预制箱梁钢筋骨架及预应力管道的定位架研制与应用

陈成华

(广西路建工程集团有限公司，广西 南宁 530001)

0 引言

近年来，随着我国高速公路、铁路的快速发展，线路基础设施施工逐渐向标准化、精细化和全过程管理模式转变，尤其桥梁工程已引入BIM技术辅助施工，使得桥梁工程施工各环节质量控制得到了全方位的提高。然而，当前在预制箱梁钢筋骨架的绑扎和定位，以及埋入预应力管道的定位等方面，仍然广泛采用传统的人工方式实现，致使预制箱梁施工效率低，并且经常出现底腹板钢筋的间距、钢筋保护层厚度、钢筋骨架稳定性和预应力管道坐标定位等施工质量控制指标不能满足设计及规范要求的现象。

显然，预制箱梁在钢筋绑扎和定位及预应力管道安装定位等方面存在上述问题，不符合桥梁工程施工的发展方向，更影响桥梁的施工质量。为此，本文分析了预制箱梁钢筋骨架及预应力管道的传统定位方法和不足，在此基础上，设计了一种预制箱梁钢筋骨架及预应力管道的定位架，介绍了其结构特征和技术特点，并开展了工程应用实践。研究成果对预制箱梁钢筋绑扎及预应力管道坐标定位具有一定的借鉴意义。

1 底腹板钢筋及预应力管道的传统定位方法和不足

传统的预制箱梁钢筋绑扎是整个预制箱梁投入人工最多的一道工序，通常是在制梁台座上绑扎底腹板钢筋和预应力管道安装，钢筋间距及预应力管道坐标由人工使用钢尺进行量测，经技术管理人员及监理检查验收合格后拼装侧模、内模和端模，再进行顶板钢筋绑扎。由于预制箱梁钢筋使用规格多且数量大，而预制台座与钢筋加工区域存在一段距离，半成品钢筋搬运费时费力，同时受限于施工人员的质量意识，往往还存在钢筋间距不均匀、钢筋骨架受制梁台座钢板脱模剂污染、预应力管道坐标定位不准确、钢筋保护层合格率偏低等缺点，而且整改耗时长和效率低，经常出现反复整改的现象，影响箱梁的施工质量及进度。

2 底腹板钢筋及预应力管道的定位架设计及其技术特点

2.1 底腹板钢筋定位架设计和制作

(1)制作长度比箱梁标准梁长1 m，宽度与箱梁底板宽度一致，高为20 cm的混凝土台座，台座顶面要求平整和顺直。

(2)使用2.5 cm×2.5 cm方钢制作“工”字型骨架，在台座上每延米竖直安装一个。安装的骨架两侧要求水平及垂直；安装的位置与箱梁通用图上的波纹管每延米纵向坐标对应，便于查找波纹纵向坐标位置；每个骨架的两侧及中间进行植筋加焊，确保骨架牢固稳定。

(3)在“工”字骨架顶部和底部焊上5 cm×5 cm的角钢使骨架连成整体，保持顶面和底面的角钢顺直水平；注意地面两条角钢宽度要比箱梁底板钢筋宽度略小，且要避免与主筋位置相冲突。

(4)在“工”字骨架两侧用直径12 mm的螺纹钢(有条件使用圆钢效果更佳)焊上对应图纸腹板坡度的斜撑，斜撑外套直径22 mm的活动钢管。

(5)在顶部和底部角钢上按图纸腹板钢筋间距用直径12 mm圆钢焊上钢筋定位卡头，其中顶部的间距定位卡头露出角钢1.5 cm用于固定腹板钢筋上侧，底部的间距定位卡头露出角钢1 cm用于固定腹板钢筋下侧。

(6)斜撑外套的活动钢管上按图纸腹板水平筋间距用10 mm圆钢焊上对应的水平筋定位卡头，绑扎水平钢筋时直接把水平钢筋放置在定位卡头上进行绑扎，绑扎完成后在把卡头方向转动向外即不会影响钢筋笼的起吊。

(7)喷漆防锈，并在定位架上用油漆标出中点，方便找出钢筋笼中点。

2.2 预应力管道定位架设计和制作

在两条方钢中用钢筋焊出需要定位的波纹管坐标卡槽，然后再把两条方钢连接成便于使用的支架结构。在使用时垂直立起定位架放在对应波纹管每延米纵向坐标位置，再在对应坐标卡槽上放置一条水平钢筋即可得出两侧腹板所需的波纹管坐标位置。见图1。

图1 预应力管道定位架设计图

3 工程应用案例

3.1 工程概况

贵港至合浦高速公路工程№5合同段起点为K72+000，终点为K92+642.691，全长20.6 km。标段共需预制519片箱梁，其中20 m箱梁160片，25 m箱梁328片，30 m箱梁31片，共使用钢筋3 378.6 t，C50混凝土13 812.2 m3，预制场选择在主线K82+600～K83+450段红线范围内，统一预制合同段所有箱梁，预制场设置钢筋加工区、钢筋绑扎区、预制养护区、存梁区等。

3.2 施工流程

通过定位架上的间距卡槽就底腹板钢筋间距进行精准定位绑扎，然后使用波纹管定位架定位波纹管坐标，帮助绑扎工人将底腹板钢筋和波纹管坐标定位准确，快速地完成施工要求，最后通过吊装桁架把合格钢筋笼吊装至预制台座的流水线施工。预制箱梁钢筋骨架及预应力管道定位架的施工流程为：绑扎底腹板钢筋→定位波纹管→验收钢筋笼→吊装钢筋笼至预制台座。

3.3 其他细节措施

(1)吊装部位钢筋需进行点焊加固，吊装到位后如有松动需进行重新加固，确保其牢固可靠。

(2)在浇筑混凝土前将锚垫板喇叭口处进行密封，确保水泥浆不能进入预应力管道中，同时内穿略小于预应力管道内径的白色塑料管，在混凝土浇筑过程中时不时抽动以防有漏浆堵管情况。

(3)顶板钢筋绑扎：在内、外钢模板安装结束检验合格后，方能进行顶板钢筋绑扎作业。负弯矩预应力管道与顶板钢筋绑扎应同时进行。管道定位采用槽形定位筋，每隔50 cm设置一道。梁端孔道位置要严格控制定位，确保负弯矩区穿束工作顺利进行。

3.4 应用效果

钢筋骨架及预应力管道定位架施工方法是通过查看钢筋是否放入定位卡槽来确定钢筋间距、预应力管道坐标是否准确，绑扎工人和施工验收人员可直观观察到钢筋及预应力管道是否放置到定位系统的相应卡槽里，实时调整定位精度，达到同步直观控制施工质量的目的。经广西交通质量监督部门现场多次检查，钢筋间距合格率保持在95%以上，混凝土保护层合格率保持在90%以上，质量平稳、可控，得到业主及监理的一致好评。由于钢筋的绑扎是在专用绑扎台座上进行，避免了与其他预制梁施工工序交叉作业，验收合格后可直接通过吊装桁架吊装至预制台座，即可进行下一片预制箱梁底腹板钢筋的绑扎，呈现流水作业施工，工作效率得到大幅提高。

钢筋骨架及预应力管道定位架加工制作简单，投入成本小，可复制性强，钢筋骨架及预应力管道定位架的设计结构尺寸可以按照不同规格的预制箱梁施工图做出细部调整，可以应用到不同规格的预制箱梁施工工艺中。

4 结语

广西贵港至合浦高速公路№5合同段钢筋骨架及预应力管道定位架的应用，有效解决了传统预制箱梁施工工艺中存在的钢筋间距不均匀、钢筋骨架受制梁台座钢板脱模剂污染、预应力管道坐标定位不准确、钢筋保护层合格率偏低等问题，实现了“无尺化”定位底腹板钢筋和预应力管道坐标，提高了预制箱梁的施工质量，为今后预制箱梁钢筋骨架及预应力管道定位提供了借鉴。