大吨位箱梁预制工法中钢筋工程的应用

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　　【摘 要】：后张法预应力箱梁施工是包括模板成型、钢筋绑扎与预应孔道布置、混凝土浇筑、预应力施加四部分组成的一套完整工法。本文主要从钢筋工程应用方面进行了分析，制定了一套切实可行的后张法预应力箱梁钢筋工程施工工艺，此工艺在近年的多条客专的箱梁预制得到广泛的应用，并取得了成功。
　　【关键词】：加工工艺骨架预制骨架安装 钢模型结构
　　【引言】：由于后张法预应力箱梁结构具有跨度大、施工方法灵活、结构钢度大、抗震能力强，行车舒适、外形美观等一系列优点而被广泛采用。近年来由于不断的采用新技术、新工艺、新材料，从而使上述优点更为突出，在近年的多条客运专线建设中得到广泛的应用。
　　1 钢筋加工工艺
　　1.1 钢筋接长
　　1.1.1箱梁钢筋主要有Ф22、Φ20、Φ18、Φ16、Φ14、Φ12，钢筋的接长采用闪光对焊，闪光对焊按工艺方法分为三种：连续闪光焊，预热闪光焊，闪光━预热━闪光焊。钢筋对焊接长参数包括：调伸长度、烧化留量(或一次烧化留量、二次烧化留量)、预热留量和顶锻留量(无电顶锻留量、有电顶锻留量)以及变压器级数、顶锻速度。焊前根据不同钢筋直径的规定选用不同的焊接方法，然后再选择不同的焊接参数。
　　1.1.2闪光对焊工艺流程
　　 1）连续闪光焊：准备工作（钢筋端部120mm范围内除锈、矫直、选择参数）→调整两钳口间的距离（根据选择参数定）、断路限位开关和变压器级数→打开冷却水阀，安放夹紧钢筋，接通电源→两极钢筋局部接触徐徐移动（形成连续闪光）→顶锻（有电顶锻，无电顶锻）→松开夹具→取出钢筋→堆放。
　　 2）预热闪光焊：准备工作（同上）→两钢筋端面交替接触和分开（引起断续闪光（指闪光预热法）或者发生电流脉冲（指电阻预热法）而实现预热）→顶锻（有电顶锻，无电顶锻）→松开夹具→取出钢筋→堆放。
　　 3）闪光-预热-闪光焊：准备工作（同上）→两钢筋端头局部接触形成一次闪光→两钢筋端面交替接触和分开→两钢筋端面接触形成二次闪光→顶锻→松开夹具→取出钢筋→堆放。
　　1.1.3在环境温度低于-5℃条件下施焊时，宜采用预热闪光焊或闪光―预热闪光焊；可增加调伸长度，采用较低变压器级数，增加预热次数和间歇时间。环境温度低于-20℃时，不进行施焊。雨、雪天不能在现场进行裸露施焊，必须施焊时，要采取有效遮蔽措施，焊后未冷却的接头不得碰到冰雪。在现场进行闪光对焊时风速超过7.9m/s时，要采取挡风措施。
　　1.1.4钢筋对焊接头外观质量要求满足接头处无裂纹，无烧伤，接头处的弯折角不得大于3°，接头处的钢筋轴线偏移不得大于0.1倍钢筋直径，同时不得大于2mm。钢筋闪光对焊接头的力学性能要求：拉伸试验、冷弯试验，其试验结果要符合JGJ18要求。
　　1.2 钢筋调直切断
　　 工艺流程：领料→确定调直机定尺撞块位置→切第一根料→首检第一根料→批量调直切断→码放转下道工序。
　　 从钢材库中领用合格的钢筋，然后根据施工图纸要求的下料长度调整调直机的定尺撞块位置，使定尺撞块的位置到调直机切断刀口的位置为下料长度，然后将钢筋的一头插入调直机内后，试开调直机切断第一根料后，核对下料长度在图纸要求的范围内，确认合格后开动调直机批量下料。
　　1.3 钢筋切断机切断
　　 工艺流程：备料→划线（固定挡板）→试断→成批切断→堆放。
　　 备料时将同规格钢筋，根据不同长度进行长短搭配，根据下料长度确定配料表，尽量减少浪费。
　　 在切断机和工作台（用槽钢制作，槽钢选用120×60×4的等边槽钢）固定的情况下，在槽钢上设置可固定断料的活动挡板，下料时以切断机的固定刀口作为起始线，活动挡板作为末端，为了取料方便，可在距离固定刀口600mm远处断开槽钢大约一个人的拳头大小距离。
　　1.4 钢筋弯制成型
　　 工艺流程：准备→划线→试弯→成批弯曲→堆放。
　　 钢筋在弯曲成型前，首先根据钢筋施工图纸熟悉钢筋的规格、形状和各部分尺寸，以便确定弯曲操作步骤和准备机具等。
　　在进行成批钢筋弯曲操作前，各类型的弯曲钢筋都要试弯一根，然后检查其弯曲形状、尺寸是否和施工图纸要求相符，如果不相符合应重新输入数据进行微调，最后使钢筋弯曲的各个尺寸符合施工图纸要求，再进行成批加工。
　　1.5 定位网片的制作
　　1.5.1定位网胎具的制作
　　1）根据管道坐标位置对定位网胎卡具进行设计和制作。
　　2）腹板定位网片与底板定位网片分别焊接；一个底板定位网片与对应的两个腹板定位网片焊接成整体后与梁体钢筋焊接固定。
　　3）采用角钢作为定位网胎具的钢结构材料，制作时以跨中为起点按照500mm一个间距确定为一个定位网片，尽量考虑同一个定位网胎具能够制作多个定位网片。
　　4）制作定位网胎具时要注意在同一水平面上，可防止在定位网胎具上焊接定位网片时出现网片扭曲的现象。
　　1.5.2 定位网钢筋网片的焊接
　　1）定位网胎具需在计量和检验同时合格后才能投入使用。
　　2）定位网胎具兼有焊接固定底板和顶层双层钢筋的作用，因此在定位网片上需焊接有底板上下层钢筋的联系筋，并且焊接的钢筋尺寸要准确。
　　3）每个编号的定位网片在焊接好首个后都要进行首次检验，只有在首次产品检验符合要求后才能进行批量焊接。
　　4）定位网片焊接后要进行批次划分，然后根据批次进行检查，检查确认合格后才能投入使用。
　　2 钢筋骨架预制
　　钢筋骨架预制方案：底腹板和桥面板钢筋在钢筋预编台位上整体绑扎成形后，用2台55t龙门吊将钢筋骨架吊装入模。
　　2.1底腹板钢筋绑扎
　　2.1.1 底腹板骨架绑扎程序
　　 备料→底板底层钢筋（箍筋→纵向筋→定位网片）→底板制孔胶管固定→底板和两侧架立筋→底板上层钢筋→两侧分布筋(由下往上绑)→两侧制孔胶管固定→绑端头钢筋（包括安装弹簧圈）→绑扎其它钢筋→绑扎细石混凝土垫块。
　　2.1.2 钢筋定位
　　2.1.2.1 箍筋定位
　　 按梁体钢筋施工图要求，在编架胎具两侧纵向槽钢上焊接定位钉。然后根据定位钉确定U型筋和相应定位网钢筋位置，确保每根U型筋在侧面槽钢上的位置与底板槽钢的位置在同一截面上，与底板纵向钢筋垂直。
　　2.1.2.2 底板纵向分布钢筋定位
　　 在胎具的横向角钢上按梁体钢筋图底板纵向钢筋的间距、数量焊接定位钉，编架时根据定位钉定位，同U型筋相交绑扎。
　　2.1.2.3 底板顶层钢筋与底层钢筋定位
　　 底板底层与顶层钢筋通过架立钢筋联接后成为整体。架立钢筋根据施工图纸要求绑扎足够，防止上下层联系钢筋刚度不够发生钢筋塌陷。
　　2.1.2.4 侧面纵向分布钢筋及通风孔、预留孔钢筋定位
　　 侧面纵向分布钢筋根据定位钉定位，通风孔预留孔钢筋用通风孔成孔杆定位，编架前先准确固定通风孔制孔杆。
　　2.1.2.5 定位网钢筋的定位
　　 定位网钢筋间距必须按照施工图纸的要求在编架胎具上标明位置，在绑扎定位网钢筋时按照角钢上标记号码对应摆放，不得错放、漏放，最后把定位网与梁体钢筋焊接牢固。注意定位网片纵、横向位置必须正确。
　　2.1.4 底腹板钢筋绑扎
　　2.1.4.1 底板底层钢筋绑扎
　　 按照底腹板钢筋骨架胎具上的标记，在相应位置摆放好U型筋，对变形的U型筋要进行校正，不能校正的更换，确保U型筋位置准确。底板分布筋按照胎具的标记位置放置后进行绑扎。

　　2.1.4.2 底板顶层钢筋的绑扎
　　 在底板底层钢筋与底层纵向分布筋绑扎后，再绑扎定位网片筋，待定位网片筋固定好后，根据定位网片上相应位置摆放底板顶层纵向钢筋，同时焊接部分架立筋，然后绑扎底板顶层纵向钢筋，再在纵向钢筋上绑扎顶板横向钢筋，架立钢筋与顶层纵向钢筋和底层纵向钢筋竖向绑扎或焊接，使两层钢筋联接成为一个整体。
　　2.1.4.3 腹板钢筋的绑扎
　　 腹板钢筋内外侧通过焊接和绑扎架立钢筋相结合的方式进行联接。
　　2.1.4.4 穿绑胶管
　　 橡胶管绑扎顺序：两侧部分先下后上，底板部分先中间后两边。
　　 橡胶管定位：采用以跨中为起点，间距为500mm定位网钢筋固定橡胶管，具体见施工图。首先按图纸要求设置定位网片（直接在钢筋编架胎具上确定定位网的位置）并用电焊把定位网片与纵向钢筋点焊固定，最后把橡胶管与定位网筋用扎丝扎紧，帮扎丝以不陷入橡胶管内又要有一定的痕迹为宜。
　　 绑扎跨中胶管接头，采用铁皮管把橡胶管接头连接为一体，铁皮管长度不小于300mm。在绑扎接头之前要确保接头紧贴，但不能留置过多造成起拱，否则要重新布置胶管，然后再进行绑扎，最终确保接头处接头紧密，又不过长而起拱。具体绑扎方法是：先用铁皮管把两根胶管连接在一起，再在接头部位用密封胶带封裹，下面用两根钢筋衬托同层胶管，并与梁体钢筋绑扎牢固，最后跨中接头胶管形成整体，确保一定刚度，保证胶管不能歪曲和纵横向移动。
　　2.1.5 绑扎细石混凝土垫块
　　 钢筋保护层垫块采用细石混凝土垫块，抗压强度须大于50MPa，确保箱梁各部位钢筋保护层和耐久性满足施工图纸要求。绑扎时钢筋必须卡入细石混凝土垫块槽内。细石混凝土垫块布置面积保证不小于4个/m2，纵横450mm“梅花型”绑扎。
　　2.2 桥面钢筋绑扎
　　2.2.1 内支撑架安装
　　 在底腹板钢筋绑扎完成后，安装内支撑架。内支撑架采用建筑脚手架搭设，3m一个间距，安装于专用支撑台上。应确保数量、位置的正确，并搭设牢固。在内支撑体系安装完成后，进行桥面钢筋骨架的整体绑扎。
　　2.2.2绑扎程序
　　 桥面底板横向钢筋（包括两翼缘底板、中部底板横向钢筋、摆绑弯起主筋）→摆绑桥面底板纵向钢筋→焊接、绑扎部分架立钢筋和与之相交的纵向钢筋→摆绑桥面顶层横向钢筋→摆绑桥面顶板剩余纵向钢筋→绑扎垫块→固定预埋件和预埋钢筋等。
　　2.2.3 桥面钢筋定位
　　 桥面底层横向钢筋定位：按施工图要求，编架胎具两侧纵向角钢上焊接定位钉定位。在绑扎时横向钢筋（包括全部直筋和弯起钢筋）紧贴定位钉定位。
　　 桥面顶层钢筋与底层钢筋连接：桥面底层与顶层钢筋通过纵向钢筋与架立钢筋焊接或绑扎后连成整体。
　　 摆绑桥面顶层横向钢筋：在桥面纵向钢筋焊接完毕后，开始摆绑横向钢筋。
　　2.2.4 桥面钢筋的绑扎
　　 桥面底层钢筋的绑扎，按照胎具上的标记，在相应的位置先摆放好横向钢筋，然后摆放纵向钢筋，在纵横向钢筋均摆放好后绑扎。
　　 桥面底层与顶层架立钢筋（联系筋）的绑扎，在底板底层钢筋与底层纵向分布筋绑扎后，在底层与顶层之间焊接部分架立筋，其余钢筋在顶层钢筋绑扎完毕时绑扎。
　　 桥面顶层钢筋的绑扎，在桥面架立筋和桥面纵向钢筋焊接好后，方可摆放、绑扎横向钢筋。
　　 桥面其它局部钢筋的绑扎，桥面其它局部钢筋按照施工图纸要求在桥面主筋绑扎好后进行绑扎。
　　2.2.5 钢筋绑扎点要求
　　 横向钢筋与顶板底层边缘的纵向钢筋交点全部绑扎；与底板其它纵向筋交点可采用跳绑；横向钢筋弯折处与其它钢筋交点全部绑扎。其余钢筋的交叉点要用铁丝绑扎结实，必要时，也可用点焊焊牢。
　　 绑扣形式：按逐点改变绕丝方向交错绑扎（正反扣绑扎），或按对角线（十字形）方式绑扎，以不易松脱为准，绑点如有松脱，要紧扣或重绑。
　　2.2.6 安装预埋件和预埋钢筋
　　 在桥面板钢筋骨架绑扎好后，按施工图纸规定的位置绑扎或焊接预埋件和预埋钢筋。包括防撞墙、吊孔、泄水孔、静载试验孔、通风孔、竖墙、接触网支柱、接触网下锚拉线等地方的预留钢筋和预埋件。
　　3 钢筋骨架安装
　　3.1 吊装程序
　　 吊入钢筋骨架笼→校正骨架→安装通风孔、泄水管配件（包括温度测试预埋件）→端模安装→安装芯模托架→检查→芯模安装→桥面钢筋调整、检查→安装轨道底座联接套筒。
　　3.2 骨架吊运、安装
　　 用两台55t龙门吊和专用吊具把钢筋笼吊至制梁台位上正确对位。
　　 吊装之前准备工作：首先检查是否按照施工图纸的要求对钢筋笼的吊点进行了加固，特别是对端头吊点处的钢筋笼受力点是否进行加固；在第一次吊装之前，两台龙门吊要进行重载试吊，重载试吊一次，起升高度0.5m，确保一次成功吊运。
　　 吊运和安装校正：用两台龙门吊将专用吊具吊到钢筋笼上面一定距离，接着把吊具的吊环通过钢丝绳上的挂钩与钢筋笼骨架连接好，起吊后，观察吊具与骨架是否水平，待调整到水平后两台龙门吊同步起吊，当吊运到制梁台位上空后，对准台位后慢慢下落，当在支座板上面时暂停下落，待调节好骨架对支座板的位置后慢慢下落，将骨架放于底模上，若发现骨架偏斜、扭曲，要进行调整。必要时，起吊骨架后重新对位。
　　3.3安装通风孔配件：按照施工图纸要求将通风孔的配件在规定位置安装好。
　　3.4 轨道板底座混凝土联接套筒：利用定位工装按照施工图纸要求将轨道板联接底座混凝土联接套筒焊接在桥面钢筋上，确保数量、位置准确。
　　3.5 在钢筋骨架固定牢固后，必须对橡胶管进行逐根检查（检查时特别注意橡胶管底部），对跨中接头的地方要重点检查，检查橡胶管接头处是否在吊装的过程中造成破裂，对破裂的必须进行重新包扎，并经检查人员确认。并在工序交接表中做好记录，不能解决的要及时通知主管技术人员解决，没有解决不能进行下工序作业。
　　3.6检查骨架在底模上是否出现悬空，对出现悬空的地方要查找原因后进行处理。
　　3.7钢筋骨架吊装到台位后要把橡胶管的尾部按照高低顺序固定好在端头的固定专用架上，防止尾部橡胶管下垂而造成端头成孔角度发生偏差。
　　3.8钢筋骨架固定好后质量要求
　　 1）骨架纵向中心线要与底模中心线重合，横向中心线要与底模横向中心线重合，误差均不能超过3mm。
　　 2）在安装中，如果保护层细石混凝土垫块出现歪斜，脱落，必须补全、护正，并绑扎牢固。
　　 3）骨架在底板面上不能悬空，如果有悬空现象必须查找原因进行处理。
　　 4）确认橡胶管没有出现移位。
　　 5) 桥面钢筋调整完成后以侧模翼缘板限高角钢为基准，用水准仪逐断面（两端、跨中、1/4L）检查桥面顶层厚度是否满足桥面混凝土厚度要求，检查连接套筒标高是否满足-5mm 至 +2mm的范围要求(在芯模拼装完成后检查)。
　　
　　作者简介：米骥德1965年出生 现在职称 高级工程师

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