时，2人将内腔定位模具抬放在底板顶层钢筋上，然后进行腹板内侧钢筋的绑扎，这样可以较好的完成内腔钢筋的绑扎，为钢筋骨架吊装入模后内模的顺利安装、腹板内侧钢筋保护层尺寸的精确作了很好的保障。

2.钢筋的吊装

32m箱梁钢筋的吊装我们采用两台50t龙门吊配合自制吊具进行作业。

1）吊具的结构设计

    32m箱梁钢筋总重约59，其中顶板钢筋重约35t，底腹板钢筋重约24t，根据钢筋重量吊具设计如下：钢筋吊具骨架采用方钢加斜向圆管连接方式，上下层骨架间距1.2m，骨架由纵向长31.4m，100mm*100mm*5mm方钢3根，横向5.9m，[80共21根，下层钢骨架与上层相同，通过φ30mm*2mm圆管和100mm*100mm*5mm方钢将上下层钢骨架连接成整体行架，即构成31.4m*6.2m*1.2m的钢筋吊具主体，为了控制顶板钢筋在吊装时钢筋骨架的变形，吊具主行架两侧架设2.7m长，φ50mm*2mm圆管，并用φ12钢筋将钢管与吊具连接牢固。

吊点的设置在吊具主行架中心及两侧各1.6m处分别设置吊点，吊点采用铁链套调节螺丝，这三排63个吊点处铁链长3.4m(底腹板钢筋高度为2.98m)，在吊装顶板和底板过程中，这63个吊点始终应用。在吊具主行两侧分别设吊点，这两排42个吊点处铁链长0.7m，在吊装底腹板过程中应用这42个吊点，主要是控制底腹板钢筋在吊装过程中腹板向外的张开变形。在吊具两侧φ50钢管端头分别设置吊点，这两排42个吊点铁链长3.4m，在顶板吊装时应用，在这里应该注意的是吊装链长度应控制精确，两两偏差≤1mm，以满足吊装过程中钢筋变形要求。

(2)吊具受力检算：

吊具设计吊装能力：考虑龙门吊可吊重100t，吊具自重约8t，吊装顶板时顶板钢筋重约35t，龙门吊承重满足。吊装顶板时共有吊点105个，钢筋重35t，则每个吊点承受拉力为35000*9.8/105*1.25（安全系数按1.25考虑）为4083N，吊点最薄弱处为φ50钢管端头的两吊点，现仅以这两个吊点之一检算：

吊点处所受应力：计算得，F=4083N

由于吊点处钢管为受压构件不许检算，须检算的为φ12抗拉强度。

可计算出φ12所受拉力，σ=22.23Mpa<170Mpa

可见远小于Q235 钢筋许用应力，所以吊点设计均满足要求。

吊具主行为刚性结构挠度可以满足钢筋变形要求。

                                 吊具正面设计图 

                                  钢筋吊具

三、钢筋绑扎胎具及吊具的优点和施工要点

1.钢筋绑扎胎具及吊具的优点

(1)在绑扎胎具上绑扎钢筋能够较好的控制钢筋的尺寸，使绑扎准确。

(2)绑扎胎具的应用可以使施工作业流畅，避免了在模板内绑扎钢筋的台座周转慢、劳动强度大、钢筋成型后难以调整、模板不好清洁等诸多问题。

(3)在绑扎胎具上定位预应力孔道定位网片更简便，而且调整更容易，使预应力箱梁成品质量得到可靠保证。

(4)顶板、底腹板钢筋绑扎胎具的应用大大缩短了钢筋骨架的成型时间而且可以使很多作业平行进行。

(5)钢筋吊具的应用减小了钢筋在吊装过程中的变形。

(6)吊具的应用也提高了钢筋的入模速度。

(7)吊具的应用间接的提高了台座的周转时间，增加了工效，使钢筋的分体绑扎入模对接变得可行。

2．钢筋绑扎胎具及吊具的施工问题

(1)钢筋吊装过程中须严格检查每一个吊钩的挂钩情况，否则一个吊钩脱钩易引起连锁反应，造成重大事故。

(2)吊装过程要注意两龙门吊需同步较好否则易导致钢筋变形。

(3)钢筋绑扎后需要定期对绑扎胎具进行尺寸校核，以免钢筋出现较大偏差。

(4)钢筋绑扎过程中必须按照标示摆放钢筋。

(5)钢筋绑扎胎具占地大，须提供较大场地（一般占用场地为40m*12m）。

(6)钢筋绑扎胎具顶部防雨、遮阳措施制作较复杂。

四、钢筋绑扎及吊装施工技术要点

1.钢筋绑扎施工技术要点

绑扎底腹板钢筋时，在绑扎好底板钢筋的下层后，应安放预应力孔道定位网片，定位网片安放必须按胎具上标示位置准确放置（否则将引起预应力孔道坐标变化，使孔道成形不准确）。每片定位网片应严格按照孔道坐标制作，网眼尺寸比成孔橡胶棒大5-8mm，在绑扎其他梁体钢筋时如果梁体钢筋与定位网片有冲突，适当移动梁体钢筋位置或适当弯折梁体钢筋。在各个预埋件位置处的定位钢筋可在预埋件处适当调整位置，其他位置应严格按设计位置绑扎，以保证绑扎后的钢筋间距。绑扎底板钢筋上层时，每50cm设置一道长6m的[100，加两端可调整马蹬定位上层钢筋网片高度，保证底板厚度准确。

绑扎好的钢筋按要求安装与箱梁混凝土同标号的混凝土垫块，垫块绑扎按梅花形布置，间隔0.8m(特殊部位如底腹板端头处钢筋密集，为防止吊装后保护层脱落可作适当加密),垫块需绑扎在钢筋十字接头处，以保证垫块牢固，防止钢筋吊入模板后由于垫块脱落或偏斜导致保护层厚度不符合要求。吊装前须在底腹板钢筋上做出中线标记且在侧模两端头安装4个定位保护层厚度的限位角钢（限位角钢为两个1.5m长50角钢背焊，以4个螺栓固定在侧模相应开孔处），在钢筋吊装入模时，既要顺限位角钢入模又要对正钢筋与模板的中线，保证钢筋骨架入模准确。

2.箱梁钢筋吊装施工技术要点及安全重点

在吊装钢筋时，起吊钢筋骨架吊点纵向间距不得超过3.5m，横向不得超过2.0m，吊点不能直接挂梁体钢筋，须插入长0.5m，直径不小于16的螺纹钢，吊钩挂在其上，而且必须保证吊钩的垂直，以免造成脱钩及钢筋骨架的变形。吊装底腹板钢筋时，由于端头处有预埋支座板，所以对位时要保证精确，否则底腹板钢筋就位会很困难。首先，将钢筋骨架缓缓下落至离模板300高，稳住大钩，观察钢筋骨架纵向、横向是否偏位，若偏位大于10mm，则需相应点动大车或小车将位置调整准确，然后再慢慢点动下落底腹板钢筋，边下落、边调整，直至底腹板钢筋完全就位。顶板钢筋吊装后与底腹板钢筋对接时，须将部分底腹板和顶板联系钢筋放于对接完成后在进行绑扎，否则将影响顶板钢筋和底腹板钢筋的对接质量及进度。

由于吊具中含铁链和焊接部位，吊装结束后须仔细检查吊点，是否有断链或脱焊。吊装过程钢筋骨架底不得站人，以防钢筋骨架上未清理干净的废钢筋掉落发生危险，起吊、下落过程也要十分注意。

五、结束语

根据钢筋绑扎胎具绑扎和吊具吊装的实际应用，此工艺比较实用，比较完善。24t底腹板钢筋10人3天即可完成，4人1.5小时即可吊装入模（龙门吊吊吊具至钢筋对位完成），35t顶板钢筋15人4天即可完成，2小时即可对接完成（龙门吊吊吊具至钢筋对位完成），大大的提高了工作效率，同时也保证了施工质量。

参考文献

1.铁路桥梁钢结构设计规范《TB10002.2—99》

2.《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号

3.《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号

4.《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》