梁板整体式钢筋绑扎胎具施工工法.docx
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梁板整体式钢筋绑扎胎具施工工法
浅谈预制梁板钢筋整体式加工安装施工工艺
市华安监理有限责任公司
俊杰
、
11、效益分析
浅谈预制梁板钢筋整体式加工安装施工工艺
1．【摘要】
本项目为省高速公路路网规划“四纵八横”中的“纵一”联络线，同时也是省地高速公路S01中的一段，北接宁宣杭高速公路，可接、，具有对接长三角省际干线通道的服务功能。
工程监理的合同段为至绩溪高速公路公路宁国段第二合同段，主要里程桩号
K7+550—K13+000路线长5450m。
合同段大桥1座，为虹龙大桥K8+618-K9+098，分离立交2座。
随着公路建设向高等级化发展,桥梁工程所占的投资比例和路线长度越来越大,桥梁工程建设的好坏直接影响到整条公路的建设质量。
工程质量监理是依据合同条款、技术规和设计文件对工程施工中各个环节、工序进行格的、系统的和全面的监督管理,以保证工程质量达到合同规定的要求,在桥梁工程监理中,工作的中心是抓住各道工序检查,格执行工序质量管理程序,确保每道工序的工程质量达到合同规定的标准和等级要求。
预制装配式梁桥在桥梁工程中占据着主导地位。
其中预制梁板的钢筋加工及安装施工质量与进度控制是梁板预制工程施工中的重点与难点。
本合同段02标引进了梁板预制整体式钢筋绑扎胎具施工新工艺，通过数控弯曲机进行钢筋下料、在胎具中进行钢筋绑扎、使用吊装桁架进行整体式骨架吊装入模，提高了箱梁预制过程中钢筋加工及安装施工质量、预制梁板外观质量及钢筋保护层控制，加快了工程施工进度，技术上先进、可靠、适用，经济上合理。
2．工艺特点
2.1使用数控弯曲机进行钢筋下料和加工，利用胎具进行钢筋绑扎及安装，降低了人为误差，提高了钢筋骨架的加工精度和工效。
2.2采用吊装桁架整体起吊钢筋骨架，并通过多点吊钩设计，减少钢筋骨架吊装变形，提高其就位精度，减少了保护层垫块的就位损伤，有效控制钢筋保护层厚度。
2.3使用胎具加工钢筋骨架整体吊装入模，减少了钢筋骨架安装中对梁板底模的污染，提升了梁板预制底板的外观质量。
2.4钢筋绑扎及安装可进行规模化生产。
消除了常规工艺中钢筋绑扎及安装工程进度受梁板预制底座数量限制的影响，使钢筋绑扎及安装与模板安装由普通工艺中流水作业转化为平行作业，从而提高梁板预制工程进度。
3．适用围
本工法适用于桥梁工程中跨径40m以下的箱梁、空心板梁的预制过程中钢筋加工及安装工程施工。
4．工艺原理
使用加工制作成型的梁板预制整体式钢筋绑扎胎具，胎具格按照设计图纸尺寸及数量标示并定位出预制梁板底板、腹板钢筋的位置。
采用数控弯曲机进行钢筋下料，按照胎具中定位的底板、腹板钢筋位置及数量逐一进行底、腹板钢筋的安装，安装好的底、腹板钢筋格按照胎具中定位的位置进行钢筋绑扎，绑扎完成的梁板预制钢筋骨架通过胎具临时固定支架形成整体式钢筋骨架，将钢筋骨架整体吊装入模。
5．施工工艺流程及操作要点
5.1胎具制作工艺流程
图5.1-1施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1施工准备工作
1、胎具制作场地选择
胎具制作场地的选择必须按照与梁板预制台座相同的原则，即胎具制作台座与梁板预制台座同向，且在起吊门架可吊装围，使加工好的梁板预制整体式钢筋骨架能够通过梁板预制场的起吊门架一次性完成吊装、平移、入模等工序
2、胎具预埋筋、支撑筋、定位筋的加工
各种钢筋的加工必须格按照钢筋骨架尺寸进行配筋计算，计算出各部位钢筋的结构尺寸及使用数量。
加工过程中格按照计算出的配筋进行加工，保证安装后的钢筋骨架结构尺寸能够满足设计及规要求
5.2.2底板胎具制作
胎具台座长度及宽度根据预制梁长度而定。
胎具台座长度依据预制梁长两端各增加50cm，胎具台座宽度依据预制梁底宽两端各增加25~30cm。
在平整好的场地上进行测量放线，以长度一半位置处定位0点，向两侧每间隔1米定点，并编号，预埋35cm的竖直钢筋（10cm埋入地下，20cm为混凝土层，5cm预留跟支撑筋连接），预埋竖直钢筋直径亦为≥Φ12HRB335钢筋。
。
预埋竖直钢筋安装定位后，即可进行底板胎具砼的浇筑，底板胎具砼浇筑完成后，在预埋竖直筋上焊接底板保护层厚度控制筋，底板保护层厚度控制筋的高度按照设计要求进行计算。
底板保护层厚度控制筋直径亦为≥Φ20HRB335钢筋
图5.2-1胎具预埋钢筋示意图
5.2.3腹板胎具制作
在台座宽度向两侧布置胎具竖向支撑筋。
把加工好的胎具竖向支撑筋与胎具预埋的竖直筋焊接。
胎具竖向支撑筋外侧钢筋垂直布置、侧钢筋按照预制梁腹板坡度斜向布置。
高度比梁板预制钢筋骨架高度略低。
然后在胎具支撑筋顶面向下5cm左右位置，焊接胎具横向支撑筋，在横向支撑筋上按照箱梁钢筋骨架钢筋的间距画上油漆，做好标记，绑扎骨架钢筋时便控制。
图5.2-2胎具支撑钢筋布置图
胎具支撑筋
图5.2-3加工成型的胎具支撑钢筋
5.2.4胎具定位筋安装
在胎具竖向支撑筋上按照骨架水平筋的间距焊接定位螺母，定位螺母高度低于骨架水平筋直径的一半，使骨架水平筋安装后为设计要求高度，然后把加工好的胎具定位筋插入螺母。
胎具定位筋的间距与箱梁钢筋骨架的水平筋相等，每3～5个一组。
图5.2-4胎具定位钢筋布置图
胎具支撑钢筋
定位钢筋细部构造
图5.2-5加工成型的胎具定位钢筋
图5.2-6加工成型的整体式胎具
5.2.5吊装桁架加工及安装
吊装桁架采用三组Φ48mm钢管，通过角钢焊接，将三组钢管焊接成三角形桁架，桁架高度约80cm，长度与梁板整体式钢筋绑扎胎具台座长度相同。
在桁架下部每间隔100cm焊接一组钢筋骨架起吊挂钩，用于起吊整体式钢筋骨架。
图5.2-7吊装桁架及挂钩立面图图5.2-8吊装桁架细部图
骨架变形、损伤控制为桁架起吊整体式钢筋骨架中的重点与难点，为了解决钢筋骨架在吊装过程中的变形，采用多吊点、增设临时固定支架的平衡吊装法。
吊点分为两组腹板吊点加一组底板吊点，两组腹板吊点分别设置在两侧腹板外侧主筋上，吊点间距沿梁长向为100cm。
底板吊点设置在底板中心线位置处的主筋上，吊点间距与腹板吊点相同，底板吊点与腹板吊点呈梅花型布置。
起吊挂钩为两组短挂钩与一组长挂钩结合起吊，两组短挂钩分别勾起整体式钢筋骨架腹板上部主筋与腹板吊点连接形成腹板吊装体系，一组长挂钩勾起底板主筋与底板吊点连接形成底板吊装体系。
另外在梁长向上每间隔5m设置一道临时固定支架，梁板底板主筋安装好后，在底板主筋下设置一道Φ20mm吊装筋，吊装过程中临时固定支架底端连接在此吊装筋的两端，支架顶端设置在底板起吊点的顶端，临时固定支架呈三角布设，使底板钢筋骨架在吊装过程中整体受力。
图5.2-9加工成型的吊装桁架
5.2.6预制梁板钢筋骨架加工及安装
钢筋下料使用数控弯曲机。
钢筋批量加工前，必须进行试弯，确定数控弯曲机工作参数，使调整后的钢筋下料长度符合设计要求。
钢筋安装在胎具上按照底、腹板顺序逐个进行，格按照胎具上标示的位置进行钢筋安装、绑扎。
采用数控弯曲设备进行钢筋的下料，提高了钢筋下料的精确度，采用胎具进行钢筋安装，提高了钢筋安装的精度，从而使得钢筋的下料精度与安装精度相匹配，进一步提升了钢筋骨架加工的精度。
图5.2-10数控弯曲机进行钢筋加工
5.2.7预制梁板钢筋骨架整体吊装入模
将加工好的整体式钢筋骨架利用吊装桁架进行起吊，起吊后平移至外模已安装好的梁板预制台座上，入模过程过调整吊装桁架上的临时固定支架，减少整体式钢筋骨架入模摆动幅度，避免了钢筋骨架上砼保护层垫块的损伤。
5.3劳动力组织
5.3.1管理人员配备（表5.3.1-1）
表5.3-1施工现场主要管理人员表
序号
职务
职责及权限
1
项目经理
负责全面组织、协调管理工作
2
常务副经理
负责现场施工组织
3
项目总工
负责施工案的设计及交底
4
质检工程师
负责现场质量控制，报验
5
测量负责人
负责现场控制工作
6
试验负责人
负责材料检验、试件留样工作
7
现场技术负责人
负责现场技术、施工及工序转换
8
钢筋班组负责人
负责钢筋加工、绑扎
9
吊装班组负责人
钢筋骨架吊装、平移、入模
10
模板班组负责人
模板安装及调整
11
混凝土班组负责人
混凝土浇筑、振捣
12
砼养护班组负责人
混凝土养护
13
拌和站站长
负责砼拌制、运输
14
安全负责人
安全及环保管理
15
电工
现场电力布设
5.3.2施工队伍人员配备（表5.3.2-1）
表5.3-2单片梁板预制作业班组人员配备
序号
施工班组
人员
备注
1
钢筋加工班组
10
钢筋的加工成型及现场安装
2
吊装班组
3
钢筋骨架吊装、入模,含指挥信号人员1名
3
模板安、拆班组
6
模板的安装、调整以及混凝土浇筑过程中模板检查
4
混凝土生产、运输班组
7
混凝土拌制、运输
5
混凝土浇筑班组
8
混凝土的入模、振捣
6
混凝土养护班组
2
混凝土养生
6.材料及设备
6.1材料（表6.1-1）
表6.1-1主要工程材料
序号
材料名称
规格
1
钢筋
R235、HRB335
2
水泥
低碱P.052.5
3
中粗砂
细度模数2.6
4
碎
5～16mm、16～31.5mm
5
外加剂
PCA高效减水剂
6
钢管
φ48mm×3.5mm
6.2设备（表6.2-1）
表6.2-1主要机械设备配备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
用途
1
砼搅拌站
JS1000
台
1
混凝土拌和
2
混凝土罐车
8m3
8m3
辆
2
混凝土运输
3
装载机
ZL50
辆
1
材料运输
4
插入式振动器
ZX50、ZX30
台
4
混凝土振捣
5
龙门吊
200T
台
2
钢筋、模板吊装、混凝土浇筑
6
数控弯曲机
JTK-G2W32
台
1
钢筋加工
7
钢筋切断机
GQ40
台
2
钢筋下料
8
钢筋调直机
GT4-14
台
1
钢筋调直
9
发电机组
100KW
台
1
备用
7.质量控制
7.1、质量标准
7.1.1《公路工程质量检验评定标准》第一册土建工程（JTGF80/1-2004）。
7.1.2《公路桥涵施工技术规》（JTG/F50-2011）。
表7.1-1钢筋安装实测项目
项次
检查项目
规定值或允偏差
检查法和频率
权值
1
受力钢筋间距（mm）
±10
尺量：
每构件检查2个断面
3
２
箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距（mm）
±10
尺量：
每构件检查5-10个间距
2
3
钢筋骨架尺寸（mm）
长
±10
尺量：
按骨架总数30%抽查
1
宽、高或直径
±5
4
弯起钢筋位置（mm）
±20
尺量：
每骨架抽查30%
2
5
保护层厚度（mm）
梁
±5
尺量：
每构件沿模板边检查8处
3
板
±3
7.2、钢筋加工配料时，要准确计算钢筋长度，如有弯钩或弯起钢筋，应加其长度，并扣除钢筋弯曲成型的延伸长度，拼配钢筋实际需要长度。
同直径同钢号不同长度的各种钢筋编号应先按顺序填写配料表，再根据调直后的钢筋长度，统一配料，以便减少钢筋的断头废料和焊接量。
7.3、钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后可正式施焊。
焊工必须持考试合格证上岗。
7.4、受力钢筋焊接或绑扎接头应设置在力较小处，并错开布置，对于绑扎接头，两接头间距离不小于1.3倍搭接长度。
对于焊接接头，在接头长度区段，同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度区段的受力钢筋，其接头的截面面积占总截面面积的百分率应符合规规定。
对于绑扎接头，其接头的截面面积占总截面面积的百分率亦应符合规规定。
7.5、焊接时，对施焊场地应有适当的防风、雨、雪、寒设施。
冬期施焊时应按有关冬期施工规要求进行，低于-20℃时，不得施焊。
7.6、梁板预制整体式钢筋绑扎胎具中定位筋加工时，格按照设计图纸计算定位筋纵、横向间距，制作定位筋时考虑扣除设计图纸中钢筋保护层的厚度，标示波纹管纵、横向位置时格按照设计图纸位置进行，保证预应力筋管道坐标的准确度，确保加工后的钢筋骨架与设计图纸相符。
7.7、加工吊装桁架时，须对整体式钢筋骨架进行受力验算，确保桁架吊装整体式钢筋骨架时安全牢固。
7.8、对整体式钢筋骨架起吊、平移、入模过程中必须确保平稳，尤其在起吊与入模过程中禁与整体式钢筋绑扎胎具及梁板预制模板进行摩擦或碰撞。
8.安全措施
8.1认真贯彻“安全第一,预防为主，综合治理”的针,格遵守和省颁布实施的有关安全生产规定。
8.2制定实施一整套工地必须的安全防护措施，保证施工现场的安全和工地正常的生产、生活秩序。
杜绝施工中的违章指挥和违章作业现象的发生。
8.3加强安全教育，利用各种形式做好安全宣传，提高全体施工人员的安全意识，自觉遵守各项安全制度和纪律。
8.4对进入施工现场的施工人员进行专门的安全教育。
职工调换工种或使用新工具、新设备前进行岗位安全教育和安全操作的培训。
8.5遵照的劳动保护法，配备劳动保护设施，根据工种发放相应的劳保用品,并且认真落实各级人员的安全责任制，把安全生产纳入统一规划和系统管理的轨道中。
8.6针对本工程特点，施工外部和部环境，以及业主的有关要求制定各工序具体的安全技术措施，操作规程，安全防护办法，向作业人员作书面安全技术交底，并履行签字手续。
下达作业计划时同时下达安全防护措施。
8.7建立健全安全生产组织管理制度、安全生产责任制度、安全生产例会制度、安全检查制度、安全生产事故应急管理与报告制度。
定期或不定期检查安全措施的执行情况和现场存在的安全生产问题，针对发现的问题下达整改通知单，指定专人限期整改，对整改不到位的班组和个人给予罚款或停工整改等处理。
8.8在施工区域和生活区域及道路上设置照明系统，保证夜间施工照明和生活区的办公和生活照明。
8.9加强施工现场的安全管理。
按要求分别设置安全警示和安全宣传标示牌，制定现场安全防护的具体措施。
8.10教育广大施工人员正确使用劳保用品，进入现场按标准戴好安全帽，高空作业栓好安全带。
8.11加强安全生产检查，并和生产安排结合起来，加强日常的安全检查活动。
发现安全隐患要下达隐患通知书，限期改正。
如有危及人身安全的紧急险情和重大隐患应立即停止其作业。
8.12钢筋加工施工注意事项：
钢筋切断机在运转中，禁用手直接清除切刀附近的断头和杂物。
钢筋摆动围和切刀附近，非操作人员不得停留；
钢筋弯曲机作业中，禁进行更换芯轴、销子和变换角度以及调速等作业，亦不得加油或清扫；
禁在弯曲钢筋的作业半径和机身不设固定销的一侧站人；
钢筋调直及冷拉现场应设置防护挡板，作业时，非作业人员不得进入施工现场。
8.13钢筋加工场场地管理：
应实行封闭管理，储存区、加工区、成品区分布合理，各作业区设置明显的分区标志标牌；
入口处或醒目处应设置“三牌一图”，即入场提示牌、安全管理规定牌、主要管理人员牌、现场平面示意图。
适当的位置设立安全生产单元预警牌；
用电要求采用架空或穿管地线布设，格按照“三级配电、两级保护”要求进行配电；
焊接、切割场所应设置禁止警告标志，使用氧气、乙炔等易燃易爆场所应设置禁止标志或明示标志。
消防器材放置场所应设置提示标志。
8.14钢筋作业“十不准”：
未经岗前安全培训不准作业；不按规定佩戴劳动防护用品不准作业；未进行安全技术交底或交底不清不准作业；工具和机械设备不合格不准作业；夜间照明不足不准作业；靠近架空线路未采取有效隔离措施不准作业；雷雨天气不准作业；操作平台不稳固不准作业；不准在绑扎好的钢筋或模板支撑上行走和攀登；其他安全措施不完备不准作业。
9.环保措施
9.1施工现场宜采取硬化措施，其中主要道路、料场、生活办公区域必须进行硬化处理，土应集中堆放。
裸露的场地和集中堆放的土应采取覆盖、固化或绿化等措施。
9.2详细进行现场平面设计，合理布置临时设施，堆放材料，成品半成品和机具设备，不得侵占场道路及安全防护等设施，保证场施工流线的畅通、合理及科学。
9.3施工现场出入口处应采取保证车辆清洁的措施。
施工现场应设置密闭式垃圾站，施工垃圾、生活垃圾应分类存放，并及时清运出场。
9.4施工现场应设置排水沟及沉淀池，现场废水不得直接排入污水管网和河流。
9.5夜间运输材料的车辆进入施工现场，禁鸣笛，装卸材料应做到轻拿轻放，对产生噪声和振动的施工机械、机具的使用，应当采取消声、吸声、隔声等措施，有效控制降低噪声。
10.资源节约
钢筋加工采用工厂标准化流水式作业，提高了工效，减少原材料的资源浪费；在胎具中进行钢筋骨架的绑扎及安装，使用吊装桁架整体吊装入模，减少了人员、材料的投入、降低了劳动强度，质量得到有效保障、施工效率高，提高了工业化程度，符合节能减排、资源节约的要求。
11.效益分析
11.1技术效果
钢筋加工质量控制：
通过数控弯曲机进行钢筋下料、在胎具中进行钢筋绑扎、使用吊装桁架进行整体式骨架吊装入模，可以有效的控制钢筋绑扎、保护层厚度、预应力管道坐标等施工质量。
梁板预制外观质量控制：
使用整体式钢筋绑扎胎具将钢筋骨架一次性整体吊装入模，可减少常规工艺中在梁板预制过程中在底板上进行钢筋骨架的安装过程中对预制梁板底板形成的二次污染，从而提升梁板预制底板的外观质量。
11.2经济效益：
梁板预制整体式钢筋绑扎胎具使钢筋加工为规模化生产，消除了钢筋加工过程中由于工序衔接而产生的人力资源浪费，且极大的提高了梁板预制过程中钢筋绑扎施工进度，使梁板预制中模板安装与钢筋绑扎由流水施工转变为平行作业，亦提高了梁板预制整体进度。
以30m预制箱梁计算，原施工工艺中每片箱梁钢筋加工及安装、模板安装、砼浇筑等施工工序需耗费18个工作日，每个工日以100元计算，此工序人工费为1800元。
使用整体式钢筋绑扎胎具后，此施工工序需耗费10个工作日，每个工日以100元计算，此工序人工费为1000元。
则本工法节省了大笔资金，该工法施工将带来良好的社会效益和经济效益。
12.应用实例
02标工程围有大桥1座，分离式立交（主线上跨）2座。
大桥采用16*30米预应力混凝土连续箱梁结构，分离式立交采用3*20米预应力混凝土连续箱梁结构，其中20米箱梁共计48片，30米箱梁共计128片。
于2011年9月底进行预制场施工，2012年6月箱梁预制全部完工。
该工程应用这一施工技术，保证了施工质量，提高了工作效率，降低了施工人员的劳动强度，成本经济合理，有利于现场的安全管理和文明施工，节省了工期，使得工程的工期、安全、质量、成本等各项指标均圆满实现。
施工照片
1、加工制作成型的胎具
2、加工制作成型的吊装桁架
3、加工制作成型的吊装桁架
4、胎具细部构造
5、胎具中绑扎钢筋骨架
6、胎具中绑扎钢筋骨架
7、胎具中绑扎钢筋骨架
8、胎具中绑扎钢筋骨架
9、胎具中绑扎钢筋骨架
10、胎具中绑扎钢筋骨架
11、准备吊装钢筋骨架
12、吊装入模的钢筋骨架
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