预制墩柱钢筋笼快速化成型工艺研究

陆文胜，蒙子潮，吴奎，黄国天

（广州市市政工程机械施工有限公司，广东 广州 510060）

1 工艺背景及应用情况

装配式施工在桥梁工程领域早已占据优势及市场，因为预制桥梁与现浇桥梁相比，可以大大降低材料的损耗，而且可以让我们更容易地控制桥梁的质量，从而进一步的实现预制生产的标准化与工业化，同时让桥梁构件的生产脱离自然环境因素的影响。

随着国家住建部〔2016〕16号文的出台，各省、市政府陆续出台了大力发展装配式建筑的相关政策，装配式桥梁工程又迎来了新的热潮。

预制墩柱生产一直是预制桥梁工程的难点，而预制墩柱钢筋笼的组装质量最终影响到预制墩柱的成品率。

而现阶段，我国的预制墩柱钢筋笼大多采用人工或者工作架组装，这种组装方在组装效率、组装精度、文明施工和施工成本方面存在着缺点，具体如表1所例。

表1 现状预制墩柱钢筋笼组装缺点汇总表

图2 预制墩柱钢筋笼装置胎架装置示意图

2 项目概况

芳村大道南快捷化改造工程东新高架桥：桥梁全长1136.4m，桥宽25.5m，双向六车道，设计行车速度为60km/h。

本桥梁采用预制装配式工艺施工，上部结构采用简支钢-混凝土组合箱梁，其中钢箱梁为分段预制吊装，现场焊接；桥面板分块预制，吊装后通过浇筑湿接缝连接成整体；下部结构采用双柱墩接大悬臂盖梁形式，墩柱、盖梁均在工厂预制，现场吊装施工；基础采用钻孔灌注桩。

桥梁采用预制装配式施工，缩短了施工周期，减少了对周边居民的干扰，降低了对交通的影响。

本文以广州市芳村大道南快捷化改造工程为工程背景。重点研究在预制墩柱钢筋笼组装关键技术，通过利用密封柱塞定位灌浆套筒，调整移动胎架位置调节墩柱高度尺寸，胎架定位和尾端定位工装螺丝微调墩柱主筋，实现预制墩柱钢筋笼快速成型。

3 预制墩柱钢筋笼胎架装置研究

3.1 利用移动胎架调整钢筋笼的尺寸

预制墩柱成型胎架装置包括架体底座、拉杆装置、固定端板及其橡胶柱塞、两侧走台与走台压板、移动胎架以及移动胎架上的钢筋支撑架和端部调节胎架等组成。

在装置底部设置螺栓孔，移动胎架与成型装置底部上螺栓，调节移动胎架位置，最终决定墩柱尺寸高度。

图3 移动胎架三维图

图4 移动胎架底部现场图

图5 移动胎架底部局部放大现场图

图6 移动胎架支承钢筋三维图

移动胎架上用螺栓连接钢筋支撑架，墩柱主筋可以支承在钢筋支撑架上实现钢筋定位。

3.2 密封柱塞定位灌浆套筒

在装置固定端板上设置孔洞，往孔洞塞密封柱塞，密封柱塞受力挤压膨胀定位灌浆套筒，提高灌浆套筒位置精度。

图7 密封柱塞三维图

图8 密封柱塞现场图

图9 密封柱塞局部放大图

图10 尾端钢筋定位工装三维图

3.3 尾端定位工装微调主筋

钢筋笼组装完成后，采用尾端钢筋定位工装三向螺丝对主筋进行位置微调，提高墩柱主筋的位置精度。

图11 尾端钢筋定位工装现场图

图12 钢筋笼和胎架吊运图

4 钢筋笼胎架在后续工序中的作用

在钢筋笼组装成型后进行浇筑作业，首先拆除移动胎架上的钢筋支撑架，利用专用吊架将胎架和钢筋笼一起吊运至浇筑区进行组模安装，这样钢筋笼胎架也就成为了墩柱模板的一部分。

随后进行立模浇筑，养护至设计强度后，拆模吊运至安装现场进行安装作业，最后进行灌浆作业。

图13 胎架组模立模现场图

图14 墩柱吊装现场图

图15 灌浆作业现场图

5 工艺流程

根据预制墩柱钢筋笼胎架装置，构建了一套属于预制墩柱钢筋笼成型施工工艺，如图16所示。

图1 预制墩柱钢筋笼工作架示意图

图16 工艺流程图

6 工程效果

芳村大道南快捷化改造工程是华南地区首次采用全预制装配式桥梁，承台以上结构全部采用预制拼装工艺。承台顶面以上构件预制装配率达到90%，属于AA级装配式工程，属国内领先水平，2019年10月已完工通车。

图17 芳村大道南快捷化改造工程图

图18 媒体采访图

广大媒体和广东省政府单位关注芳村大道南快捷化改造工程（桥梁工程）首根装配式桥梁墩柱的成功安装。芳村大道南快捷化改造工程是广东省首座采用装配整体式施工的工程，也是我公司的重点项目，施工质量严格按照设计及规范要求，总体施工控制精度均达到优良水平，受到广东省政府和建委的称赞及好评。

预制墩柱胎架的应用，取得了良好的社会效果，得到了建设单位、监理单位的高度赞扬与认可，具有相当广阔的应用前景。许多行业相关人士也到预制厂参观，交流预制墩柱钢筋笼生产心得，在同行业树立了新的标杆。

7 结语

本文通过密封柱塞定位灌浆套筒，调整移动胎架位置调节墩柱高度尺寸，定位胎架定位和尾端定位工装螺丝微调墩柱主筋，实现预制墩柱钢筋笼快速成型，构建了一套预制墩柱钢筋笼快速化组装施工工艺，有力促进了预制墩柱钢筋笼快速化组装作业，得出了以下结论：

（1）利用预制墩柱钢筋笼胎架装置制造预制墩柱钢筋笼，提高了预制墩柱钢筋笼生产质量和生产效率，最终提高了预制墩柱的成品率，给预制墩柱的生产及后期安装提供了坚实的保障，使得芳村项目能够高标准、高效率、高质量完成生产及安装任务。

（2）预制墩柱钢筋笼胎架装置的研制避免了现阶段预制墩柱钢筋笼加工施工的缺点，提高了组装效率和组装精度、改善了文明施工、降低了施工成本，同时给其他同类大型预制件生产提供了参考。

（3）预制墩柱钢筋笼胎架装置的研制，提高了墩柱的成品率，将进一步促进装配式桥梁的发展。