港珠澳大桥钢筋加工工艺

港珠澳大桥钢筋加工工艺

1桥梁下部结构香港珠澳大桥是在“一国两国制”的条件下，粤港澳首次合作建设的大型基础设施项目。这条路从香港的大邑山流出，从珠海到澳门的仁化岛，全长约35.6公里。其中CB05标全长6.653km,采用浅埋式预制墩台结构,整墩分幅钢-混组合梁体系。浅水区非通航孔桥共62个桥墩,墩高19.143~42.974m,其中,低墩区(墩高≤27m)桥墩49个,高墩区(墩高>27m)桥墩13个。承台尺寸为15.6m×11.4m×4.5m(横桥向×顺桥向×承台高度),承台采用C45海工混凝土。承台顶埋入海床面,高程+8m以下墩身与承台一起预制,预制承台及其底节墩身最高18.5m,最重为2370t,其中普通钢筋重196t,不锈钢筋重40t,C45混凝土571m3,C50混凝土319m3。墩身采用矩形空心结构,为C50海工混凝土,其中,高墩区墩底截面尺寸为11m×4.0m(横桥向×顺桥向),顺桥向壁厚0.8m,横桥向壁厚1.2m;低墩区墩底截面尺寸为11m×3.5m(横桥向×顺桥向),其他结构参数与高墩区一致。该桥桥梁下部结构示意见图1。该桥墩台采用整体预制施工,其中低墩区分2节预制,高墩区分3节预制。2预制装配场的总体规划和预制方案2.1“广深沿江高速”梁场承台、墩身预制场位于中山市翠亨新区临海空地横门航道边“广深沿江高速”梁场旧址上,两面靠海,长280m、宽180m。预制场规划为5个施工区域:钢筋加工车间、承台墩身预制场、承台墩身存放场、搅拌站、出海码头。2.2钢筋绑扎、安装、安装在自动化钢筋加工车间制作所有钢筋,经验收合格后运输至对应区域内进行钢筋绑扎、安装,承台钢筋绑扎后整体横移至预制台座上,墩身钢筋通过龙门吊机整体吊装插入承台钢筋,安装模板,进行承台、墩身的一次性整体浇筑,待混凝土达到设计强度后拆除模板,将承台、墩身横移至存放台座完成预制。3钢筋设计3.1数控钢筋弯曲机由于港珠澳大桥承台、墩身钢筋数量巨大,钢筋加工精度要求高,普通钢筋加工设备的生产效率和精度难以满足项目要求,因此,特采用数控钢筋弯曲机(图2)。该设备通过全智能、高集成控制可以实现钢筋送料、去氧化皮、校直延生,弯曲成形、切断等多种工艺单机一体化,大大提高生产效率,减少劳动力的需求;可双向同时弯曲钢筋,既可保证尺寸满足设计要求,也利于控制钢筋保护层。数控钢筋弯曲机实现了该项目钢筋加工的自动化和标准化。3.2不锈钢筋绑扎、焊接底节墩身外侧主筋及箍筋采用不锈钢筋。在厂家制作完成不锈钢筋,经验收合格后运送现场安装,在装卸、运输过程中,应避免污染、机械损伤、直接接触氯化物(盐,氯化钙,海水等)。不锈钢筋绑扎钢丝应采用不锈钢丝,绑扎方式同普通碳素钢筋。禁止焊接不锈钢筋,严禁重新调直、弯曲及采用热切割方式下料、弯曲。采用塑料保护套保护不锈钢筋丝扣。3.3承台墩身钢筋施工工艺为提高生产效率,将承台与墩身钢筋按照“化整为零”的方式分成承台底6层钢筋绑扎区、承台钢筋组合区、墩身钢筋绑扎区、内模组合区等若干模块,同时进行承台和墩身钢筋绑扎,再按照“合零为整”的方式组合形成整体,实现了钢筋绑扎与安装的模块化与装配化,改变了传统的先承台、后墩身钢筋施工工艺,变流水作业为平行作业,满足了承台墩身预制7d/座的生产周期。承台、墩身钢筋施工流程为:承台底6层钢筋绑扎→将钢筋吊装至绑扎台座(图3),并完成剩余承台钢筋绑扎→将横移台车横移至承台钢筋绑扎台座下方→安装横移吊架,将承台钢筋顶起并锁定→将承台钢筋滑移至预制台座(图4)→移开横移台车与横移吊架→整体吊装底节墩身钢筋及内模至承台钢筋上方(图5),与承台钢筋对接→合模后浇筑混凝土完成承台与底节墩身预制施工。承台钢筋采用“长线法”制作安装,预留孔位置周边钢筋两端均设置直螺纹套筒接头,并按照一定的顺序进行编号和标记。混凝土浇筑后,再将这些钢筋拆除并收集好,同时对丝头进行保护,对外露钢筋及拆下的钢筋进行必要的防护处理(防止生锈影响连接)。构件移运出海时再将预留孔拆下的钢筋放在对应的承台上,随承台一起出海,架设后再将这些钢筋按照编号一一对应进行安装。4模型施工4.1混凝土支护系统承台与底节墩身模板主要分为模板体系、桁架体系、滑移系统及调整系统4个部分。模板体系主要包括承台外模、墩身外模、承台预留孔模板、墩身内模及承台顶面压模。桁架体系主要分为承台桁架与墩身桁架两部分,并支承在滑移系统上。滑移系统主要包括滑道与滑移装置。调整系统主要是模板到位后的微调设施,包括水平调整千斤顶与楔块。出于对预制混凝土构件耐久性的考虑,承台及底节墩身上不允许有拉杆孔,在模板设计时采用加强外桁架的形式以克服混凝土浇筑时模板的变形。预制模板采用全钢模结构形式,利用液压同步控制原理,分别实现对大面积模板的关(脱)模、调位进行同步控制,对模板和支撑系统的行走进行控制。承台、墩身整体模板桁架结构见图6。4.2集料的结构承台墩身整体模板桁架体系总重约420t,拆模顺序为先拆短边后拆长边。短边模板采用液压拆模,长边模板采用重力沉降式拆模。先将模板4条边之间的连接螺栓解除,再解除桁架之间的连接拉杆,利用短边方向的水平方向液压千斤顶,将短边模板拉脱,悬挂在短边方向的桁架上,最后将长边桁架支腿竖向千斤顶回油,利用重力将模板桁架与混凝土脱开,从而完成拆模。5混凝土施工5.1天泵下料和墩身安装预制墩台混凝土采用混凝土车运输、天泵布料、串筒下料的浇筑方法施工。混凝土施工顺序从下至上依次为承台、墩身、挡墙。承台采用4台天泵浇筑混凝土,每台天泵浇筑范围覆盖1/4承台,每1/4承台设置5个下料点。墩身采用2台天泵浇筑混凝土,每台天泵设置6个下料点,墩身内总共布置12个混凝土下料点。混凝土由高处落下的高度超过2m时设有串筒,超过10m时设置减速装置。承台与墩身一次性整体预制的关键部位在承台与墩身的交界处,交界处的混凝土由承台C45混凝土换成墩身C50混凝土。为确保交界处混凝土与设计匹配,当承台混凝土快浇筑至承台顶面时,计算好剩余方量,此时工人进入墩身内部布料和振捣,直至混凝土标高内侧与墩身模板底口平,外侧与承台模板顶面平为止,清洗天泵管道,浇筑墩身C50混凝土。为避免墩身混凝土翻浆,在承台混凝土浇筑后,应根据实际情况适当停顿2h左右,在承台顶面混凝土初凝前进行墩身混凝土的浇筑。墩身交接位置处采用附着式平板式振动器与插入式振动器双控,以确保混凝土的施工质量。5.2保湿、保湿该工程中要求混凝土在浇筑时的入模温度控制在5~28℃。混凝土浇筑后养护期间芯部最高温度不得高于65℃。为控制入模温度,在混凝土浇筑前,对沙石料进行洒水降温,同时通过冷水机组降低混凝土施工用水温度,一般控制在4~8℃;混凝土浇筑时,尽量避开午间高温时段,安排在夜间或早晨施工。芯部最高温度主要通过埋设在承台内的冷却水管调整冷却水的流速来控制。在承台混凝土浇筑完,且混凝土初凝后开始测温,根据现场测温结果可知,承台混凝土最高温度峰值出现在混凝土浇筑完后的第4d,夏季最高温度达到63℃,冬季最高温度62℃,均未超过设计值65℃。5.3养护阶段养护方案该工程中的混凝土均为海工高性能混凝土,施工时为了尽量减少暴露的工作面,在混凝土浇筑后,应尽早使用土工布覆盖进入养护阶段。养护采用时间继电器式的自动喷淋养护,并根据天气情况调整时间继电器的间隔时间。在养护期间,保持混凝土表面一直处于湿润状态,混凝土至少保湿养护14d。混凝土养护用水采用自来水,使用前对养护用水中的氯离子浓度进行了检验,满足规范要求。本项目采用的自动喷淋养护方式,养护效果良好,混凝土表面未发现裂纹。6防腐国际装装法根据设计文件要求,港珠澳大桥桥梁下部结构混凝土表面采用硅烷浸渍进行防腐涂装。涂刷部位如下:预制承台的顶、侧面;预制墩身+8m以上部分只涂墩身外表面,+8m以下部分涂刷内、外混凝土表面。严禁采用油性脱模剂涂刷混凝土工程模板表面,以免阻碍硅烷渗透,影响喷涂质量。7混凝土预埋件结构性能检测预制构件拆模后需进行外型尺寸的竣工测量,并及时对预制构件混凝土质量进行检测,检查项目主要有混凝土强度、断面尺寸、竖直度、表面平整度、轴线偏位、支承垫石高程、混凝土保护层以及预埋件预埋位置和数量。经检测,所有预制构件的检测结果均能满足港珠澳大桥质量验收标准。8新技术的应用与创新港珠澳大桥浅水区非通航孔桥承台、墩身采用一次性整体预制施工工艺,理念先进,安全可靠,充分发挥港珠澳大桥“大型化、工厂化、标准化、装配化”的建设理念,实现了大型化模板的自动化开合;实现了承台墩身钢筋工厂化、模块化施工与装配化安装;