异型预制桥墩新型工装设备的设计与应用

方科; 闫兴非; 宗霏; 张彦; 文小东

【期刊名称】《《建筑机械（上半月）》》 【年(卷),期】2019(000)010 【总页数】4页(P85-87,92)

【关键词】工厂化; 装配式; 桥墩; 工装 【作 者】方科; 闫兴非; 宗霏; 张彦; 文小东

【作者单位】成都交投建筑工业化有限公司 四川 成都 610000 【正文语种】中 文 【中图分类】U445

随着我国桥梁建设的高速发展，绿色建设越发受到国家的重视，将传统的现场浇筑混凝土施工转换为工厂预制，再将预制构件运输到现场进行安装，有效解决了现场浇筑混凝土施工工期长、施工占地面积广、施工噪音无法控制等难题。构件的工厂化生产必须要有现代化的预制工厂，配置先进的自动化设备和配套的、适用性强的工装设备，以保证构件的生产质量和精度要求。在桥墩的预制生产过程中，钢筋笼绑扎、转运和翻转以及预制桥墩混凝土的浇筑比传统的施工要求更高，施工方式更可靠、便捷，需要通过工装设备和措施方法来保障钢筋笼的精度，以及钢筋笼的平稳转运和翻转等，加大技术保障措施，从而最大程度减少工人操作误差，提高桥墩的质量。本文以成都三环路羊犀立交改造项目预制桥墩为例，围绕桥梁预制桥墩生

产过程中工装设备的应用展开讨论。 1 项目基本情况及生产质量控制重点 1.1 项目概况

羊犀立交改造项目位于成都市三环路扩能提升工程（主体及路面工程部分）“融资+施工总承包”主体工程6标段，三环路方向K36+705.698-K37+960。工程主要内容包括：增建羊犀立交节点SE、EN、NW、WS、NE、ES6条匝道和JS集散车道，对主辅道出入口进行改造和优化，以及相应的交安设施等附属设施工程。本项目设计桥墩共100个，分为4种墩型（见图1）：等截面桥墩Φ1.5m和Φ1.8m，变截面花瓶墩Φ1.8m×2.6m和Φ2.0m×4.0m。根据羊犀立交现场吊装条件、基地设备条件、运输条件等情况综合考虑，对桥墩采用分节预制、分节拼装的工艺，全项目共134段预制节段，单个构件重量在4.6～128t之间。 图1 桥梁墩型示意 1.2 桥墩预制生产工艺

在现代化预制工厂中，桥墩的生产都是成套线施工的，从钢筋半成品加工到桥墩的脱模养护都在一条线上完成。预制桥墩的生产工艺流程如图2所示，钢筋加工、钢筋笼绑扎、钢筋笼转运入模、钢筋笼翻转、混凝土浇筑、脱模养护等都是必不可少的环节。

图2 预制桥墩生产流程图 1.3 桥墩生产质量控制重点

在桥墩工厂化生产过程中，除传统的钢筋加工设备保证钢筋下料、弯曲精度以外，主要的生产质量控制重点有以下几点：

（1）钢筋笼绑扎。传统的绑扎方式存在主筋定位不准确，钢筋笼绑扎精度不高，耗时较长等问题。

（2）钢筋笼转运。常规的施工操作方法存在工作效率低、安全风险大、结构稳定

性控制难等缺点，易导致钢筋笼吊装变形。

（3）钢筋笼翻转。钢筋笼绑扎完成后，需要转运至模具内，再对钢筋笼和模具的组合体进行翻转。由于重力作用，钢筋笼和模具组合体会加速越过平衡点，产生过大的冲击力，使吊具和组合体存在很大的安全隐患。

（4）混凝土浇筑。由于桥墩采用的是立式浇筑工艺，桥墩通常高度比较高，需要工人进行高空作业，要能保证作业人员的安全性以及作业的稳定性和可操作性。 2 桥墩预制施工过程中工装设备的应用 2.1 钢筋笼绑扎——通用绑扎胎架

钢筋笼通用绑扎胎架由底模移动支架1、移动排架3、挂片4、主筋定位盘5、主筋定位盘移动支架6和底座7组成（见图3）。钢筋笼绑扎前，按照钢筋笼设计图先安装套筒挂片组件和主筋挂片组件4，再将套筒定位板2（底模）安装于底模移动支架1上，主筋定位盘5安装于主筋定位盘移动支架6上，其次安装套筒和主筋，最后绑扎箍筋和勾筋焊接成型。通过挂片的选择，可以实现不同截面钢筋笼的绑扎；通过移动排架在底座上的移动，可以实现不同长度的钢筋笼绑扎；通过主筋定位盘移动支架的移动，可以实现桥墩顶部伸出钢筋的一个定位。 图3 钢筋笼绑扎胎架示意图

传统的现场浇筑混凝土钢筋绑扎常常受环境条件，人工逐一绑扎耗时较长，钢筋绑扎精度不高，钢筋笼质量难以控制，影响桥墩的质量。工厂预制桥墩钢筋笼的绑扎通过特有设备钢筋笼绑扎胎架将钢筋准确定位，钢筋笼制作偏差控制在±2mm以内，有效减少了人工操作误差，钢筋绑扎快捷，提高了钢筋笼绑扎效率，同时可以实现不同截面、不同长度钢筋笼的绑扎，通用性、适用性更强。 2.2 钢筋笼转运——通用钢筋笼吊具

通用钢筋笼吊具由上连接横梁1、连接横梁2、主梁3、吊耳4和下连接横梁5组成（见图4）。此吊具中间段为7m，两端节段为3.5m，可以满足不同长度钢筋

笼的吊装；通过连接横梁2的调节，可以调整主梁3的间距，可以满足不同截面钢筋笼的吊装。钢筋笼在起吊时，起重设备通过钢丝绳、吊环连接于吊具的上连接横梁1或者吊耳4上，吊具下连接横梁5通过钢丝绳、吊环连接于吊钩上，吊钩再勾住钢筋笼进行起吊。在起吊过程中，通过对上连接横梁、吊耳或者下连接横梁横向间距的调节，实现对钢筋笼重心的匹配，防止出现斜吊、摇摆等情况，从而实现了钢筋笼平稳转运的要求。 图4 钢筋笼吊具示意图

在预制工厂进行混凝土浇筑时，钢筋笼绑扎后均需要吊装入模。而对于重量较大的钢筋笼，吊装运输采用常规的施工操作方法存在工作效率低、安全风险大、结构稳定性控制难等缺点。通过特有设备通用钢筋笼吊具配合吊钩，可以平稳转运不同截面、不同长度的钢筋笼，有效保证钢筋笼的外形尺寸，提高工作效率。 2.3 钢筋笼翻转——通用模具拼装翻转平台

通用模具拼装翻转台由翻转装置2、升降小车3、移动小车4和轨道5组成（见图5）。模具拼装时，先将模具下半部分通过螺栓连接于移动小车4上，通过小车的移动，可以实现不同长度的模板拼装；然后将钢筋笼吊运至模具内，钢筋笼底座与翻转装置2螺栓连接，通过升降小车3进行竖直方向距离的调整，使钢筋笼底座与翻转装置2安装更快捷、精准；再安装模具上半部分，安装完成后，起重设备通过钢丝绳、吊环与钢筋笼顶端预留吊装位置连接进行翻转作用；在翻转过程中，翻转装置滑臂前端的滑块与缓冲器1接触，发生阻尼作用，使模具翻转过程中能平稳度过重心突变的区域，实现模具的平稳翻转。 图5 模具拼装翻转平台示意图

在预制工厂进行混凝土浇筑时，钢筋笼绑扎完成后，需要对模具横向进行拼装，再将钢筋笼吊运至模板内进行封模，最后对模具整体进行翻转至竖直方向。由于钢筋笼和模具组合体为金属构件，重量较大，在翻转竖立时，重心发生改变。由于重力

作用，钢筋笼和模具组合体会加速越过平衡点，过大的冲击力常出现整体摆动，吊具和组合体存在安全隐患。通过模具拼装翻转平台，采用阻尼滑轨结构，当重心发生改变时，前端设置的滑块与缓冲器接触，缓冲了在翻转至竖直过程中所出现的冲力，使整体更平稳安全，实现了模具整体的缓慢竖立，提高了作业的稳定性和安全性。

2.4 混凝土浇筑——通用混凝土高位浇筑平台

通用混凝土高位浇筑平台由浇筑平台上半部分1和浇筑平台下半部分2组成（见图6）。浇筑平台上半部分由平台走廊、护栏和滑杆套筒等组成。浇筑平台下半部分由平台走廊、护栏和滑杆等组成。浇筑平台下半部分滑杆均嵌套在浇筑平台上半部分滑杆套筒之中，通过双向螺杆3和焊接在浇筑平台上的丝套将浇筑平台上下部分连接。双向螺杆两端螺纹分别为左旋和右旋，通过对其调节，改变了滑杆和滑杆套筒的相对位移，从而实现了浇筑平台截面的改变，满足了不同截面的桥墩浇筑。 现场浇筑混凝土时常常受环境因素的影响，存在施工进度缓慢、周期较长、存在安全隐患等缺点。在预制工厂进行混凝土浇筑，可以保证施工质量，同时浇筑过程稳定可靠，可以降低安全隐患。在工厂进行浇筑时，模具翻转竖立后，需要转运至浇筑区域进行混凝土浇筑。由于采用立式浇筑工艺，桥墩通常高度较高，需要工人进行高空作业。通用混凝土浇筑平台安装于模具最上方（见图7），通过浇筑平台上的限位板螺栓连接于模板上端，使用登高车或者起升设备将操作人员输送至浇筑平台上进行高空作业。浇筑平台四周护栏封闭安装，保证了人员的安全，使施工更加稳定可靠。该浇筑平台可以通过双向螺杆的调节对平台浇筑截面进行改变，可以满足不同截面桥墩的浇筑，实现了浇筑平台的通用性，使该设备的适用性更强。 图6 浇筑平台示意图 图7 浇筑平台安装示意图 3 结束语

桥梁施工技术中，从现场混凝土浇筑转换为工厂预制，整个工艺过程易于控制和管理，从而提高了桥墩的生产质量和精度要求。本文详细介绍了厂内桥墩预制施工过程中工装设备的应用，钢筋笼绑扎胎架准确定位钢筋，保证了钢筋笼的制作精度；钢筋笼吊具实现钢筋笼的平稳转运，有效保证了钢筋笼的外形尺寸；模具拼装翻转平台使模具和钢筋笼整体缓慢竖立，提高了作业的稳定性和安全性；混凝土浇筑平台使浇筑过程稳定可靠，有效降低了安全隐患等。未来将对工装设备继续进行技术优化升级，实现工装设备的自动化控制，为桥梁工厂预制施工工艺过程提供一套绿色、高效、可靠、稳定的工装设备。 ［参考文献］

【相关文献】

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