0 引言

　　随着装配式桥梁工程跨度及高度的增加，需预埋的钢筋套筒数量也随之增加，由于预埋钢筋连接套筒的预制拼装方式对施工精度的要求较高，特别是现浇承台与预制立柱连接须准确定位，使得构件连接质量及预制拼装工期受到较大影响。

　　目前，大多数预制立柱下部钢筋笼仍采用较粗放的制作工艺，受力筋的平面位置和露出长度均有不小误差，对预制立柱与承台的连接造成不利影响。由此可见，研究出一种能提高预制立柱下部钢筋笼制作和安装精度的工艺对装配式桥梁的推广应用具有积极意义。

　　1 工程概况

　　康桥路—上塘路节点提升工程位于杭州市余杭区，施工区域日交通量大，为减少工程施工对交通的影响，高架主线采用装配式施工工艺。

　　预制拼装段桥墩采用倒T形隐式盖梁+双柱式墩，双柱净距1.5m。承台尺寸为6.5m×6.5m×2.5m，立柱为1.5m×1.5m矩形截面，四周设置15cm倒圆角，立柱高7.0～8.5m。预制立柱分2部分制作，上部在预制厂内加工，下端预埋灌浆套筒;下部主筋长约2 192mm，其中露出插入承台部分长392mm，伸入灌浆套筒内进行结构连接，预制立柱与承台接缝如图1所示。

　　2 工艺原理

　　2.1 钢筋骨架胎架设计

　　通过BIM建模进行批量深化设计，合理优化钢筋布置，检查立柱预埋钢筋与承台钢筋、金属波纹管、盖梁钢筋等可能出现的碰撞，提前优化解决，根据优化后的钢筋布置形式设计立柱下部可拆卸钢筋骨架胎架以及与其匹配的预埋钢筋定位钢箍(见图2)。

　　图1 预制立柱与承台接缝  

　　图2 预制立柱下部钢筋骨架胎架  

　　2.2 钢筋骨架制作

　　将箍筋放置在下层定位面板上，由4根角钢固定位置，主筋则根据预先定位的U形螺栓孔位置安插，最后形成相对位置精准的钢筋骨架。加工完成后拆掉胎架，将其整体吊至承台设计位置，钢筋骨架现场制作如图3所示。

　　图3 钢筋骨架制作  

　　2.3 钢筋骨架的定位安装

　　采用定位钢箍纠正单个立柱骨架钢筋在运输、吊装及混凝土浇筑期间可能产生的变形，安装完成后的钢箍配合脚手管顶托固定钢筋骨架，脚手管的一端支承在定位钢箍上，另一端支承在承台基坑围护结构上(见图4,5)。若开挖区域水土情况较好，无须设围护结构，则可在承台钢模上对应位置焊接钢牛腿作为支撑点;若该承台为双立柱式承台，则应在2个立柱钢箍间设置2道支撑，使立柱与承台、立柱与立柱间的相对位置均不发生改变。

　　图4 定位钢箍  

　　图5 定位钢箍-脚手管支撑体系  

　　2.4 混凝土浇筑

　　承台混凝土浇筑期间，通过钢箍-脚手管支撑定位体系保证预埋立柱下部钢筋骨架不因混凝土的流动和振捣而偏移，至初凝后方可拆除钢管支撑和钢箍，保证预埋精度。

　　3 施工工艺流程及操作要点

　　3.1 施工工艺流程

　　灌浆套筒式预制立柱下部钢筋骨架施工工艺流程为:BIM深化设计→钢筋笼胎架及钢箍制作→钢筋骨架制作→现场定位安装→承台混凝土浇筑。

　　3.2 操作要点

　　3.2.1 BIM深化设计

　　应用BIM三维建模技术，选用通用性较强的建模软件Revit进行建模，严格按照设计要求对钢筋、灌浆套筒、预应力波纹管的空间位置进行布置(见图6)。将模型导入Navisworks中进行碰撞检查，检查内容如下:(1)承台钢筋与立柱下部钢筋;(2)立柱钢筋与灌浆套筒;(3)立柱钢筋与盖梁预应力波纹管;(4)立柱钢筋与盖梁钢筋;(5)盖梁钢筋与盖梁预应力波纹管。

　　专业工程师对软件输出结果进行复查，排除无效碰撞后向设计院提交优化建议，根据设计院出具的最终图纸进行钢筋骨架加工。

　　3.2.2 钢筋笼胎架及钢箍制作

　　根据优化后的钢筋布置图设计钢筋笼胎架和钢箍，采用等离子切割加工方式，保证胎架、钢箍各组成部分的精度和平整度。钢板预留孔洞与立柱主筋位置相对应，以确保钢筋骨架主筋精度控制在±2mm。

　　图6 预制桥墩深化设计  

　　3.2.3 立柱下部钢筋骨架制作

　　采用数控钢筋锯床进行钢筋切割，保证其长度和平整度满足设计及规范要求，以控制其上端进入灌浆套筒的长度统一。钢筋长度精度控制在±2mm，受力主筋切割面应打磨平整。

　　钢筋骨架制作过程中，应将钢筋骨架伸入灌浆套筒的一端朝下放置，由于主筋切割面和胎架底座均为平整光滑的平面，上述操作使加工完成的骨架上端钢筋面平齐，有利于控制灌浆套筒内钢筋的伸入量，满足设计及规范要求。

　　3.2.4 现场定位安装

　　将加工完成的立柱下部钢筋骨架吊入承台(承台上层钢筋绑扎前)，承台钢筋绑扎完成后，将钢箍套在钢筋笼骨架上方以纠正运输、吊装、承台钢筋绑扎期间所引起的变形或偏移(见图7)。

　　图7 现场定位安装 

　　3.2.5 承台混凝土浇筑

　　承台混凝土浇筑期间，应控制商品混凝土浇筑速度，施工人员应小心操作，防止在浇筑、振捣过程中误碰钢管支撑，导致钢筋偏位。钢管支撑及钢箍在混凝土达到初凝后方可拆除。

　　拼接面处的构件表面在浇筑完成后应及时凿毛至完全露出新鲜密实的混凝土粗集料，并用洁净水冲洗干净。将塑料套筒套在立柱预埋钢筋上端，防止钢筋锈蚀，做好成品保护工作。

　　4 技术优点

　　4.1 制作精度高

　　应用BIM技术进行三维建模、深化设计，科学合理地进行钢筋间距布置优化，避免各构件内部的施工碰撞。同时，根据深化设计模型进行钢筋笼胎架制作，有效提高了钢筋骨架加工精度和制作效率。

　　4.2 安装精度高

　　根据深化设计结果制作定位钢箍，用以纠正立柱下部钢筋骨架在运输或吊装过程中可能产生的变形，使预制立柱上部能与其顺利拼接。同时，配合脚手管顶托形成定型钢箍-脚手管支撑体系，确保立柱钢筋笼在承台混凝土浇筑期间不发生偏移。

　　4.3 安拆方便，周转次数多

　　钢筋骨架制作胎架及钢箍均采用螺栓连接，安装及拆卸较为方便。在正常使用和保养情况下，可周转次数多，特别是在装配式建筑施工中，同部位构件设计形式基本一致，可应用于其他类似工程项目中。

　　4.4 经济效益高

　　通过可重复利用的胎架和钢箍提高预埋件加工、安装精度，确保预制构件在现场顺利安装，避免大型混凝土构件废弃造成经济损失。

　　5 结语

　　定位钢箍-脚手管支撑体系较好地解决了预制立柱下部钢筋笼制作和安装精度控制问题。目前，预埋钢筋骨架在承台上的固定主要依靠承台基坑围护钢板作为脚手管顶托的支撑点。在实际工程中，若承台开挖区域地质良好，无须设置围护，则可以考虑在承台钢模上焊接牛腿作为支撑点。