梁磊磊 徐财进 刘英健

中交二公局第二公路工程有限公司

摘 要： 钢筋劲性骨架为墩身施工过程中的主要抗风措施，通常为一次性消耗，本文介绍一种可周转使用的劲性骨架，同时兼具钢筋定位和保护层控制功能，在实际施工中具有广泛的应用价值。

关键词： 周转式;钢筋定位;劲性骨架;应用;

在桥梁主塔(高墩)钢筋施工中常需投入大量的钢材来加工劲性骨架以便墩柱钢筋定位并提供钢筋安装操作平台。墩身劲性骨架成为桥梁高墩施工中重要的临时结构，是墩身施工过程中的重要的抗风措施，同时又起到钢筋定位的作用。劲性骨架通常采用角钢材料进行加工，施工时随钢筋一起埋入墩身混凝土内。在桥梁施工设计中，通常不考虑劲性骨架作为受力结构来承受荷载，即劲性骨架并不影响墩塔自身强度，因此减少劲性骨架材料投入也就直观反映了成本的节约。将劲性骨架设计为可周转的结构，能够大量减少墩柱施工中的钢材投入。对于截面尺寸较小的高墩，有采用外置式劲性骨架的先例可循。外置劲性骨架即将劲性骨架设置在钢筋外侧，钢筋施工完成，拆除劲性骨架后再合模浇筑墩身混凝土。

本文以铜怀高速锦江特大桥为依托，介绍一种墩塔主筋定位的周转式墩身钢筋定位劲性骨架，劲性骨架由钢管立柱、型钢平联和钢板梳等组焊而成，施工时整体吊装、周转使用，缩短了劲性骨架和钢筋安装时间，同时也减少了劲性骨架材料的投入。

1 方案比选

锦江特大桥主塔下塔柱高89.445m(9#主塔)/83.445m(10#主塔)，为单箱双室矩形空心墩。下塔柱纵桥向长9.2m，横桥向宽11.7m，壁厚横桥向为1.1m，纵桥向为1.0m。

根据锦江特大桥下塔柱结构尺寸及钢筋布置，如采用传统角钢劲性骨架，为确保钢筋施工质量及混凝土保护层厚度，需将劲性骨架分成大约7大块。7块劲性骨架分别在后场加工，经预拼后运送至现场分块吊装，7大块分7次吊装到位并完成调整及连接的整个过程耗时约为7～8小时，每层劲性骨架需角钢材料约9.7吨。

因劲性骨架在墩柱施工过程中主要起钢筋定位及钢筋施工平台的作用，在设计过程中未考虑其参与主体结构受力。为节省劲性骨架安装时间，考虑将分块安装的劲性骨架改装为整体吊装，从7次吊装缩短为1次吊装。因劲性骨架需起到钢筋定位骨架的作用，因此其平面尺寸基本无法改变。如将传统劲性骨架直接进行整体吊装，其庞大的基础在钢筋林立的主塔中难以下放及定位。因此，考虑采用刚度较大的钢管立柱来代替角钢材料立柱，将呈矩形布置的角钢基础换成圆形结构，保证立柱刚度及稳定性的同时，减小了立柱截面，使其更易于安装。立柱底部设置连接法兰，在上一节混凝土施工时预埋连接用预埋件，通过预埋件与法兰连接固定立柱。因立柱材料改变，结构变得更加简便，用于立柱连接的剪刀撑也随之减少。

表1 周转式墩身劲性骨架与角钢劲性骨架对比表 *载下**原图

2 方案设计

周转式墩身钢筋定位劲性骨架包括型钢立柱、型钢平联和钢筋定位钢板梳，其特殊之处在于:组装式钢筋定位劲性骨架在后场组拼成整体，墩塔施工过程中采用塔吊整体进行吊装，通过上一节混凝土施工时预埋的定位钢板与墩塔连接。周转式墩身钢筋定位劲性骨架上设置钢筋定位钢板梳，能够实现钢筋快速定位、安装等。组装式钢筋定位劲性骨架可周转使用，每个墩塔仅需投入一套劲性骨架，节省材料投入。周转式墩身钢筋定位劲性骨架立柱采用钢管立柱，稳定性良好。

周转式墩身钢筋定位劲性骨架主体结构由钢管立柱、角钢平联、斜撑等构成。根据塔柱尺寸及主塔钢筋布置，劲性骨架平面尺寸设计为10.82m×8.44m。劲性骨架采用钢管立柱，高6.5m，在塔柱横桥向设置3根Φ273mm钢管立柱，立柱间距4m;在纵桥向轴线上设置3根Φ273mm钢管立柱，立柱间距5.2m。在塔柱角点处设置Φ15.2mm小钢管立柱，每个角点设置2根。在钢管立柱下方设置法兰盘，法兰盘与钢管立柱之间采用焊接连接。

根据平联、斜撑等设置位置，在钢管立柱上设置连接头，用于固定斜撑、平联等。平联和斜撑采用∠75×5角钢，共设置两层。为方便钢筋定位，根据主筋间距设置钢筋定位钢板梳。配合专用的钢筋吊具对主塔钢筋进行快速、准确的定位。

为保证劲性骨架的稳定性，在下方未设置斜撑区域，采用钢丝绳和花篮螺栓将钢管立柱斜向对拉。然后将顶面内外两层平联及部分斜撑用∠50角钢连接，每50cm设置一道，作为人员上下通道，并在顶层角钢上铺设人员通行的木跳板以便施工人员通行。

劲性骨架各部件组焊成整体，施工时利用塔吊整体吊装，并通过定位钢板梳将主筋快速定位以便完成钢筋安装，极大缩短了劲性骨架和钢筋安装时间;且劲性骨架可以周转使用，一个墩塔仅需投入一套劲性骨架，大大减少了劲性骨架钢材投入。

图1 周转式墩身劲性骨架立面布置图 *载下**原图

3 现场实施

周转式墩身钢筋定位劲性骨架的钢管立柱、钢丝绳、型钢平联、型钢斜撑、上下爬梯和钢筋定位钢板梳等在后场组焊成为整体。首先在加工场放样出墩塔尺寸，然后根据墩塔与劲性骨架相对位置关系放样钢管立柱，并将钢管立柱进行临时固定。然后放样出型钢平联安装位置，量取平联实测长度，安装型钢平联。然后再量取斜撑的实际长度，下料并安装型钢斜撑和花篮螺栓对劲性骨架加固。

最后根据墩塔主筋间距设计并加工钢筋定位钢板梳，然后在劲性骨架上放样出钢筋定位钢板梳的位置以确保竖向主筋安装位置准确。将钢筋定位钢板梳与型钢平联焊接连接。最后安装上下爬梯，完成周转式墩身钢筋定位劲性骨架后场加工。

周转式墩身钢筋定位劲性骨架在后场分片加工，加工完成并经预拼、验收后运送至施工现场进行组装。首节墩柱施工时，在承台上劲性骨架安装位置埋设预埋件，用于劲性骨架的首次定位。承台施工完成后，采用吊车或塔吊将劲性骨架吊放至安装位置并将钢管立柱下方的法兰与承台上的预埋件连接。劲性骨架安装后，安装花篮螺栓及对拉钢丝绳。然后采用特制的钢筋吊具逐排吊装墩柱竖向主筋，竖向主筋安装完成后，解除花篮螺栓并将劲性骨架与预埋件之间的连接解除，整体吊出劲性骨架，安装环向箍筋、墩柱上的预埋件已经混凝土顶面下一节段墩柱施工劲性骨架定位的预埋件等。

4 效果分析

周转式墩身钢筋定位劲性骨架在锦江特大桥主塔下塔柱施工中成功应用。施工时，单节段劲性骨架安装仅需2小时，较常规劲性骨架安装节约了5小时。因周转式墩身钢筋定位劲性骨架安拆方便、快捷，安全性高，能有效保证钢筋安装质量等优点，后续又将其应用于锦江特大桥过渡墩施工中。锦江特大桥全桥用于劲性骨架钢材共计11吨，较传统角钢劲性骨架节约钢材约280吨，减少直接经济投入约132万元。周转式墩身钢筋定位劲性骨架结构较简单，因此其具有安拆方便、快捷，安全性高，能有效保证钢筋安装质量等优点。

(1)安拆方便、快捷

组装式进行骨架可以整体吊装，较传统角钢劲性骨架分片吊装更快捷，进一步减少施工人员投入。劲性骨架通过预埋件及法兰盘与已施工墩柱进行连接，定位快捷、准确，安拆方便、快速。

(2)安全性高

角钢劲性骨架在节点位置多采用多根角钢作为立柱，会因安装质量而影响结构安全性。而周转式墩身钢筋定位劲性骨架采用整体式钢管立柱，有效避免了立柱受力不均的情况。

角钢劲性骨架在施工时采取分片安装的施工工艺，在整体安装完成前，结构处于不稳定状态，会加大施工安全风险。周转式墩身钢筋定位劲性骨架采用整体式吊装，吊装到位后能迅速与已浇筑的混凝土连接成整体结构，有效保证了结构的整体稳定性，能大大降低施工风险。

(3)高效性

在劲性骨架上设置的钢板梳，配合专用钢筋吊具，可快速、准确定位并完成安装。较常规整捆起吊，逐根安装，极大加快了钢筋安装速度，提高施工效率。

(4)经济性

周转式墩身钢筋定位劲性骨架每个索塔仅需投入一套即可完成索塔施工，如使用于高度相对较小，且截面尺寸相近的薄壁空心墩，还可周转使用，能减少大量钢材投入。周转式墩身钢筋定位劲性骨架只需在后场一次加工成型并完成预拼，较角钢劲性骨架能够减少后场人力、物力等资源投入，缩短占用加工场的时间。

周转式墩身钢筋定位劲性骨架利用施工塔吊一次即可吊装安装位置，极大减少了劲性骨架安装时占用塔吊的时间，提高了塔吊的利用率。

5 结语

周转式墩身钢筋定位劲性骨架能准确、高效的完成墩身钢筋安装，同时又减少了墩柱施工中钢材的投入，能够有效降低施工投入。其适用于整体截面尺寸不变的直立式索塔、薄壁空心墩，同时也可用于倾斜度较小的渐变式索塔，周转式墩身钢筋定位劲性骨架基本适用于除倾斜度较大的钻石型索塔外的所有类型塔柱、墩柱施工，实用性极强，值得在今后桥梁墩塔施工中进一步推广。

参考文献

[1] 贾鹏，常文叶．劲性骨架在桥梁工程设计中的应用．价值工程，2010,29(23):61．

[2] 彭云，陈明凯．体外活动式劲性骨架在薄壁高墩施工中的应用．公路，2009(7):151-153．

[3] 郭慧敏．浅谈空心墩劲性骨架施工技术．山西交通科技，2013(3):86-88.

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