浙江交工集团股份有限公司 浙江杭州 310051
摘要：本项目大多数墩身位于非通航孔区域，采用单桩独柱墩身，墩身结构形式为双曲面形式。墩身钢筋骨架采用在钢筋车间的绑扎胎座上整体预制完成后，经运输车运至现场，采用履带吊整体吊装至墩位处，精确定位、安装，大大提高了墩身钢筋安装的速度，降低了海上单桩独柱墩身施工的难度和风险。
关键词：单桩独柱、双曲面、钢筋骨架、整体吊装、精确定位、安装
1、工程概况
鱼山大桥桥梁中心桩号K4+641.875，全长7781.75m，主跨径260m。其中通航孔桥为混合梁连续刚构桥，桥跨布置为（70+140+180+260+180+140+70）m；非通航孔桥靠近主通航孔桥两侧深水区采用70m跨径，其余区段采用50m跨径。标准联长为5跨一联，局部4跨一联。岱山侧非通航孔桥跨径布置为3×（4×50）+2×（5×50）+4×（4×70）+2×（5×70）=2920m，鱼山侧非通航孔桥跨径布置为4×（5×70）+3×（4×70）+（3×70+64.75）+5×50+4×（4×50）+（50+7+50）+3×（50）=3821.75m。非通航孔桥除连接涵洞部分和鱼山海堤内采用50m简支梁体系，其余均为连续梁体系。
全桥共有墩身117座，桥台2座。其中非通航孔（1#～47#墩，56#～112#墩）采用单桩独柱圆柱型墩身，70m跨径区域桥墩墩底断面直径为3.6m，连续墩墩顶断面尺寸为6.5m×3.6m（横桥向×纵桥向），过渡墩墩顶截面为6.5m×5.0m（横桥向×纵桥向）。50m跨径区域桥墩墩底断面直径为3.2m，墩顶截面为6.5m×4.6m（横桥向×纵桥向）。为了提高结构的耐久性，鱼山海塘外的桥墩（1#～112#墩）在+9.0m标高以下均采用硅烷浸渍。
图1-1 双曲面墩身构造图
2、水文地质条件
2.1气象
本工程区域属北半球亚热带南缘海洋性气候区，气候温和、四季分明、雨量充沛。季风显著，风速大，全年多大风，春季多海雾，夏季多热带气旋（包括热带风暴、强热带风暴、台风）。
对本工程施工进度和施工安全影响较大的灾害性天气主要为台风、暴雨、雷暴和雾。
2.2地形地貌条件
本工程区分为陆地和海洋两大地貌单元，具典型的海洋与岛屿型地貌特征。其中陆域地貌为海岛丘陵区，海岸线蜿蜒曲折，以基岩和泥质海岸为主，线路海域属岱衢洋，岛礁杂乱分布，暗流涌动，环境条件比较复杂。
2.3地质条件
桥址区横跨3根电缆和通航航道，场地条件较为复杂。桥址区海域水深—般1～19m不等，水下地形坡度平缓，浅部分布厚层海相软土，岩性主要为淤泥、淤泥质土、软～流塑状黏性土，厚度7.9～67.5m，工程性质差；下为中密～密实冲海积的粉砂、细砂为主，一般厚度较大，地层较为连续，底部为粉质黏土、圆砾等，下伏基岩为流纹质凝灰岩、流纹岩、流纹斑岩晶屑玻屑凝灰岩、角砾凝灰岩、含角砾凝灰岩局部夹凝灰质砂岩或凝灰质粉砂岩，一般岩质较硬。基岩面起伏大，中风化岩埋深18.9～132.3m不等。
2.4水文条件
本项目桥位于舟山市岱山本岛双合村与岱山大鱼山之间海域，属于岱衢洋海域。
（1）舟山沿海的潮汐受外海潮波的控制，潮汐性质多为半潮，舟山西部海域由于潮波受岛屿和浅海地形的影响而变形，潮汐性质多为非正规半日潮，东部海域则多为正规半日潮，本工程区的潮汐属于不规则的半日潮，潮流以往复流为特征，涨潮流向西或西北，落潮流向东或向南，涨潮的流速大于落潮的流速。
（2）桥区通航水道海床基本稳定，水深沿桥位两侧滩涂往中间逐步变深，水深介于5～10m的超过70％，线位通航孔桥墩位置，水深深度达到20m左右，泥面标高-16.74～-18.30m。
3、双曲面墩身施工
3.1施工准备
为确保墩身预埋钢筋定位准确，保证桩墩交接处混凝土质量，桩顶以下3.0m范围内桩身混凝土应在墩身钢筋骨架定位、安装完成后二次浇注。首先等桩基灌注完成后，对桩顶以下3.0m范围内多余的混凝土进行凿除，凿除到设计标高。
待桩基检验合格后，割除声测管。声测管割除后，按照最大潮水位，割除多余的钢护筒，钢护筒的标高比最大潮水位高出30cm，待3m接桩完成后再割除多余的30cm钢护筒。
3.2钢筋骨架胎架设计
钢筋胎架委托专业厂家定制加工整体式钢筋胎模，钢筋绑扎胎模主体骨架采用型钢制作，并设置钢筋定位销和定位齿板。根据墩身断面形式及尺寸规格，制作不同规格的钢筋胎模。
圆柱墩胎模采用弧形定位齿板，齿板上焊接Ф20mm圆钢作为主筋定位齿，齿板沿钢筋骨架纵向每2.5m布置一道。齿板之间采用[10型钢进行连接。
3.3钢筋笼骨架制作
墩柱钢筋骨架采用在钢筋加工厂内用胎模法制作完成。12m以下采用一节整体预制完成；12m以上采用分节预制完成，用套筒连接完成整体钢筋笼骨架的连接，形成一个完整的钢筋笼骨架。采用平板车运至施工现场，履带吊装配式安装，主筋与箍筋等钢筋之间采用焊接和扎丝绑扎。
钢筋骨架在钢筋胎模上加工，墩身骨架分节与浇筑分节一致，直线段最大分节长度12m（主墩最大分节长度为6m）。
钢筋绑扎前，在平台一头设置8mm钢板挡板，并用型钢支撑牢固，使钢筋笼一端主筋齐平。主筋采用定位销和齿板定位，并在胎膜上标出主筋连接位置，钢筋接头必须错开布置，保证同一断面钢筋接头数不超过钢筋数量的50%。主筋与箍筋等钢筋绑扎采用扎丝绑扎，扎丝头不得进入保护层中。
钢筋骨架制作时，在相邻两节钢筋骨架对应的钢筋上用小型标识牌做出标记。钢筋骨架在加工完成后运输之前，用塑料套筒将直螺纹位置套上，防止在运送过程中破坏丝牙。为保证钢筋骨架制作及吊装运输时的整体稳定不变形，在钢筋骨架内焊接劲性骨架，劲性骨架采用[10槽钢制作，其制作精度与钢筋骨架相同。
做好的钢筋骨架编号后，存放在的型钢做成的台座上，为了防止钢筋钢筋变形，堆放时只采用单层堆放，并保证每个钢筋骨架之间保持一定的距离。钢筋骨架运输时，钢筋骨架放在运输胎架上，运输胎架形状与钢筋骨架形状一致，防止钢筋骨架变形。
图3-3 墩身钢筋骨架整体制作
3.3.1直螺纹钢筋的连接
⑴钢筋连接前，先回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖，并检查钢筋规格是否和连接套筒一致，检查螺纹丝扣是否完好无损、清洁。如发现杂物或锈蚀要用铁刷清理干净。检查套筒的产品质量，套筒必须有供货单位的质量保证书。
⑵先将锁紧螺母及标准套筒按顺序全部拧在加长丝头钢筋的一侧，将待接钢筋的标准丝头紧靠后，再将套筒拧回到标准丝头一侧，并用扳手拧紧，再将锁紧螺母与标准套筒拧紧锁定，连接即告完成，然后立即画上标记，以便质检人员抽检，并做抽检记录。
⑶对接时，按照长线法拼接的标记对位，对接时工效要衔接迅速，减少作业时间。
⑷接头连接完成后，由质检人员分批检验，检查方式为目测。接头两端外露螺纹长度相等，且不超过一个完整丝扣（加长螺纹除外）。
3.4钢筋笼骨架运输、吊装、定位安装
3.4.1安装前的准备工作
钢筋笼骨架安装之前，首先测量员先把接桩处桩顶的中心线用GPS放出来，然后在钢护筒上把相应标高位置处的直线段圆柱体 “十字线”的四个点放在钢护筒上，从四个点处分别焊[10槽钢作为墩帽中心线的投影线，横桥向焊接长度分别为2m，纵桥向焊接长度分别为1m。
投影线焊接完成后，然后在护筒四个点处用[10槽钢做个“井字形”定位架，定位架边线是指骨架的竖直中心线距离定位主筋外缘的距离。定位架安装好后，可以为钢筋笼骨架快速定位做好充分准备工作。
钢筋笼制作过程中，在制作胎架上就把墩帽轴线上的四个点先定位好，从四个点处分别安装基准主筋，其余主筋按设计图纸进行安装。等整个钢筋笼骨架安装完成后，把骨架底口的圆形“十字线”放出来，这样底口的中心点就定位出来了。
3.4.2钢筋笼骨架运输、吊装
钢筋笼骨架制作完成后，通过验收合格后，连同运输胎架一起用平板车运输到墩位处进行安装。
钢筋笼骨架运输到墩位处后，在80吨履带吊上挂四根钢丝绳吊在墩帽处的四个吊点上做为主吊，然后用25吨汽车吊把整根长钢丝绳吊在直线段圆形处作为抬吊，80吨履带吊和25吨汽车吊把钢筋骨架慢慢抬起来，抬到脱离平板车一定高度后，平板车就可以开走，80吨履带吊慢慢抬起，直到25吨汽车吊不受力，钢丝绳自动从钢筋笼骨架直线段圆形处自由滑落下来，钢筋笼骨架就整体吊装完成。
图3-5 墩身钢筋骨架吊装图
3.4.3定位安装
钢筋笼骨架吊装起来后，用80吨履带吊喂到墩位处的钢护筒内，下放到接桩处桩底后，初步定位后，然后开始精确定位。首先确定墩顶标高，标高调整到位后，用16根长60cm,直径Φ36的短钢筋沿圆周与主筋均匀分布焊接，这样整个钢筋笼就可以自身承受自重和外力了。
钢筋笼骨架标高调整到位后，开始定位骨架的平面位置。骨架平面位置定位分为初步定位和精确定位。初步定位利用护筒上事先焊好的“井字架”把骨架的圆形直线段卡牢就完成初步定位了。初步定位完成后，开始精确定位，在墩帽上事先放好的四个定位点上挂上四个线锤，通过调整四个线锤，使线锤四个尖头与[10槽钢投影线上的事先定位好的四个点重合，就算精确定位完成。
钢筋笼骨架精确定位完成后，做一些加固措施，就立即开始3m接桩混凝土的浇筑，确保钢筋笼骨架整体的稳定性。
4、结语
鱼山大桥双曲面墩身钢筋通过胎架法在钢筋车间整体预制完成后，通过平板车运输到墩位处，用80墩履带吊吊装，定位安装。降低了海上单桩独柱墩身施工由于空间有限的施工安全风险，实现了由室外到市内的转变，工厂化施工得到了体现，大大提高了施工效率，取得良好的经济效益。为今后同类桥梁墩身施工提供了宝贵的施工经验。
参考文献：
[1]《舟山市岱山县鱼山大桥工程两阶段施工图设计》；
[2]《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004；
[3]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011；
[4]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；
[5]《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2016）；
[6]《钢筋机械连接用套筒》（JG/T 163-2013）。
论文作者:吴建飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/28
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