薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的制作方法

本发明属于桥墩建筑技术领域，具体提供一种薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法。

背景技术：

随着车辆及运输行业的兴盛，使得现在的桥梁荷载不断增大，从而也导致桥梁结构中混凝土标号越来越大，钢筋数量越来越多。目前，在桥梁建设中，连续梁桥、斜拉桥等大型桥梁墩柱，由于具有宽度大、异形、截面不规则等特点，钢筋安装仍采用传统工艺，以高空现场绑扎为主，特别是在遇到钢筋密集型墩柱时，还存在操作空间小、安装精度低、高空作业风险大、人员需求多、施工周期长等缺点。钢筋施工占到整体施工时间的60%-70%，成为制约进度的最关键因素。因此找到一种绑扎速度快、成型质量高、经济合理的钢筋施工方法，对工程施工显得尤为重要。

相应地，本领域需要一种薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明提出一种薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法，解决现有技术中的钢筋密集型墩柱在进行钢筋的安装时采用高空现场绑扎存在操作空间小、安装精度低、高空作业风险大、人员需求多、施工周期长等的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法包括以下步骤：根据薄壁空心墩墩身所用箍筋的尺寸制作支撑模架；于所述支撑模架上绑扎主筋和箍筋形成钢筋模块；吊装所述钢筋模块于预定位置并与薄壁空心墩承台的预埋钢筋连接；绑扎水平钢筋并连接安装于所述预埋钢筋上的各所述钢筋模块；安装内外模板；浇筑混凝土。

本方案的技术效果是：通过设置专用钢筋模块支撑模架，现场可以多人、多支撑模架同时施工，施工速度快，施工周期短；主要钢筋（主筋、箍筋）绑扎工作在地面进行，避免高空作业存在的安全隐患，安装可靠；而且相比工人在高空墩柱上绑扎钢筋，此方法能够有效降低误差，提高钢筋绑扎精度；可以在全部钢筋模块绑扎完成后统一吊装，也可以完成一个钢筋模块的绑扎进行一次吊装，施工方法灵活，适应于多种墩柱的钢筋的绑扎。

在上述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的优选技术方案中，所述支撑模架包括支撑杆、长度方向沿水平方向设置的长方体框架、沿竖直方向设置的支撑腿，所述支撑腿两两一对沿长方体框架的长度方向均匀设置，且支撑腿设置在长方体框架的竖直两侧面，每对所述支撑腿之间通过连接筋连接，连接筋垂直于所述长方体框架的该竖直两侧面，所述支撑腿的顶部高出所述长方体框架的顶部且设置有支撑槽，每对所述支撑腿的支撑槽内放置有同一所述支撑杆。

本方案的技术效果是：支撑模架的结构简单，便于现场制作，而且可以直接利用现场材料作为支撑模架的组成部件，例如长方体框架、支撑腿由现场的钢筋制作形成，支撑杆由钢管形成；支撑模架还可以根据墩柱所需主筋、箍筋的尺寸不同进行灵活调整：例如通过接长或者切割形成长方体框架的钢筋、形成支撑杆的钢管来实现对支撑模架的尺寸的调整，以适应不同尺寸的箍筋等，提高支撑模架的适用。

在上述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的优选技术方案中，“于所述支撑模架上绑扎主筋和箍筋形成钢筋模块”的步骤具体包括以下步骤：沿所述长方体框架的宽度方向在所述支撑杆上均匀间隔设置上层主筋，所述上层主筋的弯头朝下；沿所述长方体框架的长度方向均匀套设定位箍筋于所述上层主筋并与所述上层主筋焊接；穿设下层主筋于所述定位箍筋内并焊接，所述下层主筋与所述上层主筋上下对应设置，所述下层主筋的弯头朝上；均匀绑扎普通箍筋于所述上、下层主筋，形成钢筋模块。

本方案的技术效果是：在地面进行钢筋模块的绑扎，提高了施工安全性；通过上述步骤可以在支撑模架上按照预设数据较精确地绑扎主筋和箍筋，有效降低误差，提高钢筋模块绑扎精度；而且可以多人同时进行主筋和箍筋的放置、焊接和绑扎，提高施工效率。

在上述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的优选技术方案中，“于所述支撑模架上绑扎主筋和箍筋形成钢筋模块”的步骤之后，所述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法还包括以下步骤：采用8字型方式焊接加固钢筋于所述钢筋模块的上、下层钢筋的吊点位置。

本方案的技术效果是：通过8字型方式焊接加固钢筋，加强了钢筋模块的吊点位置的强度，避免吊装钢筋模块的过程中，钢筋模块发生形变。

在上述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的优选技术方案中，所述钢筋模块沿其长度方向的两端分别设置有上部吊点位置和下部吊点位置，“吊装所述钢筋模块于预定位置并与薄壁空心墩承台的预埋钢筋连接”的步骤具体包括以下步骤：同时起吊所述钢筋模块的上、下部吊点位置至所述钢筋模块上升预设高度；抽出所述支撑模架的支撑杆；继续通过上、下部吊点位置向上吊装所述钢筋模块至所述钢筋模块距地面高度大于其长度；向下吊放所述钢筋模块的下部吊点位置至所述钢筋模块呈竖直状态；通过所述钢筋模块的上部吊点位置吊装所述钢筋模块至预定位置；采用全站仪矫正所述钢筋模块位置并将其与薄壁空心墩承台的预埋钢筋连接。

本方案的技术效果是：通过上部吊点位置和下部吊点位置同步起吊钢筋模块，防止起吊钢筋模块过程中钢筋模块单点受力发生弯曲。

在上述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的优选技术方案中，“吊装所述钢筋模块于预定位置并与薄壁空心墩承台的预埋钢筋连接”的步骤之后，所述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法还包括以下步骤：搭设防倾覆支架于所述钢筋模块底部以固定所述钢筋模块。

本方案的技术效果是：由于钢筋模块竖直方向尺寸较高，为了防止其底部安装于薄壁空心墩承台的预埋钢筋上之后受外力影响发生倾斜，在其底部搭设防倾覆支架，提高钢筋模块的稳固性。

在上述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的优选技术方案中，“根据薄壁空心墩墩身所用箍筋的尺寸制作支撑模架”的步骤之前，所述薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法还包括以下步骤：浇筑用于绑扎所述钢筋模块的绑扎区垫层。

本方案的技术效果是：由于钢筋模块的绑扎要求精度高、绑扎操作空间大，因此支撑模架的放置场地要宽广、平整，浇筑绑扎区垫层有利于支撑模架平稳放置和多个支撑模架的放置，便于同时进行多个钢筋模块的绑扎。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明薄壁空心墩墩身截面钢筋分区图；

图2为本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的钢筋模块的示意图；

图3为本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的第一施工状态图；

图4为本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的第二施工状态图；

图5为本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的第三施工状态图；

图6为本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的第四施工状态图；

图7为本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的钢筋模块的吊点位置图；

图8为本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的第五施工状态图；

图9为本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的第六施工状态图；

图10是本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的第七施工状态图；

图11是本发明薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的步骤图。

附图标记列表：1、支撑模架；11、支撑杆；12、长方体框架；13、支撑腿；14、连接筋；15、支撑槽；2、钢筋模块；21、上层主筋；22、定位箍筋；23、下层主筋；24、普通箍筋；25、加固钢筋；3、承台；4、绑扎区垫层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以大青沟特大桥为例，大青沟特大桥主墩墩身钢筋截面如图1所示，竖向外层主筋直径28mm，内层主筋直径20mm，箍筋直径16mm。箍筋数量多，主要为a类型（长71.1cm，宽50cm）、b类型（长92cm，宽50cm）、c类型（长141.1cm，宽50mm）三种类型箍筋尺寸，其中a类型的箍筋占到总数的80%以上，以下以a类型的箍筋进行说明。

薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法包括以下步骤：s1、根据薄壁空心墩墩身所用a类型箍筋的尺寸制作支撑模架；s2、于支撑模架上绑扎主筋和箍筋形成钢筋模块；s3、吊装钢筋模块于预定位置并与薄壁空心墩承台的预埋钢筋连接；s4、绑扎水平钢筋并连接安装于预埋钢筋上的各钢筋模块；s5、安装内外模板；s6、浇筑混凝土。

其中，如图2所示，支撑模架1包括长度120cm的支撑杆11、长度方向沿水平方向设置的长800cm、宽80cm、高70cm的长方体框架12、沿竖直方向设置的高度100cm的支撑腿13，支撑腿13两两一对沿长方体框架12的长度方向均匀设置，且支撑腿13设置在长方体框架12的竖直两侧面上，相邻两对支撑腿13之间的间隔为200cm，每对支撑腿13之间通过连接筋14连接，连接筋14垂直于长方体框架12的该竖直两侧面，连接筋14等于长方体框架12的宽等于80cm，支撑腿13的顶部高出长方体框架12顶部且设置有y型支撑槽15，每对支撑腿13的支撑槽15内放置有同一支撑杆11，支撑腿13的底部低于距长方体框架12的底部，且间距为30cm。

制作支撑模架1时需要注意：根据箍筋的尺寸合理设计支撑模架1大小；支撑模架1各节点位置应定位准确，尺寸偏差应小于1cm；支撑模架1各节点间固定牢固，控制好整体水平度。

步骤s1、“根据薄壁空心墩墩身所用箍筋的尺寸制作支撑模架”的步骤之前，薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法还包括以下步骤：浇筑用于绑扎钢筋模块2的绑扎区垫层4。优选地，在薄壁空心墩墩柱周边（吊车作业范围内）平整一块长15m、宽10m场地，浇筑10cm厚c20混凝土垫层，使用水准仪控制顶面高程，误差控制在1cm以内，收光面，四周设置排水边沟防止被水浸泡。

如图3至图6所示，步骤s2、“于支撑模架上绑扎主筋和箍筋形成钢筋模块”的步骤具体包括以下步骤：沿长方体框架12的宽度方向在支撑杆11上间隔15cm均匀放置四根上层主筋21，上层主筋21的弯头朝下；沿长方体框架12的长度方向均匀套设12个定位箍筋22于上层主筋21并与上层主筋21焊接；穿设下层主筋23于定位箍筋22内并焊接，下层主筋23与上层主筋21上下对应设置，下层主筋23的弯头朝上；均匀绑扎普通箍筋24于上、下层主筋23（为显示清晰，普通箍筋24未全部显示），形成钢筋模块2。

如图7所示，步骤s2、“于支撑模架上绑扎主筋和箍筋形成钢筋模块”的步骤之后，薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法还包括以下步骤：采用8字型方式焊接加固钢筋25于钢筋模块2的上、下层钢筋的吊点位置。

如图8至图10所示，钢筋模块2沿其长度方向的两端分别设置有上部吊点位置和下部吊点位置，步骤s3、“吊装钢筋模块于预定位置并与薄壁空心墩承台的预埋钢筋连接”的步骤具体包括以下步骤：同时起吊钢筋模块2的上、下部吊点位置至钢筋模块2上升预设高度；抽出支撑模架1的支撑杆11；继续通过上、下部吊点位置向上吊装钢筋模块2至钢筋模块2距地面高度大于其长度；向下吊放钢筋模块2的下部吊点位置至钢筋模块2呈竖直状态；通过钢筋模块2的上部吊点位置吊装钢筋模块2至预定位置；采用全站仪矫正钢筋模块2位置并将其与薄壁空心墩承台3的预埋钢筋连接。

步骤s3、“吊装钢筋模块于预定位置并与薄壁空心墩承台的预埋钢筋连接”的步骤之后，薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法还包括以下步骤：搭设防倾覆支架于钢筋模块2底部以固定钢筋模块2。

如图11所示，本发明的薄壁空心墩密集型钢筋模块化施工工法的步骤如下：在薄壁空心墩墩柱附近浇筑绑扎区垫层4；采用钢管和钢筋按照图纸中a类型的箍筋尺寸大小搭设制作支撑模架1，可通过接长或切割钢筋、钢管长短等方式进行动态调整，以适应多种箍筋尺寸，支撑模架1上部放置5根可快拆支撑杆11，以方便吊装时拆卸支撑杆11；主筋穿插与箍筋绑扎就地同步进行，钢筋模块2的箍筋与主筋绑扎完成后，整体起吊，直接与承台3预埋主筋连接；所有钢筋模块2吊装完成后，施工剩余横向水平钢筋，待钢筋全部绑扎完成后合模浇筑混凝土。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。