上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

0 引言

在一般橋梁立柱施工工藝中，通常采用在立柱周?chē)钤O(shè)操作腳手架，然后逐根綁扎鋼筋，再進(jìn)行鋼模板分塊安裝以及混凝土澆筑。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)施工工藝的鋼筋安裝精度控制難度大、支架安全隱患多、現(xiàn)場(chǎng)施工周期長(zhǎng)。為解決以上問(wèn)題，昆山中環(huán)快速化改造工程S-1標(biāo)在推進(jìn)鋼筋模塊化施工中，通過(guò)對(duì)立柱采用無(wú)支架施工，使得立柱在施工過(guò)程中的質(zhì)量、進(jìn)度及成本都得到有效地改善。目前，我國(guó)對(duì)立柱無(wú)支架施工的研究尚未成熟，本文結(jié)合昆山中環(huán)快速化改造工程四工區(qū)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)立柱無(wú)支架施工的施工特點(diǎn)、工序流程、施工要點(diǎn)以及質(zhì)量安全控制要求進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，希望能夠拋磚引玉，為今后立柱無(wú)支架施工工藝的發(fā)展指引道路。

1 工程簡(jiǎn)介

昆山中環(huán)快速化改造工程是昆山市政府提出的建設(shè)東以黃浦江路、北以S339省道、西以江浦路、南以G312 構(gòu)成的以城市高架為主的中環(huán)快速道路系統(tǒng)，旨在加快構(gòu)建中環(huán)快速交通系統(tǒng)及內(nèi)暢外捷的綜合交通體系。

工程施工范圍為中環(huán)南線S-Ⅰ標(biāo)（起止里程MK0+460～MK3+199.6）和中環(huán)南線S-Ⅱ標(biāo)地面輔道路面結(jié)構(gòu)部分，其中橋梁工程包括主線高架2.472 km，高新區(qū)立交、錦淞路菱形立交、東漁涇中橋、中心河橋。工程主要位于G312國(guó)道與S339省道交界處，共有立柱473 根，主要由實(shí)體雙柱式Y(jié)形墩及實(shí)體單柱式花瓶形墩組成，立柱最高達(dá)28 m。本工程立柱體量大、外觀質(zhì)量要求高、公路工程鋼筋保護(hù)層合格率要求嚴(yán)，為確保立柱能按要求完成，擬采用無(wú)支架施工工藝。

2 立柱無(wú)支架施工工藝特點(diǎn)以及適用范圍

2.1 工藝簡(jiǎn)介

立柱無(wú)支架施工工藝的設(shè)想思路起源于蓋梁抱箍法無(wú)支架施工，通過(guò)將立柱鋼筋在加工廠內(nèi)安裝成鋼筋模塊，采用平板車(chē)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，在承臺(tái)頂層鋼筋安裝時(shí)采用1 臺(tái)250 kN汽車(chē)吊配合安裝固定，然后在承臺(tái)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將現(xiàn)場(chǎng)安裝完成的鋼模板整體套入鋼筋模塊（或者分段拼裝），同時(shí)通過(guò)使用登高車(chē)、帶防墜器雙鉤全身式安全帶在定型鋼模板上搭設(shè)平臺(tái)，作為混凝土施工操作平臺(tái)。此施工工藝的采用，有效解決了人員上下、模板拆除作業(yè)以及作業(yè)人員操作平臺(tái)的問(wèn)題，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)量，同時(shí)提高了立柱施工質(zhì)量，縮短了立柱施工周期[1,2]。

2.2 工藝特點(diǎn)

1）鋼筋的集中模塊化加工、制作與安裝，打破了傳統(tǒng)的分散式加工、制作與安裝模式，由高空變平地、由野外變車(chē)間作業(yè)。以成品、半成品領(lǐng)發(fā)制，配送到各作業(yè)面，減少了不利天氣影響，使原材充分利用，降低損耗。

2）橋梁立柱鋼筋籠在車(chē)間內(nèi)利用定型胎具一次整體焊接成型，安裝時(shí)只需整體吊裝已焊接好的鋼筋籠整體模塊，縮短了施工周期，減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝及暴露時(shí)間，降低了生銹的程度，提高了施工速度及外型尺寸精度，從而使保護(hù)層厚度得到保證，提高施工質(zhì)量。

3）將傳統(tǒng)的搭設(shè)腳手架、立模工序合二為一，采用模架一體化，利用模板作為腳手架，立模的同時(shí)相當(dāng)于完成了腳手架搭設(shè)，免除了搭設(shè)、拆除腳手架的復(fù)雜工序，節(jié)省了人工及腳手架的租賃費(fèi)用，同時(shí)杜絕了腳手架作業(yè)的施工風(fēng)險(xiǎn)[3-6]。

2.3 適用范圍

本工藝適用于墩柱高度小于15 m的橋梁工程施工，大于15 m的立柱采用本方案時(shí)需分節(jié)施工。

3 立柱無(wú)支架施工工藝流程及要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

立柱鋼筋加工→立柱預(yù)埋位置測(cè)定→立柱鋼筋籠運(yùn)輸及吊裝→鋼模板及操作平臺(tái)制作→立柱模板安裝→混凝土澆筑→模板拆除及成品養(yǎng)護(hù)

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 立柱鋼筋加工

在標(biāo)準(zhǔn)化鋼筋加工車(chē)間，配置數(shù)控彎曲機(jī)1 臺(tái)，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)能準(zhǔn)確控制下料精度，且誤差一致。立柱鋼筋加工前，首先采用10#角鋼及抽拉桿根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的立柱外形尺寸制作鋼筋籠加工胎具，所有鋼筋在胎具上進(jìn)行焊接。胎具底面直接在角鋼上等間距開(kāi)槽，按照各間距最大鋼筋直徑進(jìn)行，保證在加工小型號(hào)鋼筋時(shí)胎具的通用性；側(cè)面根據(jù)主筋間距采用抽拉桿等間距布設(shè)。胎具的尺寸必須保證精確，加工出來(lái)的鋼筋籠才能符合規(guī)范要求，出廠驗(yàn)收時(shí)，只需檢查胎具和立柱長(zhǎng)度即可。胎具大樣如圖1所示。

圖1 胎具大樣示意

鋼筋籠在車(chē)間集中加工成型。為保證鋼筋籠的剛度，使之在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中不變形，根據(jù)需要可在籠內(nèi)設(shè)置內(nèi)箍加強(qiáng)，立柱主筋與箍筋、拉鉤筋全部采用CO2氣體保護(hù)焊點(diǎn)焊連接。為了方便后續(xù)的模板安裝，對(duì)鋼筋籠制作要求較高，要確保主筋順直、無(wú)變形，箍筋在同一平面上，無(wú)翹曲及個(gè)別凸起現(xiàn)象，并點(diǎn)焊連接。

3.2.2 立柱預(yù)埋位置測(cè)定

根據(jù)立柱設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸與線路位置的關(guān)系，將立柱外邊線的方向線放樣到承臺(tái)模板上，并用細(xì)線拉出立柱中心輪廓，作為立柱預(yù)埋鋼筋籠的基準(zhǔn)線。為了避免立柱鋼筋籠預(yù)埋過(guò)程中與承臺(tái)頂層鋼筋的位置沖突，要預(yù)留立柱鋼筋位置，待鋼筋籠就位后，再后穿承臺(tái)頂層預(yù)留鋼筋。

3.2.3 立柱鋼筋籠運(yùn)輸及吊裝

1）運(yùn)輸。由于為整體式鋼筋籠，自重大、籠體長(zhǎng)，運(yùn)輸時(shí)應(yīng)選用大于12 m的加長(zhǎng)運(yùn)輸車(chē)，在運(yùn)輸及吊裝過(guò)程中注意對(duì)墊塊的保護(hù)。

2）吊裝。鋼筋籠采用自制專(zhuān)用吊具進(jìn)行吊裝作業(yè)。出廠吊裝（從車(chē)間吊至運(yùn)輸車(chē)）時(shí)，為使籠體受力均勻，防止鋼筋籠吊裝變形及焊點(diǎn)脫焊，需增加吊點(diǎn)。吊具采用長(zhǎng)度為8 m 的16#工字鋼制作，吊具上對(duì)稱(chēng)設(shè)置間距為1 m的吊環(huán)，適用于各種斷面尺寸的鋼筋籠吊裝。

立柱鋼筋籠在承臺(tái)鋼筋綁扎完畢、模板就位加固之后整體運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)安裝。根據(jù)立柱的截面尺寸，采用16#工字鋼制作長(zhǎng)度為2.5 m的扁擔(dān)，扁擔(dān)上對(duì)稱(chēng)設(shè)置1.5～2.5 m間距不等的吊環(huán)，在鋼筋籠頂端設(shè)置2 個(gè)吊點(diǎn)，作為主吊點(diǎn)，副吊點(diǎn)設(shè)在鋼筋籠的下部約1/3處。加強(qiáng)箍筋與主筋的連接處為吊點(diǎn)，吊環(huán)U形扣須連接在加強(qiáng)箍筋處的主筋外側(cè)，吊索要等長(zhǎng)，確保鋼筋籠垂直，如圖2所示。

圖2 鋼筋籠吊裝示意

鋼筋籠插入承臺(tái)及承臺(tái)面以上50 cm段的對(duì)拉鉤筋和內(nèi)箍筋先不安裝，待立柱鋼筋籠吊裝就位并固定后，綁扎插入承臺(tái)部分鋼筋，承臺(tái)面以上50 cm范圍內(nèi)的箍筋待混凝土面鑿毛完成、清理干凈后安裝。由于整體式鋼筋籠質(zhì)量大，全部作用于承臺(tái)鋼筋網(wǎng)片，會(huì)使之變形。施工時(shí)立柱主筋每側(cè)至少有3 根落地支撐，使主筋直接支撐在承臺(tái)底墊層上，承臺(tái)頂層鋼筋分別與立柱主筋點(diǎn)焊固定。遇6 級(jí)以上大風(fēng)和臺(tái)風(fēng)應(yīng)設(shè)置纜風(fēng)繩，確保鋼筋籠穩(wěn)定。

3.2.4 鋼模板制作

1）墩柱采用廠家定制整體鋼模，無(wú)內(nèi)拉桿設(shè)計(jì)。模板為4 片式，鋼面板背焊2 層型鋼骨架；墩高6 m以下采用1 節(jié)，6 m以上時(shí)，盡可能減少接縫的同時(shí)根據(jù)墩柱高度均勻分層。

2）模板設(shè)計(jì)除必須滿(mǎn)足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGT F50—2011）附錄D的要求外，還需要考慮模板豎向承載力必須保證能承受施工過(guò)程中包括工人、機(jī)具等所施加的全部荷載，按每平方米集中站立4 人、每人體重75 kg、2 倍的安全系數(shù)計(jì)算，豎向承載力P應(yīng)滿(mǎn)足5.88 kN/m2的承載力要求，另加上操作平臺(tái)的自重，以防止施工過(guò)程中發(fā)生移位、變形現(xiàn)象，確保澆筑后的混凝土符合設(shè)計(jì)尺寸且外形平順。

3）模板設(shè)計(jì)要充分考慮混凝土澆筑及振搗時(shí)的振動(dòng)影響和側(cè)壓力，為確保模板拼縫嚴(yán)密，防止爆?，F(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)拉螺桿的剛度及強(qiáng)度要求很高。為防止多次使用而導(dǎo)致的拉伸變形及螺紋磨損，現(xiàn)采用同等型號(hào)的精軋螺紋鋼拉桿，強(qiáng)度更加得到確保。模板整體應(yīng)穩(wěn)定、牢固，具有必要的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

4）由于未搭設(shè)腳手架，安裝及拆除模板時(shí)需要攀爬至一定高度去拆卸螺桿，增加了作業(yè)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。為確保安全，采用φ16 mm圓鋼通長(zhǎng)焊接到模板外側(cè)圍檁的四角上，涂黃漆加以顏色區(qū)別，保證安拆模板時(shí)任何一個(gè)角點(diǎn)都可以掛雙扣安全帶，隨走隨移。

5）施工方案中應(yīng)有模架體系結(jié)構(gòu)總體布置圖，明確操作平臺(tái)的位置，應(yīng)有重要節(jié)點(diǎn)、部位的構(gòu)造和連接詳圖，應(yīng)有構(gòu)件的材料設(shè)計(jì)要求及具體尺寸，并附有詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。模板設(shè)計(jì)文件應(yīng)有中標(biāo)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人的簽字確認(rèn)和審核意見(jiàn)。

3.2.5 操作平臺(tái)

操作平臺(tái)與立柱鋼模同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)加工、同時(shí)安裝、同時(shí)拆除。設(shè)計(jì)立柱鋼模的同時(shí)，設(shè)計(jì)柱頂操作平臺(tái)，在柱頂節(jié)模板上用8#槽鋼加工焊接操作平臺(tái)。平臺(tái)頂層螺栓連接在立柱模板上部的圍檁型鋼上，然后在系梁底第1層槽鋼上安裝支撐，在立柱模板每面設(shè)置2 道支撐，操作平臺(tái)寬度60 cm，操作平臺(tái)底面鋪設(shè)厚18 mm的竹膠板，四周設(shè)30 cm的高踢腳板，外圍設(shè)高1.2 m的φ48 mm鋼管護(hù)欄，刷黑黃漆，采用密目網(wǎng)密封。

3.2.6 立柱模板安裝

1）模板進(jìn)場(chǎng)后，將模板與精軋螺紋鋼連接成一整體，然后分節(jié)預(yù)拼裝鋼模板，每節(jié)對(duì)齊后用定位銷(xiāo)固定，并檢查拼縫及錯(cuò)臺(tái)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。

2）模板安裝采用汽車(chē)吊機(jī)配合進(jìn)行，采用每相鄰2 片模板為1 組、分2 次拼接的方式安裝，將模板分成2 組，下節(jié)模板拼好后，吊裝一組上節(jié)模板，與之對(duì)位，安裝上下節(jié)間水平拼縫定位銷(xiāo)。待另一組吊裝就位后，安裝水平定位銷(xiāo)及縱向拼縫的定位銷(xiāo)和精軋螺紋鋼拉桿，最后用同樣的方法安裝操作平臺(tái)。

3）模板安裝過(guò)程中，要調(diào)整吊索長(zhǎng)度一致，確保模板垂直，花瓶式立柱在模板兩角用2 根牽引繩做引導(dǎo)。作業(yè)人員安模作業(yè)時(shí)必須佩戴雙扣安全帶。安裝模板過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)墊塊脫落，應(yīng)立即停止作業(yè)，在原位增補(bǔ)后方可繼續(xù)施工。

4）模板及平臺(tái)安裝完畢后，為調(diào)整立柱垂直度和防止立柱傾斜，在立柱頂部四個(gè)方向設(shè)纜風(fēng)繩，采用長(zhǎng)6 m的30#槽鋼作地錨。并對(duì)其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)連系及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行“三檢制”檢查。為方便作業(yè)人員及機(jī)具的運(yùn)送，可通過(guò)升降機(jī)或梯籠上下作業(yè)平臺(tái)。

3.2.7 混凝土澆筑

混凝土的澆筑采用常規(guī)工藝進(jìn)行，并用登高車(chē)配合施工，要注意混凝土澆筑及振搗時(shí)的側(cè)壓力和工人、機(jī)具的總荷載不得超出模板設(shè)計(jì)承載力。

3.2.8 模板拆除及成品養(yǎng)護(hù)

1）模板拆除。模板拆除同樣采用汽車(chē)吊機(jī)配合進(jìn)行，拆模前必先將吊機(jī)鋼絲繩掛鉤好待拆模板后才能拆除最上層螺栓，按先上后下的順序進(jìn)行。所有聯(lián)結(jié)、支撐均應(yīng)全部解除后方可輕敲模板，使其與混凝土分離然后吊除，切勿損傷混凝土表面及邊棱。拆除模板時(shí)，嚴(yán)禁拋扔或猛力地敲打和強(qiáng)扭等，模板拆除過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)必須有專(zhuān)人指揮，吊機(jī)作業(yè)半徑內(nèi)嚴(yán)禁站人。

2）成品養(yǎng)護(hù)。模板拆除完成后，采用混凝土養(yǎng)護(hù)硬化劑或薄膜對(duì)立柱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在昆山中環(huán)對(duì)實(shí)體雙柱式Y(jié)形墩及實(shí)體單柱式花瓶形墩的應(yīng)用，為今后類(lèi)似非直線段立柱的無(wú)支架施工提供了借鑒。雖然立柱無(wú)支架施工工藝已經(jīng)在多個(gè)工程項(xiàng)目中得到運(yùn)用，充分體現(xiàn)出其相對(duì)于傳統(tǒng)施工工藝的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)立柱無(wú)支架施工的研究尚處于不成熟的階段。希望能夠通過(guò)作者的一點(diǎn)心得體會(huì)，推廣立柱無(wú)支架施工工藝，使得立柱的施工質(zhì)量、進(jìn)度及成本都能得到有效的改善。