装配式IRF体系T_L形钢筋骨架制作胎具研发

装配式IRF体系T/L形钢筋骨架制作胎具研发
发布时间：2022-09-26T02:35:49.393Z 来源：《工程管理前沿》2022年5月10期作者：张红伟[导读] 装配式IRF体系T/L形预制钢筋骨架绑扎质量的好坏将会直接影响到构件生产效率，L形和T形预制钢筋骨架绑扎工艺复杂，尺寸精度不易控制。

张红伟
中铁建设集团有限公司海南三亚 572000 摘要：装配式IRF体系T/L形预制钢筋骨架绑扎质量的好坏将会直接影响到构件生产效率，L形和T形预制钢筋骨架绑扎工艺复杂，尺寸精度不易控制。

为了一定程度上解决预制钢筋骨架绑扎过程中的问题，技术中心研发了L形和T形预制钢筋骨架绑扎专用胎具，方便了绑扎过程位置和尺寸的控制，取得了一定效果，加快了绑扎速度。

关键词：预制钢筋骨架；胎具设计；装配式IRF体系
1 前言
钢筋绑扎是现代钢筋混凝土建筑中重要工序，国家和行业有很多标准约束着钢筋绑扎施工过程。

钢筋绑扎的位置精度和尺寸精度能够直接影响建筑结构件的受力特性以及整个建筑的安全性和使用寿命，在技术中心研发的装配式IRF体系中，预制钢筋骨架是重要组成部分。

一个质量优良的预制钢筋骨架是IRF构件浇筑的前提，更是实现浇筑机械化、自动化的前提。

装配式IRF体系的主要特点就是把传统现浇结构施工中工作量大、施工效率低，施工成本高的模板工程和钢筋工程从施工现场转移到工厂车间，从而既实现了工厂化、预制化、装配化，同时又能保证建筑结构的性能和质量百分百等效现浇结构。

工厂化生产效率的提升关键在于实现构件的自动化生产，而自动化过程就意味着过程中各环节的精度把控。

目前，装配式IRF体系已经研发出了适用于边缘构件生产的混凝土浇筑的通用模台，这是一种自动化程度较高的专用模台，基本可以保证构件模板结构的高质、高效的生产。

通用模台所允许的预制钢筋骨架尺寸误差不超过5mm，一根对拉件绑扎的失误就能导致生产进度的延误，甚至是损坏构件生产模台。

所以，对于预制钢筋骨架精度控制是非常有必要的。

2 传统T/L形钢筋骨架制作工艺存在的问题
要把大量箍筋、纵筋、水平分布筋、拉筋[1]按照特定的空间结构排布并绑扎到一起，基本不具备实现完全自动化的可能性，只能依赖于人工操作。

尤其是装配式IRF体系中L形构件和T形构件所需的L形和T形预制钢筋骨架，预制钢筋骨架的加工精度不但直接影响构件的加工效率和质量，还直接影响构件现场拼装的效率和质量，也是装配式IRF体系的性能、质量能否真正等效现浇结构的关键因素之一。

受施工环境和人为因素影响，预制钢筋骨架制作往往出现各种各样的问题，影响施工质量和施工进度。

在装配式IRF体系T/L形预制钢筋骨架绑扎中有这些常见的问题：纵筋间距过大、箍筋分布间距与图纸要求相差太大、箍筋与纵筋的垂直度不足、箍筋之间线性位置差异大以及对拉连接件分布平面度过大[2]。

纯粹的依靠手工测量尺寸和校正位置来保证精度，是一件费工费时费力的事情，同时又无法避免上述问题。

所以，有必要研究装配式IRF体系异形构架预制钢筋骨架的绑扎问题。

技术中心提出研发一套系统的装配式IRF体系构件专用的预制钢筋骨架制作胎具，希望最大程度上解决异形预制钢筋骨架的加工难度，提高预制钢筋骨架L形、T形、梁柱预制钢筋骨架的加工精度和效率，为更高精度的构件生产以及现场效率和质量的提升打下坚实的基础。

3 T/L形钢筋骨架制作胎具设计要点及模型 3.1 胎具设计要点
根据目前装配式IRF体系T/L形钢筋骨架存在的问题，提出几个关键的设计要点。

（1）间距控制：应当保证箍筋之间、纵筋之间、水平筋之间间距符合国家规范要求；
（2）垂直度控制：应当保证箍筋和水平筋相对于纵筋的垂直度；
（3）对拉连接件对中性控制：应当保证对拉连接件中心连线在同一条直线上；
（4）钢筋保护层厚度控制：应当保证钢筋距离模板的两侧间距一致；
（5）钢筋锚固长度搭接间距控制：应当保证上下层钢筋骨架在搭接范围内的间距满足设计要求。

3.2 胎具设计模型
根据以上要求，应当在钢筋骨架胎具上设置限位卡槽、限位角铁、支撑杆等。

（1）L形胎具模型：根据箍筋、纵筋和对拉连接杆的分布规律，和位置、尺寸精度要求，设计的L型预制钢筋骨架如图1所示。

箍筋的位置使用限位挡片定位，纵筋的位置使用带有凹槽的担杆定位，不同间距要求的纵筋可以通过调节担杆上下实现，预制钢筋骨架底部用挡板限位。

图1 L形预制钢筋骨架胎具整体结构示意
（2）T形胎具模型：采用与L形预制钢筋骨架胎具相同的设计思想，所设计的T形预制钢筋骨架专用胎具如图2所示。

设置箍筋定位、水平筋定位、纵筋定位和对拉连接杆定位等限位方式。

胎具上方两两平行的角铁起到两个作用，一是限定对拉连接件的位置测尺寸，二是限定水平筋的位置和尺寸，限位角铁和卡槽均可活动，可根据实际工况微调位置，底板用于保证对拉连接件的平面度。

图2 T形预制钢筋骨架胎具结果示意图
（3）梁构件侧板与钢筋骨架胎具：考虑梁底纵筋需要通过套筒与边缘构件内预埋的纵筋连接，因此梁底模板不能预制，需要安装连接到位后借助铝合金梁底模板现场浇筑。

因此在梁构件的加工过程中，采取预制钢筋骨架和预制梁侧板在一个胎具上整体加工的思路。

通过焊接的方式将梁钢筋和两侧模板中的预埋件连接在一起，从而形成集成梁侧板的梁预制构件。

箍筋的限位卡槽可调整间距，待预制钢筋骨架绑扎完成后，通过调整旋转轴缩小间距，可将梁构件取出。

4 T/L形钢筋骨架应用效果分析
4.1 L型预制钢筋骨架胎具使用效果
L形其使用示意图见图3-图5：
（1）箍筋定位，效果如图3所示，根据钢筋绑扎的相关规范，设置箍筋加密区；
图5 对拉连接件与箍筋对中效果
从应用效果图形来看，该胎具能够很好的完成L形预制钢筋骨架的复杂空间结构的定位辅助，箍筋、纵筋的搭接绑扎，箍筋与纵筋的垂直度，对拉连接件的定位对中及绑扎固定。

4.2 T形预制钢筋骨架胎具设计
所设计的T形预制钢筋骨架胎具能实现的主要功能具体详情如下[3]：
（1）箍筋、水平筋定位，如图6所示，箍筋和水平筋放入胎具前预先绑扎成型，如图7所示；
（2）对拉连接件空间双向定位，如图8所示；
该胎具的设计能够有效保证钢筋骨架的各项指标需求。

4.3 梁构件预制钢筋骨架胎具设计
所设计的装配式IRF体系梁构件钢筋加工胎具具有以下功能特点：
（1）竖向箍筋的定位，如图11所示；
图10竖向箍筋定位效果
（2）梁底纵筋的定位，如图11左侧图所示，其效果如图11右侧图所示；
图11 梁底筋和箍筋定位搭接效果
（3）梁侧模板的定位，如图12所示；
图12梁侧模板与梁预制钢筋骨架拼接效果
模板与预制钢筋骨架拼接后的界面效果与梁构件的最终效果如图13和图14所示。

5 结束语
通过设计装配式IRF体系中各种异形构件预制钢筋骨架，降低了预制钢筋骨架加工的难度。

设计的以上各种专用钢筋胎具，通过尺寸精准的胎具，保证了预制钢筋骨架制作的精度、效率、质量。

同时，为装配式IRF体系中异形构件的高精度制作奠定了坚实的基础，也为构件在施工现场的高效快速安装提供了保证，为装配式IRF 体系的落地和推广提供了有力的支持。

参考文献
[1]中冶建筑研究总院有限公司. GB/T 38937-2020 钢筋混凝土用钢术语[S]. 国家标准化管理委员会, 2020.
[2]中国建筑科学研究院. JGJ/T 152-2008 混凝土中钢筋检测技术规程[S]. 行业标准-建筑工业, 2008.
[3]张勇. 预制T梁钢筋安装胎模化工艺的应用研究[J]. 福建交通科技, 2017(05):60-63.
附：论文信息。