季英俊

（中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000）

墩身鋼筋籠整體預(yù)制安裝標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝在跨海大橋建設(shè)中的應(yīng)用

季英俊

（中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000）

近年來，偶有跨海橋梁在現(xiàn)澆墩身施工中探索墩身鋼筋籠整體預(yù)制、安裝施工工藝，因技術(shù)等各種原因未能徹底形成大面積工廠化作業(yè)模式，對工程整體工效提高效果不顯著，較現(xiàn)澆墩身傳統(tǒng)鋼筋現(xiàn)場綁扎施工工藝優(yōu)勢不明顯。文章結(jié)合連云港市海濱大道跨海大橋引橋現(xiàn)澆墩身施工，介紹跨海大橋大截面墩身鋼筋籠整體預(yù)制、安裝工廠化作業(yè)施工工藝，該工藝工效高，安全風(fēng)險低，大幅提高了墩身鋼筋安裝質(zhì)量和保護層合格率，改善了施工人員作業(yè)環(huán)境，為未來跨海大橋墩身標(biāo)準(zhǔn)化施工提供了思路。

跨海大橋；墩身；鋼筋；工廠化

1 工程概況

1.1 工程簡介

連云港市海濱大道跨海大橋總長4 482.4 m，其中海上橋梁長4 358.7 m，陸上橋梁長123.7 m，由北向南依次分為北引橋、主通航孔橋、中引橋、輔通航孔橋、南引橋，橋面寬度34 m，雙向6車道，設(shè)計車速60 km/h。其中主輔通航孔橋分別為主跨125 m和70 m的三跨連續(xù)剛構(gòu)橋，引橋為30 m、40 m預(yù)制組合箱梁連續(xù)梁橋。

墩身截面為矩形帶圓角形式，主要有3種截面尺寸，分別為5.5 m×1.8 m，5.5 m×2 m，5.5 m×2.2 m，墩高3～25 m不等，結(jié)構(gòu)形式見圖1。墩身高度9 m以下1次澆筑，9 m以上分2～4次澆筑完成，墩身鋼筋根據(jù)墩身澆筑高度分1～4次施工。以5.5 m×2 m截面尺寸墩身為例，墩身鋼筋豎向設(shè)196根φ28主筋，采用滾軋直螺紋套筒連接，單節(jié)墩身鋼筋質(zhì)量為10～15 t，墩身鋼筋布置見圖2。

圖1 墩身結(jié)構(gòu)形式圖Fig.1 Bridge pier structure diagram

圖2 墩身鋼筋布置圖Fig.2 Bridge pier reinforcement arrangement drawing

1.2 水文氣象

連云港市海濱大道跨海大橋所處海灣潮汐類型為正規(guī)半日潮，據(jù)附近海洋站統(tǒng)計實測資料，潮汐特征值見表1（按85國家高程基準(zhǔn)）。

連云港市位于江蘇省北部，東鄰黃海，西連大陸，屬東亞季風(fēng)氣候，冬季受西伯利亞冷空氣控制，干旱少雨，氣溫偏低，盛行北偏東風(fēng)，夏季受西太平洋副熱帶高壓與東南季風(fēng)控制，溫度、濕度偏高，盛行東南風(fēng)。連云港水域的常風(fēng)向為偏東向，橋址區(qū)域強風(fēng)向為偏北向，6級以上風(fēng)占全年頻率的8.07%。

表1 潮汐特征表Table 1 Tidal characteristic table m

連云港地區(qū)受臺風(fēng)影響不太嚴(yán)重，基本為臺風(fēng)邊緣區(qū)，平均1次/a，易受突風(fēng)影響，每年均受寒潮影響，寒潮影響時間為每年的1—3月和11—12月。

1.3 墩身施工特點

1）工程量大，工期緊，項目總工期僅20個月，較國內(nèi)類似海上橋梁施工工期大大縮短，提高工效是墩身施工的首要任務(wù)；

2）漲落潮差較大，漲潮時一片汪洋，退潮時大部分海床露出，大型浮吊設(shè)備無法使用，采用全棧橋施工；

3）施工易受寒潮、突風(fēng)等影響，施工人員作業(yè)環(huán)境較差，安全隱患大，改善作業(yè)環(huán)境，降低安全風(fēng)險是墩身施工的重要保障。

2 傳統(tǒng)現(xiàn)澆墩身鋼筋綁扎施工工藝弊端

目前國內(nèi)外橋梁施工，現(xiàn)澆墩柱大部分采取搭設(shè)腳手架或模板自帶拆卸式支架，現(xiàn)場綁扎鋼筋的常規(guī)施工工藝，少數(shù)地區(qū)陸域高架橋墩柱施工中，應(yīng)用過墩身鋼筋籠整體制作、安裝施工工藝，其墩柱截面尺寸較小，鋼筋籠質(zhì)量輕，施工環(huán)境較好。國內(nèi)已經(jīng)建成或正在建設(shè)的跨海大橋工程，特別是施工環(huán)境較為惡劣的跨海大橋，大截面墩身鋼筋籠整體制作、運輸、安裝尚屬首次。

連云港市海濱大道跨海大橋工期緊，墩身常規(guī)施工工藝需投入大量鋼管、扣件、人員及設(shè)備等，極大地增加了項目成本且無法滿足工期的需要。惡劣海洋環(huán)境中，大批量的腳手架周轉(zhuǎn)帶來較多的安全風(fēng)險，特別是在受臺風(fēng)、季風(fēng)、較低溫度影響的海洋環(huán)境下，工人作業(yè)環(huán)境差，野外有效作業(yè)時間有限，工效大大降低，安全風(fēng)險成倍增加，施工質(zhì)量不易控制。

3 墩身鋼筋籠整體預(yù)制、安裝工廠化施工工藝

3.1 預(yù)制胎架的設(shè)計、加工

探索惡劣海洋環(huán)境下橋梁墩身施工實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工廠化的作業(yè)模式，降低施工成本，減少安全風(fēng)險，提高工程質(zhì)量，縮短施工時間。

從鉆孔樁鋼筋籠長線法制作得到啟發(fā)，墩身鋼筋籠預(yù)先在后場加工廠采用胎架同槽制作而成，分節(jié)吊運至現(xiàn)場安裝，胎架設(shè)計采用桿件銷接式[1-2]，運輸、安裝、拆卸方便，便于墩身鋼筋籠預(yù)制、脫架操作，設(shè)計好的胎架在專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工成型，確保制作精度。

3.2 墩身鋼筋籠整體預(yù)制

3.2.1 胎架安裝

工廠加工好的胎架以桿件的形式運至現(xiàn)場，在硬化好的場地上安裝胎架生產(chǎn)線，將桿件通過銷接拼裝成胎架，數(shù)個胎架按等間距精確定位后形成生產(chǎn)線，胎架間距宜為2～2.5 m[3]，本工程共布置7條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線由7～11榀胎架組成，其中5.5 m×1.8 m生產(chǎn)線2條，5.5 m×2 m生產(chǎn)線3條，5.5 m×2.2 m生產(chǎn)線2條，以滿足現(xiàn)場施工需要。

3.2.2 底節(jié)鋼筋籠制作

預(yù)埋在承臺里的底節(jié)墩身鋼筋籠至關(guān)重要，預(yù)制時須確保3個一：頂口長筋在一個平面、短筋在一個平面，吊耳在一個平面。預(yù)埋在承臺中的底節(jié)鋼筋籠不宜過短，過短則剛度及整體性不好，不便于整體定位，長度以4.5 m左右為宜。

3.2.3 其余鋼筋籠同槽制作

整體預(yù)制安裝施工工藝適用于鋼筋籠截面長寬比<3的等截面或花瓶形墩身，長寬比過大不宜用整體預(yù)制安裝的工藝，預(yù)制分節(jié)長度宜為6 m左右，最長不宜超過9 m[3]，否則，需額外增加整體剛度和穩(wěn)定性的臨時內(nèi)支架。底節(jié)鋼筋籠制作完畢，以此為基準(zhǔn)，在胎架上同槽制作其余節(jié)鋼筋籠，見圖3。主筋連接采用滾軋直螺紋套筒，主筋端頭一頭采用標(biāo)準(zhǔn)絲，另一頭采用加長絲[4-5]。所有箍筋、鉤筋與主筋連接均采用焊接，箍筋與主筋采用梅花跳焊，鉤筋均須與主筋焊接。為便于鋼筋籠對接順利，接頭上下各50 cm在預(yù)制時暫時不安裝箍筋及鉤筋，待鋼筋籠安裝后人工現(xiàn)場安裝。整條鋼筋籠制作完成后，在每節(jié)選用1根同槽主筋標(biāo)上記號作為定位筋，便于現(xiàn)場整體安裝。

圖3 利用胎架同槽制作鋼筋籠Fig.3 Making steel bar cage with the same groove of the tyre frame

3.3 墩身鋼筋籠脫架與運輸

整條鋼筋籠同槽制作完畢后，即可脫架。脫架與安裝時順序相反，分別將上橫梁與立柱的銷接螺栓及立柱、斜撐與底座的銷接螺栓擰下，臨時拆除上橫梁和兩側(cè)立柱即可完成鋼筋籠脫架，見圖4。待整條鋼筋籠運輸完畢，再安裝胎架立柱與橫梁，便可進行下一條鋼筋籠預(yù)制，方便快捷。

圖4 鋼筋籠脫架Fig.4 The reinforcement cage from the shelf off

墩身鋼筋籠采用2臺16 t門吊分節(jié)抬吊至平板車上，平板車上布置4～6根6 m長鋼扁擔(dān)，通過鋼棧橋運輸至現(xiàn)場安裝。

3.4 墩身鋼筋籠安裝

3.4.1 底節(jié)鋼筋籠安裝

預(yù)埋在承臺中的底節(jié)鋼筋籠安裝至關(guān)重要，直接影響后續(xù)鋼筋籠對接與垂直度。承臺底層鋼筋網(wǎng)片綁扎完畢后，即可著手底節(jié)墩身鋼筋籠安裝。安裝時，先以目測為主進行粗略安裝。安裝到位后，再用水準(zhǔn)管抄平輔以吊垂球進行精安裝。精安裝到位后，立刻固定好底節(jié)鋼筋籠，確保澆筑承臺混凝土?xí)r不發(fā)生移動。

3.4.2 其余節(jié)鋼筋籠安裝

鋼筋籠運抵現(xiàn)場，利用50 t履帶吊輔以25 t汽車吊抬吊翻身，利用多點吊具吊裝。安裝前準(zhǔn)備5～6把管鉗，以定位筋為基準(zhǔn)，先將四角任意一根主筋對接上，套筒擰緊到位，再安排5～6名工人按統(tǒng)一方向均勻分布在墩身四周利用管鉗順序擰緊主筋連接套筒，鋼筋籠對接約需5～6 h。鋼筋籠對接完畢，人工安裝接頭處上下各50 cm箍筋和鉤筋，盡快安裝保護層墊塊、模板，澆筑混凝土。待混凝土強度滿足要求，再安裝下節(jié)鋼筋籠，如此循環(huán)直至墩身封頂，見圖5。

圖5 其余節(jié)鋼筋籠安裝Fig.5 The rest of the reinforcement cage installation

3.5 墩身鋼筋籠整體預(yù)制、安裝施工工藝優(yōu)勢

1）設(shè)計墩身鋼筋籠整體長線法制作胎架，鋼筋定位精度可控制在2 mm范圍內(nèi)。此法解決了工程建設(shè)長期以來現(xiàn)場鋼筋安裝很難保證鋼筋間距100%滿足圖紙及規(guī)范[6]要求的通病，有利于墩身保護層控制，保護層合格率普遍達95%以上。

2）標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化作業(yè)極大改善了工人和現(xiàn)場技術(shù)管理人員的工作環(huán)境，提高了工效。

3）墩身鋼筋籠整體安裝對接減少了起重設(shè)備的使用時間和頻率，有利于節(jié)能減排，降低成本。

4）可實現(xiàn)平行作業(yè)，大大縮短單個墩身施工周期，加快墩身模板周轉(zhuǎn)，提高工效的同時，節(jié)約了模板投入。

5）減少了野外高空作業(yè)時間，降低安全風(fēng)險。

4 結(jié)語

隨著我國建筑市場人工成本不斷增加，傳統(tǒng)的勞動密集型，作業(yè)環(huán)境較為惡劣的建筑市場漸現(xiàn)弊端，急需轉(zhuǎn)變作業(yè)模式。

墩身鋼筋籠整體預(yù)制安裝施工工藝在連云港市海濱大道跨海大橋中成功應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，實現(xiàn)了跨海大橋大截面墩身鋼筋施工“從野外走向車間，由高空變?yōu)槠降亍毙碌淖鳂I(yè)模式，較好地踐行了以人為本、節(jié)能減排的發(fā)展理念，推動了跨海大橋施工工藝的革新，為未來跨海大橋墩身標(biāo)準(zhǔn)化施工提供了新思路，為我國未來橋梁特別是跨海大橋施工全部進入標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工廠化作業(yè)模式提供了借鑒經(jīng)驗。

[1]GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]. GB 50017—2003,Code for design of steel structures[S].

[2]李星榮，魏才昂，秦斌.鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設(shè)計手冊[M].3版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014. LI Xing-rong,WEI Cai-ang,QIN Bin.Design manual of steel structure connection point[M].3rd ed.Beijing:China Architecture and Building Press,2014.

[3]交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊：橋涵[M].北京：人民交通出版社，2000. The First Highway Engineering Co.,Ltd.,Ministry of Transport. Highway construction manual:bridges and culverts[M].Beijing: China Communications Press,2000.

[4]JGJ 107—2010，鋼筋機械連接技術(shù)規(guī)程[S]. JGJ 107—2010,Technical specification for mechanical splicing of steel reinforcing bars[S].

[5]孫業(yè)發(fā)，王偉，宋書東，等.大型預(yù)制橋墩鋼筋籠整體吊裝對接施工技術(shù)[J].中國港灣建設(shè)，2014（9）：55-58. SUN Ye-fa,WANG Wei,SONG Shu-dong,et al.Integral hoisting and butt joint construction technology for reinforcing cage of largescale prefabricated bridge pier[J].China Harbour Engineering, 2014(9):55-58.

[6]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]. JTG/T F50—2011,Technical specification for construction of highway bridge and culverts[S].

Application of pier reinforcement cage precast installation construction technology in the construction of cross sea bridges

JI Ying-jun
（No.4 Engineering Co.,Ltd.of CCCC Second Harbor Engineering Co.,Ltd.,Wuhu,Anhui 241000,China）

In recent years,occasionally cross sea bridge in the construction of cast-in-situ pier explore pier reinforcing cage integral prefabricated,installation construction technology,due to technical and other reasons,it is failed to form a large area factory operation mode completely,the overall efficiency enhancement effect was not significant,its advantage is not obvious compared with the traditional cast-in-situ pouring pier steel reinforced field assembling construction technology.According to Lianyungang City Waterfront Avenue cross sea bridge approach cast-in-situ pouring pier construction,we introduced the cross sea bridge section pier reinforcing cage integral prefabricated,and the installation factory operation process.The process is high efficiency,low safety risk,has substantially increased the installation quality of the pier reinforced and the qualified rate of protective layer,has improved the working environment of construction personnel,which provide a train of thought for the future cross sea bridge pier standardization construction.

cross-sea bridge;pier shaft;rebar;factorization

U655.4

B

2095-7874（2017）01-0054-04

10.7640/zggwjs201701012

2016-08-27

2016-11-12

季英?。?983— ），男，安徽南陵人，工程師，國家一級注冊建造師，主要研究方向為跨海大橋施工技術(shù)。E-mail：jiyingjun99@163.com