钢筋笼快速制作与安装施工工法

大直径超长钻孔桩钢筋笼快速制作与安装施工工法

中铁四局集团有限公司

1.前言

近年来，随着桥梁跨径的增大，大直径超长钻孔桩在铁路和公路桥梁基础中得到广泛应用，相应的钢筋笼直径和长度也向大口径和超长方向发展。大直径超长钻孔桩钢筋笼具有节段多、自重大、接头多、易变形等结构特点，制造和安装工艺要求较高，传统的钢筋笼制造、安装工艺难以满足大直径超长钻孔桩施工的需要。

宁波铁路枢纽新建北环线工程甬江左线特大桥主桥为主跨468m钢-混混合梁斜拉桥，为满足索塔基础的Φ3.0m、桩长132.5m的钻孔灌注桩施工需要，课题组对“大直径超长钻孔桩钢筋笼快速制作与安装”施工进行技术研究，解决了大直径超长钢筋笼易变形、直螺纹套筒连接精度不易控制、钢筋笼安装不易定位等难题，实现了施工集约化、快速化，取得了良好的经济效益和社会效益。并申请了发明专利“大直径超长钻孔桩自由吊挂定位系统”（受理号：201210183782.8），经总结施工经验形成该工法。

2.工法特点

2.1 采用长线加工法在定位胎具上分段同步制作钢筋笼。设计制造了一种胎座式钢筋笼加工模具，多节段同时加工，能够控制钢筋笼轴线偏差，保证主筋匹配对接精度。

2.2钢筋笼对接时相邻主筋采用直螺纹套筒错位反向对拧法，有效地解决了主筋间距小带来直螺纹套筒施拧不便的难题，大大地提高了施工效率。

2.3钢筋笼采用单主梁、双天车龙门吊吊装施工方法。利用龙门吊双钩可进行钢筋笼安装作业的同时也可进行钢筋笼吊起作业，方便快捷，提高了钢筋笼安装施工工效。

2.4安放钢筋笼时采用自由吊挂定位方法。在龙门吊双天车作业时，利用设计的“十”字型吊具进行多吊点吊装，吊具的上、下吊梁采用同心销轴连接，钢筋笼在悬吊状态可自由转动，解决了钢筋笼下放转动对位调整的难题。利用钢板挂钩与支撑平台对一般节段钢筋笼进行临时定位，钢板挂钩位置可自由调整；利用吊杆和吊挂定位环配合钢板挂钩对顶节钢筋笼定位，有效地解决了小间距主筋钢筋笼安放

时定位难、精度低的问题。

3.适用范围

本工法适用于铁路和公路桥梁桩基础的大直径超长钻孔灌注桩钢筋笼的制作与安装施工。

4.工艺原理

采用长线法在胎具上分节制作钢筋笼。制作节段组装前，预先使用直螺纹套筒将制作节的主筋与前一节段主筋匹配连接，线性调整顺直后焊接固定在加劲箍上。

钢筋笼吊装时利用履带吊将节段钢筋笼从加工场地运至吊装处，利用双天车双钩龙门吊可在钢筋笼安装作业的同时进行钢筋笼吊起作业，钢筋笼的重量随着钢筋笼的接长而增加，当已吊装钢筋笼的重量达到单天车额定起重量后，改用双天车配合“十”字形吊具进行多吊点吊装，采用扭矩扳手对直螺纹套筒接头进行错位反向对拧；一般节段钢筋笼利用挂钩吊挂在支撑平台上临时定位，顶节钢筋笼利用吊杆、挂钩和吊挂定位环吊挂定位。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

钢筋笼制作及安装工艺流程如图5.1-1。

图5.1-1 钢筋笼制作及安装工艺流程

5.2 操作要点

5.2.1 钢筋笼加工场地布置

结合现场条件，为了钢筋笼吊运和安装方便，钢筋笼加工场地宜选在钻孔桩施工现场，场地硬化后划分作业区，四周设置排水沟。钢筋笼加工场地布置见平面布置图5.2.1所示：

图5.2.1钢筋笼加工场地布置图

5.2.2 胎座设计及制造

钢筋笼胎座如图5.2.2所示。胎座支撑横梁间距为2m，型钢均采用槽钢；为了便于钢筋笼制作成型后从胎座上提吊运输，定位钢板采用小半弧型，厚度2cm。

图5.2.2 钢筋笼胎座

5.2.3 钢筋笼制作

钢筋笼采用长线法加工，分节制作，操作步骤如下：

1．将主筋铺设在胎座的凹口处，接头采用直螺纹套筒匹配连接。分节处主筋用喷漆做上记号，以方便钢筋笼对接。

2．加劲箍采用工字钢卷制成型，每隔2m利用定位器与主筋和箍筋焊接。同一截面主筋与加劲箍焊接根数为100%，主筋与箍筋焊接根数不少于50%。

3．卸下所有直螺纹套筒，用龙门吊将制作完成的前几节钢筋笼吊至存放区，将下节钢筋笼吊至胎座顶部。

4．以下节钢筋笼为首节，采用同样的方法循环制作其余节段钢筋笼。

5．钢筋加工完毕之后，利用龙门吊和履带吊配合将钢筋笼吊运至存放区。钢筋笼每道加劲箍下面垫上枕木以防止钢筋笼变形，并隔离地面防止污染。

5.2.4 钢筋笼吊装

1．钢筋笼吊点设计

钢筋笼吊点采用中心偏下开设吊装孔的钢板加固，其顶部于加劲箍底平齐。每节钢筋笼设置四个吊点，钢板与主筋连接处满焊，见图5.2.4-1。

吊点布置平面示意图吊点立面大样图

图5.2.4-1 吊点示意图

2．吊具设计

为了方便钢筋笼多吊点吊装，设计了一种“十”字形吊具，见图5.2.4-2。

吊梁

上分配梁

下分配梁Φ45销轴

Q345B钢材

吊杆

图5.2.4-2 吊具

设计的“十”字型吊具主要有吊梁、上分配梁、下分配梁、销轴组成，钢筋笼通过销轴可在空间中自由转动，有利于钢筋笼安装时定位。通过下分配梁处多吊点，最大限度减小钢筋笼起吊时的自身变形。

3．支撑平台设计

支撑平台设计平面见图5.2.4-3所示。支撑平台平置于钻孔桩孔口上，支撑平台骨架采用双拼工字钢制作，内嵌一个直径大于桩径0.2m的钢板圆筒，圆筒四周与型钢骨架间焊接加劲板，支撑平台上铺防滑钢格网。工字钢上下翼缘焊接钢筋，为增加钢筒与工字钢接触面积，圆筒与工字钢肋板相切。

钢筋加劲钢板

防滑网

图5.2.4-3 支撑平台(单位：cm)

4．龙门吊双钩作业

1）钢筋笼长、自重大，为最大程度减小钢筋笼起吊过程中变形，利用履带吊运输至龙门吊处，履带吊配合龙门吊慢慢将钢筋笼吊起，使钢筋笼由水平方向转变为垂直状态。

2）龙门吊将钢筋笼吊送至钻孔桩孔口，对位下放；双钩龙门吊可同时进行钢筋笼安装和钢筋笼吊起作业，在吊装下放钢筋笼的总重量大于单台天车额定起重量后，改用双天车双钩抬吊吊具。

钢筋笼吊装过程示意图见图5.2.4-4。

钢筋笼吊具

滑轮

(1)钢筋笼吊起

钢板钩

直螺纹套筒连接

第2节

第3节

支撑平台

钢护筒

第1节

钢护筒

钢筋吊杆

打梢环

套筒

支撑平台

(2)一般节段钢筋笼对

接下放(钢板钩打梢)

(3)顶节钢筋笼对接

下放(钢筋吊挂打梢)图5.2.4-4 钢筋笼吊装过程

5．双筋直螺纹套筒错位反向对拧

双筋或三筋钢筋笼主筋间距小，采用双筋直螺纹套筒错位反向对拧法施工，见