桥梁塔柱钢筋笼整体快速装配技术研究

超高变截面面墩塔节段段钢筋整体体快速装配配技术研究报告责任创精品品诚信铸铸丰碑中交路桥建建设有限公公司2015年9月路通天下诚诚筑筑未来亚洲第一三三跨连续全全漂浮悬索索桥厦门海沧大大桥中国第一座座真正意义义上的跨海海大桥东海大桥当时世界最最长的跨海海大桥杭州湾跨海海大桥目前世界第一高高桥四渡河特大大桥目前世界规规模最大的的隧桥结合合工程上海长江隧隧桥目前世界最最长的跨海海大桥青岛海湾大大桥国内最大空空间缆索自自锚悬索桥桥杭州钱塘江江九桥当年我国海海外最大交交通基础项项目印尼马都拉拉大桥技术创新是企业永恒恒的主题，，对于获得和和保持企业业的竞争优优势、提高高企业的核核心竞争实实力、加速速企业的发发展和拓宽宽发展空间间都具有非非常重要的的意义。“高、特、、难、新””的公路桥桥梁工程是是中交路桥桥的传统优势领域。中交路桥建建设一直牢牢记“高端品牌工工程是公司司的企业形形象，是综综合竞争实实力的象征征”，高度重重视技术创创新工作，，公司先后后涌现出了了厦门海沧沧大桥、佛佛山东平大大桥、东海海大桥、杭杭州湾大桥桥、青岛海海湾大桥、、沪蓉西四四渡河特大大桥、杭州州市江东大大桥、望东东长江公路路大桥等一一批成果丰丰硕的项目。继去年论坛坛向大家汇汇报里的原创技术——“大倾角裸岩岩面深水钢钢围堰施工工技术”后，我公司司的技术团团队又研发发了一些路路桥施工新新技术，本本次论坛给给各位专家家、同仁汇汇报近阶段段研发的一一项原创技术——“超高变截截面墩塔节节段钢筋整整体快速装装配技术””。路通天下诚诚筑筑未来节段制作整体起吊高空对位节段连接●研究对象变截面墩塔塔节段钢筋筋制安●技术特点→体现厂制装装配优势→精细化要要求高→可升级空空间大→适用范围围广●运用效果→极大提高高安装速度度→全面提升升制作质量量→大幅减少少风险环节节●首创因素坚韧顽强，，首获突破破●研发依托贵州鸭池河河特大桥技术简介路通天下诚诚筑筑未来“‘大型化’、‘装配化’、‘工厂化’、‘标准化’是当今世界界工程建设设的最新理理念和最高高境界。传传统的交通通基础建设设，是一种种劳动密集集型生产方方式，几个个技术员、、带着一群群农民工搞搞建设，看看上去轰轰轰烈烈，但但本质上是是一种落后后的生产组组织方式，，这恰恰是是中国承包包商和世界界先进企业业的根本差差距所在””，因此“四化”也是当今每每位桥梁建建设者努力力的方向。。研发背景这些“工业业化”特点点的大型工工程实例在在国内不断断涌现，不不仅得益于于我国工业业实例、经经济实力快快速发展，，更是“四四化”理念念在桥梁建建设中不断断深化的体体现。研发背景东海大桥墩墩柱预制吊吊装嘉绍大桥连连续梁预制制节段拼装装高铁整孔预预制吊装珠港澳大桥桥青州航道道桥主塔中中国结整体体制作吊装装研究对象的的特点：●结构特点→主筋层数多多（3~5层）；→主筋密集（（净距6.8cm）、数量大大（约600根））；；→箍筋筋、、水水平平筋筋、、钩钩筋筋等等数数量量大大、、布布置置复复杂杂；；→竖向向倾倾斜斜（（4~8°°）；；→截面面变变化化（（10m→8m）；；→单节节吨吨位位大大（（约约50t）。。●力学学特特点点→结构构相相对对松松散散，，难难以以独独自自承承受受较较大大的的集集中中力力；；→尺寸寸大大但但刚刚度度小小，，易易变变形形，，无无法法实实现现高高精精度度对对接接；；→阻风风面面积积大大。。●现场场施施工工特特点点→高空空作作业业多多；；→劳动动强强度度大大。。研发发背背景景研究究对对象象：：路通通天天下下诚诚筑筑未未来来研发发目目的的：：快速速、、安安全全、、高高质质、、低低成成本本，体体现现““四四化化””研发发背背景景路通通天天下下诚诚筑筑未未来来钢筋筋骨骨架架的的施施工工由由最最初初的的施施工工现现场场散散件件绑绑扎扎成成形形，，逐逐渐渐演演变变成成在在后后场场整整体体或或者者分分节节（（段段））预预制制，，然然后后整整体体或或者者分分节节（（段段））吊吊运运至至现现场场，，采采用用专专用用起起吊吊设设备备整整体体提提吊吊进进行行安安装装。。整整体体吊吊装装施施工工能能有有效效缩缩短短钢钢筋筋施施工工周周期期，，节节省省施施工工成成本本。。最初钢钢筋骨骨架整整体施施工，，主要要为基基桩钢钢筋笼笼，后后逐渐渐推广广到墩墩柱、、盖梁梁及预预制梁梁等结结构的的钢筋筋骨架架整体体施工工。技术现现状“长线线法””制作作基桩桩钢筋筋笼盖梁钢钢筋整整体制制作、、安装装预制梁梁钢筋筋整体体制作作、安安装路通天天下诚诚筑筑未来来在竖向向钢筋筋节段段对接接上，，为了了上述述目的的桥梁梁建设设者也也做了了大量量的研研究和和实践践，如如：基基桩墩墩柱钢钢筋节节段、、塔柱柱钢筋筋片体体、墩墩身钢钢筋整整体制制安等等。技术现现状主筋整整体吊吊运墩身钢钢筋整整体制制安：：单层层、单单节基桩钢钢筋笼笼对接接路通天天下诚诚筑筑未来来但对复复杂大大型钢钢筋骨骨架整整体吊吊装施施工研研究效效果不不理想想，如如索塔塔等大大型节节段钢钢筋整整体吊吊装无无成功功实例例。主主要原原因是是索塔塔结构构多为为变截截面，，钢筋筋骨架架结构构复杂杂，竖竖向钢钢筋均均为多多层（（3-5层），，且分分布较较为密密集，，各节节段钢钢筋具具有松松散、、易变变形且且重心心位置置变化化等特特点，，要实实现索索塔结结构钢钢筋骨骨架节节段吊吊装施施工，，需要要解决决诸多多难题题。国内很很多大大型知知名施施工企企业都都对复复杂索索塔钢钢筋节节段整整体吊吊装施施工进进行了了探索索，但但均以以效果果不理理想、、既定定目的的难以以实现现而未未获成成功。。技术现现状路通天天下诚诚筑筑未来来贵黔高高速鸭鸭池河河特大大桥效效果图图依托工工程路通天天下诚诚筑筑未来来贵黔高高速鸭鸭池河河特大大桥桥桥梁全全长1466.5m，主桥桥布置置为：：72+72+76+800+76+72+72=1240m双塔双双索面面混合合梁斜斜拉桥桥（国国内在在建最最大跨跨径）），其其中边边跨箱箱梁采采用混混凝土土结构构，中中跨采采用钢钢桁梁梁结构构。主主塔采采用H形桥塔塔，贵贵阳岸岸塔高243.2m，黔西西岸塔高258.2m，设上上、下下两道道横梁梁。公司贵贵黔高高速鸭鸭池河河特大大桥施施工工工期紧紧，要要在业业主要要求的的工期期内完完成工工程施施工，，必须须对各各施工工部位位进行行技术术革新新，以以缩短短施工工工期期。对对索塔塔钢筋筋骨架架施工工采用用钢筋筋节段段整体体吊装装施工工工艺艺，以以减少少传统统工艺艺施工工钢筋筋所需需时间间，同同时提提高公公司的的研发发能力力。依托工工程路通天天下诚诚筑筑未来来索塔钢钢筋节节段吊吊装技技术借借鉴钢钢箱梁梁节段段厂内内匹配配加工工的思思路。。在地面设置索索塔钢钢筋预预拼胎胎架，，将索索塔竖竖向主主筋按按基准准节+次节钢钢筋节节段““1+1”匹配方方式加加工成成整体体节段段。随随后钢钢筋节节段整整体吊吊装至至塔上上，进进行上上下节节塔柱柱钢筋筋的对对接，，主筋筋连接接完成成后，，安装装剩余余部分分的主主筋、、钩筋筋。索塔钢钢筋节节段吊吊装思思路路通天天下诚诚筑筑未来来由于本本项技技术在在国内内无成成功实实例，，我们们的技技术团团队在在进行行了广广泛的的调研研和电电脑模模拟之之后，，还进进了多多阶段段多次次实体体实验验。实体试试验第一阶阶段试试验路通天天下诚诚筑筑未来来实体试试验第一阶阶段试试验情情况：：发现现了很很多难难题○1.钢筋根根数多多，直直螺纹纹间隙隙相互互差距距大；；○2.钢筋层层数多多，同同步就就位困困难；；○3.箍筋、、水平平筋、、钩筋筋等数数量大大，与与主筋筋干扰扰；○4.节段倾倾斜度度大，，且每每节不不同，，重心心难以以精确确计算算；○5.截面不不断变变化，，吊心心难以以掌控控；○6.钢筋节节段结结构柔柔度大大、且且松散散，承承载能能力弱弱；○7.钢筋节节段刚刚度小小，易易变形形；○8.山区顺顺时大大风，，节段段阻风风面积积大；；○9.钢筋节节段绑绑扎困困难且且存在在倾覆覆的安安全风风险；；○10.钢筋绑绑扎过过程的的斜率率及尺尺寸控控制困困难；；○11.主筋密密集且且双肢肢主筋筋对接接相互互干扰扰；○12.钢筋接接头拆拆除困困难；；○13.钢筋与与劲性性骨架架连接接不够够牢固固；○14.钢筋节节段就就位困困难；；○15.劲性骨骨架连连接速速度慢慢.注：○未解决决的问问题；；●已解决决的问问题各阶段段发现现（解解决））的主主要难难题路通天天下诚诚筑筑未来来实体试试验第二阶阶段试试验情情况：：解决决了主主要难难题●1.钢筋根根数多多，直直螺纹纹间隙隙相互互差距距大；；●2.钢筋层层数多多，同同步就就位困困难；；○3.箍筋、、水平平筋、、钩筋筋等数数量大大，与与主筋筋干扰扰；●4.节段倾倾斜度度大，，且每每节不不同，，重心心难以以精确确计算算；●5.截面不断断变化，，吊心难难以掌控控；●6.钢筋节段段结构柔柔度大、、且松散散，承载载能力弱弱；●7.钢筋节段段刚度小小，易变变形；●8.山区顺时时大风，，节段阻阻风面积积大；●9.钢筋节段段绑扎困困难且存存在倾覆覆的安全全风险；；●10.钢筋绑扎扎过程的的斜率及及尺寸控控制困难难；●11.主筋密集集且双肢肢主筋对对接相互互干扰；；●12.钢筋接头头拆除困困难；○13.钢筋与劲劲性骨架架连接不不够牢固固；○14.钢筋节段段就位困困难；○15.劲性骨架架连接速速度慢.注：○未解决的的问题；；●已解决的的问题各阶段发发现（解解决)的主要难难题路通天下下诚诚筑未未来实体试验验第三阶段段试验情情况：完完善了技技术细节节●1.钢筋根数数多，直直螺纹间间隙相互互差距大大；●2.钢筋层数数多，同同步就位位困难；；●3.箍筋、水水平筋、、钩筋等等数量大大，与主主筋干扰扰；●4.节段倾斜斜度大，，且每节节不同，，重心难难以精确确计算；；●5.截面不断断变化，，吊心难难以掌控控；●6.钢筋节段段结构柔柔度大、、且松散散，承载载能力弱弱；●7.钢筋节段段刚度小小，易变变形；●8.山区顺时时大风，，节段阻阻风面积积大；●9.钢筋节段段绑扎困困难且存存在倾覆覆的安全全风险；；●10.钢筋绑扎扎过程的的斜率及及尺寸控控制困难难；●11.主筋密集集且双肢肢主筋对对接相互互干扰；；●12.钢筋接头头拆除困困难；●13.钢筋与劲劲性骨架架连接不不够牢固固；●14.钢筋节段段就位困困难；●15.劲性骨架架连接速速度慢.注：○未解决的的问题；；●已解决的的问题各阶段发发现（解解决)的主要难难题路通天下下诚诚筑未未来目前贵黔黔鸭池河河大桥主主塔已封封顶，通通过4×33节塔柱钢钢筋施工工证明，，本创新新技术效效果显著著：●进度效果果：复杂杂而繁琐琐的钢筋筋制安与与混凝土土等强同同步进行行，大幅幅度缩短短节段钢钢筋安装装时间，，48~72小时/节→8~10小时；●质量效果果：现场场散装→→厂内标标准化制制作、验验收，人人工操作作、质量量管控非非常便捷捷，单节节近600个直螺纹纹间隙相相互误差差小于1mm，全部连连接合格格，真正正做到了了一次通通过率100%；●安全效果果：将大大量的高高空作业业转为地地面厂内内施工，，极大地地降低了了安全风风险。这一成果果体现了了“‘大型化’、‘装配化’、