“钢筋整体预装法”桥梁下部结构快速施工工法.pdf

1、“钢筋整体预装法”“钢筋整体预装法”桥梁下部结构快速施桥梁下部结构快速施工工法工工法目目 录录 1、前言.1 2、工法特点.1 3、适用范围.1 4、工艺原理.1 5、施工工艺流程及操作要点.2 5.1 施工工艺流程.2 5.2 操作要点.2 6、材料与设备.9 6.1 材料.9 6.2 设备.9 7、质量控制.9 7.1 技术规范.10 7.2 质量控制具体指标.10 7.3 质量保证措施.10 8、安全措施.10 9、环保措施.11 10、效益分析.11 10.1 经济效益分析.11 10.2 社会效益.12 11、应用实例.12 11.1 龙灵山周边配套基础设施建设项目.12 1“钢筋整

2、体预装法”桥梁下部结构快速施工工法“钢筋整体预装法”桥梁下部结构快速施工工法 1、前言、前言 随着科技的发展,在交通建设工程领域人们越来越注重采用结构合理、经济实用、安全快速的施工工艺来辅助完成混凝土构筑物的建造。交通高架桥下部构造通常采用单、双柱墩，墩形通常采用直线式墩柱或曲线式墩柱。传统的下构施工工艺通常为现场绑扎承台钢筋，预埋墩柱主筋，承台施工完成后，通过现场搭设脚手架进行墩柱钢筋绑扎施工。此施工工艺需要现场需要一定施工场地堆放钢筋，施工人员对墩身主筋现场逐根接长，水平箍筋逐层绑扎，施工周期长，墩身钢筋线形差，墩柱钢筋现场绑扎安全风险大，质量问题多。中交第二航务工程局有限公司在承建的龙灵

3、山周边配套基础设施建设项目建设过程中进行研究与总结，形成“钢筋整体预装法”桥梁下部结构快速施工工法。2020 年 10 月 27 日实用新型专利用于桥梁结构物模板测控定位装置（ZL202020051283.3）获得授权；2021 年 4 月 17 日该工法被评为中交二航局企业工法；2021 年 5 月 20 日本工法的关键技术经中国公路建设行业协会专家委员会评价，达到国内先进水平。本工法关键技术已成功应用于龙灵山周边配套基础设施建设项目桥梁下构施工，取得良好的社会效益。2、工法特点、工法特点 2.0.1 安全：通过后场绑扎前场吊装的施工工艺降低了高空作业时间，减少了高空作业风险。2.0.2 质

4、量好：钢筋笼在胎架上绑扎，钢筋绑扎质量优于现场绑扎。2.0.3 经济：墩柱钢筋现场绑扎工效低且需起重设备随时配合，本工法施工工艺节省人工及设备费用。2.0.4 方便：占地小，无需安排场地堆放钢筋，钢筋笼运送到现场直接安装。2.0.5 适用范围广，可作标准化施工推广应用。3、适用范围、适用范围 本工法适用于市政桥梁下部结构施工。4、工艺、工艺原理原理 4.0.1 通过先调直桩头钢筋，再吊装承台钢筋最后调节桩头钢筋并安装桩头箍筋的方式使承台钢2 筋吊装成为可能；通过布置劲性骨架对桥梁下部结构钢筋进行固定，选取劲性骨架加强处作吊点进行整体吊装。4.0.2 将桥梁下构钢筋拆分为多个模块，分次吊装，连接

5、部分现场绑扎。4.0.3 延长墩柱主筋固定在承台垫层作为支撑点，使墩柱钢筋笼整体支撑在承台垫层上，通过风揽接地锚的方式固定墩柱钢筋笼。4.0.4 设计定位装置控制钢筋安装平面坐标准确性，调整支撑钢筋长度控制墩柱钢筋笼高程，通过风揽调节墩柱钢筋垂直度。5、施工工艺流程及操作要点、施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 图 1 桥梁下构施工工艺流程图 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 测量放样 3 由测量人员在承台垫层上放出承台钢筋笼角点位置（坐标通过承台结构坐标及保护层厚度推算），并做好标记；复核承台垫层高程，确保承台结构高程。5.2.2 承台钢筋安装及合模（1）承台钢筋笼

6、制作承台钢筋笼后场胎架上进行绑扎，绑扎时适当调整承台底部主筋间距，预防吊装时桩头钢筋无法穿过；底部横纵向主筋进行点焊连接，使承台钢筋连成一个整体。侧向面筋另用两根直径 28 的钢筋呈 X 型加固，确保钢筋笼运送吊装过程中不会变形散架。（2）承台钢筋笼劲性骨架及吊点设计在承台钢筋宽度方向两侧 1/4 处布置 2 根工 20 型钢做为进行骨架，劲性骨架焊接在承台底部主筋上，在工 20 型钢两侧 1/4 处布置吊点。（3）承台钢筋笼运输及安装承台钢筋笼通过平板车运输，每 1m 垫一道 10cm 方木，钢筋笼通过缆绳与平板车固定，平板车在运输过程中行驶的最高速度不超过 40km/h，转弯时必须慢速通过

7、。钢筋笼吊装前先将桩基桩头钢筋调垂直，然后现场绑扎承压网片。承台钢筋到达施工现场后先在钢筋笼侧面标记桩基中线位置；承台钢筋重约 8.6t，吊距约 10m，选用 50t 汽车吊进行吊装，吊装时采用 4 点吊装缓慢将钢筋笼吊起，通过风揽调整钢筋笼方向，缓慢吊至桩头钢筋上方，通过标记粗调钢筋笼位置，当钢筋笼偏距小于 3cm 时落下钢筋笼，在钢筋笼离承台垫层 10cm 时停止下放，按照测量标记的钢筋笼角点进行细调，直至钢筋笼平面偏差小于 1cm 时落下钢筋笼。调节桩头钢筋并安装箍筋，拆除劲性骨架，吊绳测量钢筋笼垂直度，通过 1t 手拉葫芦调整垂直度，安装承台模板。5.2.3 墩柱钢筋放样 由测量人员复

8、核承台模板并在承台钢筋面上放出墩柱钢筋笼角点并标记，技术员根据墩柱钢筋横断面大样图设计一道定位箍筋，定位箍筋需能刚好套住墩柱主筋。现场施工人员根据测量人员放样标记将定位箍筋焊接于承台钢筋上表面。5.2.4 墩柱钢筋安装（1）墩柱钢筋笼制作墩柱钢筋在胎架上绑扎，使用钢筋加工厂桁车翻面。根据墩柱钢筋数量和种类等情况，钢筋骨架四周角点处设置定位、定型卡具板保证墩柱主筋定位准确。每隔 1.5m 设置一道固定立撑支架，以防 4 墩柱钢筋发生变形。最后将定型卡具板固定在立撑支架上，形成钢筋骨架整体绑扎定型胎架。如果墩柱高度较大，可考虑将墩柱钢筋笼分节段制作，考虑方便运输，节段长度宜为 8-12m，主筋交错

9、布置，采用螺纹套筒连接，接头处箍筋集中套在下面节段钢筋笼的顶部，不要点焊，用铁丝固定，钢筋笼加工完成后需进行试拼并做好标记。图 2 墩柱钢筋笼绑扎示意图（2）墩柱钢筋笼劲性骨架及吊点设计 劲性骨架在制作加工前，为保证骨架线性精度，技术人员在平整场地画出墩柱钢筋笼标准断面大样图，经墩柱钢筋笼断面大样图复核劲性骨架尺寸，确认后在钢筋笼主筋内圈进行工 10 型钢方形拱圈焊接加工，每隔 2m 设置一道劲性骨架，以保证墩柱钢筋笼整体不发生变形。5 图 3 墩柱钢筋笼劲性骨架示意图 选取墩柱钢筋骨架箍筋段长度 1/6-1/5 和劲性骨架加强处作为吊点。在吊点处型钢劲性骨架下插入直径 5cm 钢棒,配备 4

10、 条钢丝绳，钢丝绳与钢棒之间通过卸扣连接。当起吊前经计算钢丝绳与钢筋骨架主筋夹角在 60以上，主吊钩下设型钢吊装模具,型钢吊装模具与墩柱钢筋骨架间通过钢丝绳相连接，钢丝绳与吊装模具通过同样方式卸扣连接。图 4 墩柱钢筋笼吊装示意图（3）墩柱钢筋笼吊装支撑装置设计 墩柱钢筋笼固定装置为延长主筋设置墩柱钢筋支撑点，在墩柱钢筋笼底部设置主筋数量 1/3 的C28 钢筋底撑，将钢筋底撑与墩柱钢筋笼主筋焊接并固定至承台垫层，使钢筋笼整体支撑在承台垫层上。6 图 5 墩柱钢筋笼底撑固定装置（4）墩柱钢筋笼运输 墩柱钢筋笼后场预制好后，采用桁车进行装车，钢丝绳连接到位后,将整个钢筋骨架缓缓提升1020cm，

11、拆除各支撑架四周定型卡距板。作业完成后，将墩柱钢筋笼调运至平板运输车。墩柱钢筋笼自重大、长度长，运输时选用大型平板运输车。首先在平板车上每隔 1m 设置一道 10cm通长方木并将方木与车体固定。待墩柱钢筋笼放好后,将钢筋笼与车体采用细钢丝绳捆绑固定；并在车尾处设置明显的警示标志。平板车在运输过程中行驶的最高速度不超过 40km/h，转弯时必须慢速通过，遇到小半径弯道时，需排专人引导。（5）墩柱钢筋笼吊装 单根方形墩柱钢筋笼最重约 8.8t(墩高10m),现场选用 50t 汽车吊整体吊装的方式安装，钢筋笼吊装时采用 4 点吊装。吊车主副钩配合将钢筋笼吊起，从定位箍中将钢筋笼插入承台。7 图 6

12、双柱式桥墩钢筋笼吊装示意图 钢筋骨架就位后，利用四根揽风绳调节其垂直度，揽风绳通过打设在地面上的型钢锚固桩固定，揽风绳与水平夹角不得大于 45。墩柱钢筋笼的垂度调节时，由测量全程监控，从两个方向校验其垂度，通过吊车的微小摆动及松紧揽风绳使其垂度满足设计要求。垂度调节时先采用吊铅垂的方法,初步调节,然后采用全站仪进行精调，墩柱钢筋安装偏差在1cm 范围内以方便后续墩柱合模施工。墩柱钢筋骨架定位完成后，测量再次复测骨架的平面位置、垂直度、高程是否满足设计要求,复测合格、确认无误后,承台内墩柱钢筋的预留部分按 1/3 主筋比例设置墩柱钢筋底撑支撑点，,同时墩柱钢筋骨架与承台钢筋焊接固定，固定完成。超

13、长墩柱多节钢筋笼第二节及以上需在脚手架搭设完成后开始安装，按照试拼时做的记号对好钢筋位置，用线垂控制好垂直度，拧紧螺纹套筒。将固定接缝处箍筋的铁丝解开，将箍筋均匀布置于连接处并绑扎牢固。5.2.5 承台浇筑及养护 承台一次性浇注成型，浇筑前，检查模板加固情况、墩柱钢筋预埋情况等，检查混凝土浇筑材料、机械设备准备情况，满足要求后方可浇筑混凝土。承台大体积混凝土，选取在一天中温度较低时刻进行浇筑，为减少水化热带来的温度荷载，宜选用低中热水泥品种，并掺入粉煤灰、减水剂等。混凝土浇筑采取多点布料、水平分层浇筑，并要求在下层混凝土初凝前完成上层混凝土的浇筑。8 严格控制分层厚度 30cm，承台厚度超过

14、2m 时，在浇筑点必须布置串筒，防止混凝土离析。混凝土振捣采用50 插入式振捣棒进行振捣，振捣时应快插慢拔，振捣至该处混凝土不再下降，气泡不再冒出，表面出现泛浆。混凝土浇筑前在模板边缘设置标高控制点，在钢筋骨架上按间距 3m 梅花形布设标高控制钢筋，并标画出混凝土顶面的标高，施工至混凝土顶面时利用标高点带线进行混凝土顶面找平。承台浇筑完成后需覆盖土工布洒水养护。承台混凝土强度达到 2.5MPa 以上时，拆除承台模板。模板拆除后清理表面混凝土残渣，同时对墩身范围进行人工凿毛。5.2.6 墩柱脚手架搭设 承台养护回填后进行脚手架搭设，采用双排外盘扣支架作为施工平台，超出承台部分底部硬化10cm 厚

15、 C20 砼。墩柱双排外脚手架相邻水平杆步距 1.5m，立杆纵距 1.2m，立杆横距 1.2m。沿架体外侧纵向每 5 跨每层应设置一根竖向斜杆，端跨的横向每层应设置竖向斜杆，双排脚手架每步水平杆层当无挂扣钢脚手架板加强水平层刚度时，应每 5 跨设置水平斜杆。脚手架搭设应按立杆、横杆、斜杆、连墙件的顺序逐层搭设，每次上升高度不大于 3m。底层水平框架的纵向直线度应L/200；横杆间水平度应L/400。脚手架的搭设应分阶段进行，第一阶段的撂底高度一般为 6m，搭设后必须经检查验收后方可正式投入使用。脚手架搭设到顶时，应组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收，及时解决存在的结构缺

16、陷。每搭完一步支架后，按规定校步距、纵距、横距、立杆的垂直度。5.2.6 系梁绑扎及墩柱合模 系梁支架搭设完成后进行系梁模板的安装，模板安装完成进行精调加固。系梁钢筋安装时需注意预留保护层空间，扎丝一律甩头向内，避免砼浇筑后影响外观质量及钢筋保护层厚度。墩身模板采用定型大块钢模板，墩身模板委托专业模板厂设计，通过计算审核后进行模板加工制作，通过模板背部设置法兰来保证模板刚度，在施工时确保模板变形满足要求。墩柱模板安装使用汽车吊配合，安装前需进行打磨并涂刷脱模剂。拼装采用带线法调直，垂球控制其垂直度，相邻两大块模板间的接缝都用双面胶贴在模板的接缝处以防漏浆。模板调整到墩柱的设计尺寸，测量校核，满

17、足要求后加固所有螺栓及对拉螺杆。5.2.7 墩柱浇筑及养护 9 混凝土浇筑前，应对支架、模板、钢筋进行检查，并做好记录，符合设计要求。并经验收合格后方可进行浇筑。墩柱高于 11m 分两次浇筑，第一次浇筑全部墩高的 1/2，第二次浇筑剩余部分。两次浇筑接缝位置需凿毛，凿毛效果符合要求，第二次浇筑前在接缝位置适度洒水但不得有积水。浇筑混凝土坍落度为 160180mm，采用泵送浇注方式。混凝土通过钢模内的串筒下料，避免混凝土落差过大而离析。砼振捣采用插入式振捣棒，分层浇注，振捣密实。混凝土浇筑期间应注意查看模板螺栓连接是否牢固，避免跑模发生。浇筑完成后，尽快收面、使用塑土工布覆盖并洒水养护，砼浇筑终

18、凝后，强度达到 50%后方可悬臂侧模拆模，强度达到 75%后方可拆除系梁底模模板。拆模完成后塑料使用薄膜全覆盖墩柱，喷淋养护。6、材料与设备、材料与设备 6.1 材料材料 表 1 主要材料计划表 序号 材料名称 规格 用途 1 钢制胎架 定制 加工钢筋笼 2 工字钢 工 10 劲性骨架 3 工字钢 工 20 劲性骨架 4 钢筋 C16 定位箍 5 钢筋 C28 支撑钢筋笼 6 混凝土块 1*1*1m 固定钢筋笼 7 方木 1010cm 运输中支垫钢筋笼 6.2 设备设备 表 2 主要施工机械设备 序号 设备名称 型号规格 用途 1 吊车 50t 钢筋笼吊装 2 平板车 12m 钢筋笼运输 3

19、水车 12t 养护、降尘 4 喷淋系统/降尘 10 7、质量控制、质量控制 7.1 技术规范技术规范 7.1.1公路桥涵施工技术规范（JTG T3650-2020）；7.1.2公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2017）。7.1.3城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ2-2008）。7.2 质量质量控制具体指标控制具体指标 表 3 装配式墩柱钢筋施工质量标准 序号 项目 规定值或允许偏差 1 受力钢筋间距 5mm 2 箍筋间距 10mm 3 保护层厚度 5mm 4 钢筋笼顶面高程 10mm 5 轴线偏位 10mm 6 混凝土强度 符合设计要求 7 承台尺寸 30mm 8 承台轴线

20、偏位 15mm 9 承台顶面高程 20mm 7.3 质量保证措施质量保证措施 7.3.1 建立质量保证体系，并按照体系要求进行职能分工，责任落实到人；同时制定奖惩办法，调动各级人员的积极性，从而使质量目标得以实现。7.3.2 编制质量计划，设置质量控制点。设置施工专职质检员，做好各工序的质检工作，要求上一道工序不合格，不允许进入下一道工序施工。7.3.3 现场统一管理，认真做好质量检查制度，根据设计图纸、文件及施工规范的要求，实施全方位、全过程的跟踪检验和控制。7.3.4 严格按照施工方案和技术交底的要求进行钢筋笼安装施工，确保施工质量。7.3.5 钢筋、焊条等原材料进厂时应有质量保证书，保证

21、资料齐全，对进场材料进行复验检查，试验合格后使用。7.3.6 特种作业人员需持证上岗。8、安全措施、安全措施 8.0.1 建立健全安全保证体系和以预防为主的安全保证方针，设置现场专职安全管理员及责任人。11 8.0.2 严格按照施工规范和安全操作规程施工，施工现场各种安全防护措施必须设置齐全，严禁违章操作野蛮施工。8.0.3 开工前必须对施工队伍进行详细书面的安全交底，交底内容必须有针对性，并注明施工中应注意的事宜与禁止事项。8.0.4 特殊工种的操作人员需进行安全教育、考核及复检，严格按照特种作业人员安全技术考核管理规定且考核合格获取操作证后方能持证上岗。8.0.5 在工程现场周围显目位置处

22、设置警告、危险标志等安全标志和标识牌。8.0.6 严禁上下同时作业，防止高空坠落。8.0.7 钢筋笼吊装时，必须专人指挥，夜间操作时必须有足够的照明设施，现场专职人员进行巡查，发现问题及时处理。8.0.8 在设备正式启动之前，进行全面的检查，在确认设备正常以后才能启用。8.0.9 现场严禁烟火，并要求配备灭火设备。8.0.10 基坑开挖深度达到 2m 及以上时，周边必须安装防护栏杆。栏杆高度大于 1.2m，立杆间距小于 2m。9、环保措施、环保措施 9.0.1 施工过程中，应严格遵守国家及地方有关环境保护的法律、法规，防止对附近周边造成环境污染。9.0.2 建立工地环保制度，对全体施工人员进行

23、环保教育，使作业人员从思想上认识环保的重要性。9.0.3 采取有效措施控制现场的各种粉尘、废气、污水、固体垃圾及噪声振动对周围环境的污染和危害。9.0.4 施工设备进场前和施工作业中要严格维护、保养，做到排放达标。9.0.5 混凝土施工时洒落混凝土及时清理。10、效益分析、效益分析 10.1 经济效益分析经济效益分析 本工法采用装配式下构钢筋施工，在保证施工质量及安全的前提下，加快了施工进度，减少了人员设备的损耗，降低生产成本。该工法具有很强的经济优越性，以 1 个下构钢筋施工为例采用本工法与常规现场绑扎工艺进行经济对比如表 4。12 表 4 采用本工法施工经济效益分析表 序序号号 项目项目

24、单位单位 数量数量 原方案成本原方案成本（万元）（万元）本工法成本本工法成本（万元）（万元）节约成本（万节约成本（万元）元）备注备注 1 汽车吊租赁 台 1 266.56 31.36 235.2 采用本工法可节约工期42 天。2 人工 个 7 188.16 70.56 117.6 合计合计 352.8 采用本工法产生了直接经济效益 352.8 万元，缩短工期 42 天。10.2 社会效益社会效益 现浇高架桥梁下构装配化施工采用下构钢筋整体吊装，施工配套转运次数少，无需现场材料转运、存放等措施。场内钢筋骨架预制，避免了工人现场高空作业进行钢筋绑扎，降低了墩柱施工安全风险，并且有效解决了异型墩柱钢

25、筋骨架现场安装偏差，主筋、箍筋间距偏差，骨架定位后下沉及轴线偏位的难题；实现了下构钢筋预先后安装，后连续分次浇筑承台、墩柱混凝土，较常规工艺节省了下构钢筋现场绑扎工序，大大提高桥梁下部结构施工工效。现浇高架桥梁下构装配化施工是轨道交通工程高架段桥墩施工中新兴的一种施工技术，将下构钢筋整体吊装施工技术应用在轨道交通工程高架段，能有效地提高桥梁下构施工效率，降低施工成本，提高施工质量，因此，在实际施工过程中，合理的应用下构装配化施工技术，能确保桥梁高架下构施工的安全、快速、高质量进行，从而有效地促进我国交通工程的飞速发展。11、应用实例、应用实例 11.1 龙灵山龙灵山周边配套基础设施建设项目周边配套基础设施建设项目 龙灵山周边配套基础设施建设项目位于武汉市经济开发区，是武汉汉南至市中心的交通要道。本工程桥梁部分包含全力二路高架桥及三个匝道，共有承台墩柱 112 个，墩高为 7m14m。2020 年 9 月2021 年 5 月，本工程主梁采用钢筋整体预装法工艺施工桥梁下构，利用该工法在保证施工质量的同时又加快了施工进度、减少了施工成本，取得了成功的应用。