高速公路預(yù)制T梁護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法研究

莫勇 勞祺 周楊 梁任華

摘要：為解決傳統(tǒng)預(yù)制T梁防撞護(hù)欄鋼筋安裝施工中焊接量大、質(zhì)量控制困難及施工安全性低的問(wèn)題，文章基于實(shí)際項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)護(hù)欄鋼筋構(gòu)件各部分作用解析，采用護(hù)欄主體鋼筋整體加工制作并預(yù)埋、護(hù)欄頂帽鋼筋現(xiàn)場(chǎng)焊接的工藝。工程應(yīng)用結(jié)果表明：通過(guò)預(yù)制T梁護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法，可減少材料用量及焊接工程量，提高施工效率及質(zhì)量，提升施工安全性。

關(guān)鍵詞：高速公路；預(yù)制T梁；護(hù)欄；預(yù)埋鋼筋；焊接

中圖分類號(hào)：U443.8A401372

0引言

目前國(guó)內(nèi)高速公路橋梁預(yù)制T梁防撞護(hù)欄鋼筋常采用預(yù)埋+后期焊接工藝［1-2］，其施工工藝是在T梁預(yù)制時(shí)，將護(hù)欄連接鋼筋預(yù)埋在梁內(nèi)，成橋后再將護(hù)欄鋼筋與梁上預(yù)埋的連接鋼筋進(jìn)行焊接。該工藝的焊接量大，并且需要進(jìn)行高難度的立焊。在實(shí)際施工過(guò)程中，該工藝不僅工效較低且焊接質(zhì)量通病頻發(fā)，經(jīng)濟(jì)消耗巨大，后期質(zhì)量得不到保障［3-4］。同時(shí)，目前的護(hù)欄鋼筋在進(jìn)行焊接施工時(shí)，工人需要到橋面外進(jìn)行高空焊接作業(yè)，安全風(fēng)險(xiǎn)極高［5］。為了改善施工的安全環(huán)境，提升施工質(zhì)量，提高施工效率，亟須研發(fā)一種T梁護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋施工工法。

因此，本文基于廣西南丹至天峨下老高速公路項(xiàng)目（項(xiàng)目主線長(zhǎng)度為104.6 km，概算投資約為224億元，橋隧比為74.8%，預(yù)制T梁超9 663榀），研發(fā)了一種預(yù)制T梁護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法。該工法不僅解決了以上工程問(wèn)題且靈活通用，具有質(zhì)量效益和經(jīng)濟(jì)效益突出的特點(diǎn)，值得進(jìn)行推廣。

1工法介紹及分析

1.1工法介紹

在傳統(tǒng)的工法中，5號(hào)鋼筋在T型梁預(yù)制時(shí)就預(yù)埋在主梁內(nèi)，成橋后進(jìn)行護(hù)欄施工時(shí)與3號(hào)、6號(hào)鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)采用雙面焊連接，如圖1所示。由于護(hù)欄預(yù)埋鋼筋沿縱橋向間距僅為10 cm，加之需采用雙面立焊，不僅焊接量巨大，且施工空間狹小，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作異常困難，對(duì)焊工要求極高。據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，護(hù)欄鋼筋焊接質(zhì)量通病頻發(fā)，不僅施工效率低且成本消耗較高。

本工法為解決護(hù)欄鋼筋現(xiàn)場(chǎng)制作的質(zhì)量問(wèn)題，分析各部位鋼筋的功能后著重于在T梁預(yù)制時(shí)將原設(shè)計(jì)的3號(hào)、5號(hào)、6號(hào)這三種型號(hào)鋼筋優(yōu)化成一支整體式鋼筋進(jìn)行預(yù)埋，并單獨(dú)制作頂帽鋼筋，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整標(biāo)高后進(jìn)行焊接，保證其施工的靈活性，如圖2所示。

由圖2可知，3號(hào)、5號(hào)、6號(hào)鋼筋在預(yù)制廠內(nèi)彎曲成整體，使原先的現(xiàn)場(chǎng)立焊變?yōu)轭A(yù)制廠內(nèi)平焊，極大地減少了施工中焊接的困難與質(zhì)量問(wèn)題。平焊完成后，將整體骨架預(yù)埋至主梁內(nèi)，暫不安裝護(hù)欄頂帽鋼筋，這不僅對(duì)場(chǎng)區(qū)提梁及架橋凈空約束性較小，且方便后期調(diào)節(jié)護(hù)欄標(biāo)高，護(hù)欄鋼筋頂部至梁面標(biāo)高為104～114 cm，通過(guò)獨(dú)立的頂帽鋼筋來(lái)現(xiàn)場(chǎng)焊接調(diào)節(jié)護(hù)欄頂面標(biāo)高。

1.2工法優(yōu)勢(shì)分析

1.2.1成本優(yōu)勢(shì)分析

由表1可知，傳統(tǒng)工法制作橋梁護(hù)欄每公里需要用14 mm及18 mm兩種鋼筋，用量為69 939.7 kg/km，而優(yōu)化后制作橋梁護(hù)欄每公里只需要用12 mm及16 mm兩種鋼筋，用量為62 395.3 kg/km，本工法比傳統(tǒng)工法節(jié)省了10.8%的材料。

1.2.2質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)分析

由表2可知，傳統(tǒng)工法制作橋梁護(hù)欄的焊縫數(shù)量達(dá)到60 000條/km，焊縫長(zhǎng)度為10 800 m，而優(yōu)化后制作橋梁護(hù)欄每公里焊縫數(shù)量為20 000條，焊縫長(zhǎng)度為3 200 m。本工法比傳統(tǒng)工法焊縫數(shù)量減少了66.7%，焊縫長(zhǎng)度減少了70.4%，且焊接難度降低，施工操作更方便，焊接質(zhì)量更有保障。

1.2.3安全優(yōu)勢(shì)分析

傳統(tǒng)工法制作橋梁護(hù)欄常會(huì)花費(fèi)大量的人力、物力去做臨邊防護(hù)，且經(jīng)常需專人對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，但在實(shí)際施工中，臨邊防護(hù)的安全性不高。此外，護(hù)欄鋼筋施工時(shí)工人需先拆除臨時(shí)防護(hù)后趴在梁邊對(duì)護(hù)欄鋼筋進(jìn)行高空立焊，工人極易產(chǎn)生“眩暈”甚至導(dǎo)致中暑現(xiàn)象，安全風(fēng)險(xiǎn)極高。本工法優(yōu)化后，預(yù)埋鋼筋整體性強(qiáng)，可直接作為臨邊防護(hù)的一部分，且不再需要工人冒著風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行高空護(hù)欄鋼筋焊接，極大地降低了護(hù)欄施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，相比于傳統(tǒng)工法，本工法優(yōu)勢(shì)較明顯，主要體現(xiàn)在將分散的各部位鋼筋改為一體加工成型，使立焊變?yōu)槠胶?，極大地減少了鋼筋用量及焊接數(shù)量，既能減少材料消耗，提高護(hù)欄施工質(zhì)量，又能降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，是一項(xiàng)降本增效的先進(jìn)工法。

2新工法施工控制要點(diǎn)

2.1鋼筋工程控制要點(diǎn)

鋼筋加工采用智能彎曲數(shù)控設(shè)備，輸入相應(yīng)彎曲長(zhǎng)度、角度等參數(shù)后，由1人操作鋼筋即可完成加工，成品幾何尺寸精確。

根據(jù)T梁軸線與懸臂參數(shù)計(jì)算出不同位置護(hù)欄鋼筋偏距進(jìn)行精確定位，護(hù)欄頂面采用45 m鋼絞線約束預(yù)埋鋼筋。

鋼筋間距采用卡具定位，確保鋼筋在平面、立面排列一致，標(biāo)高在預(yù)制時(shí)采用在鋼筋頂拉線的方式控制。

2.2梁體安裝控制要點(diǎn)

由于新工法對(duì)護(hù)欄預(yù)埋鋼筋進(jìn)行整體加工，使預(yù)埋鋼筋外露部分過(guò)高，進(jìn)行T梁吊裝時(shí)，吊裝孔位置的護(hù)欄預(yù)埋鋼筋會(huì)影響吊裝；進(jìn)行T梁安裝時(shí)，架橋機(jī)中支腿、橫移導(dǎo)梁與護(hù)欄預(yù)埋鋼筋會(huì)出現(xiàn)沖突。

因此，根據(jù)架橋機(jī)性能需要，可在前梁端3 m（中支腿位置）、后梁端1 m（后錨支腿位置）處吊裝孔位置按傳統(tǒng)施工工藝進(jìn)行鋼筋施工或?qū)θA(yù)埋鋼筋局部進(jìn)行折彎，避開(kāi)架橋機(jī)支腿對(duì)預(yù)埋鋼筋的影響。

2.3架橋機(jī)過(guò)跨控制要點(diǎn)

新工法護(hù)欄預(yù)埋鋼筋過(guò)高，導(dǎo)致過(guò)跨時(shí)中支腿和跑道前移時(shí)的高度不夠。因此，架橋機(jī)后錨支腿橋梁縱坡應(yīng)適當(dāng)墊高，將中支腿和跑道拆開(kāi)分別調(diào)運(yùn)前移。

2.4梁體安裝實(shí)例

經(jīng)過(guò)多次模擬運(yùn)算及架設(shè)實(shí)踐，與傳統(tǒng)工法架梁相比，新工法梁高增加約為114 cm，梁體總體高度約為3.74 m。

40 m T梁上坡橋架設(shè)：40 m×2.5%=1 m，中支腿、反托（間距為20 m，縱坡高差為0.6 m）凈空≥3.74 m+0.6 m+0.5 m（天車(chē)預(yù)留安全空間）=4.84 m，反托液壓油缸頂升高度為0.90 m，為臨界范圍，下墊為0.3 m。

40 m T梁下坡橋架設(shè)：40 m×1.8%=0.72 m，中支腿凈空≥3.74+0.72=4.46 m，然而前支腿最大調(diào)節(jié)高度為6.87 m，反托液壓油缸頂升高度為4.79 m-4.46 m=0.33 m，為臨界范圍。

工法使用范圍總結(jié)：平橋、上坡橋（坡度宜＜2.5%），固結(jié)墩預(yù)埋鋼筋外露宜為0.5～0.6 m，下坡橋（坡度宜＜1.8%）固結(jié)墩預(yù)埋鋼筋外露宜為0.5～0.6 m。

3結(jié)語(yǔ)

（1）護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法可用于高速公路橋梁預(yù)制T型梁的護(hù)欄制作施工。

（2）使用護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法施工預(yù)制T梁護(hù)欄鋼筋，比傳統(tǒng)工藝節(jié)省鋼筋10.8%/km，焊縫數(shù)量減少了66.7%，焊縫長(zhǎng)度減少了70.4%，在節(jié)省材料的同時(shí)提高了現(xiàn)場(chǎng)施工的效率。

（3）使用本工法施工預(yù)制T梁的護(hù)欄，改戶外現(xiàn)場(chǎng)立焊為預(yù)制廠內(nèi)平焊，鋼筋焊接質(zhì)量更有保障。

（4）使用本工法施工預(yù)制T梁的護(hù)欄，消除了高空焊接作業(yè)，施工安全性更高。

參考文獻(xiàn)

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