中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070
摘要：空间异形曲面墩柱造型美观，具有很高的观赏价值，但是其复杂的造型给钢筋工程施工造成了很大的难度，因此从施工工艺到现场质量控制都提出了更高的要求，本文结合施工实例，总结出空间异形曲面（梅花形）墩柱钢筋施工要点、方法及施工注意事项。
关键词：异形墩柱；墩柱钢筋；钢筋绑扎；保护层控制
1 工程概况
本工程共16根空间异形曲面墩柱，墩高在15.023m～40.768m之间，墩身采用C40商品砼,主筋、箍筋均采用HRB335钢筋。
墩身钢筋分为内外两层（如图1、图2），双支主筋布置，曲线段截面按圆曲线均匀变化，钢筋及模板制作、安装难度大 ，结构尺寸不易控制，生产效率低。本文选取最具代表性的7#轴墩柱着重进行说明，7#轴墩柱是本桥异形墩柱中结构尺寸最大，高度最高以及砼方量最大的墩柱，墩柱高40.768m，单根墩柱钢筋重达126吨，极具代表性。
图1 墩柱钢筋横断面图 图2：墩柱钢筋立面图
2 主要施工特点及难点
2.1 钢筋随墩柱线形变化
墩柱曲线段高11.75m，高度方向沿半径为60.52m的圆弧变化，南北径向由3.379m变化至5.406m，东西径向由4.579m变化至6.606m，因此钢筋骨架下料、制作难度大。且墩柱高度达40.768m，钢筋安装安全风险大。
由于墩柱截面不断变化，各个交点均是由不同半径的圆弧组成（如图3），对圆弧处的钢筋制作要求高，弧度不正确或者位置不正确极易造成保护层的过大或过小，甚至直接影响钢筋模板的安装就位。图纸要求钢筋保护层厚度为5cm，规范规定偏差不得大于±1cm，因此钢筋位置必须准确，才能保证施工质量。
图3 墩顶截面图
2.2 作业面有限、工序复杂施工效率低
钢筋施工平台由脚手架搭设形成，考虑施工成本、进度等因素，工作平台宽度仅0.8m左右。
图纸要求箍筋必须采用对接，所以墩柱箍筋为封闭环形且必须在主筋安装完成后进行，同时由于墩柱为双层主筋，极大地增加了安装难度，因此工作效率较低，且无法通过增加人员来提高效率。
3 主要施工措施
3.1 施工准备
异形墩柱施工需要搭设钢管脚手架作为施工平台，平台的宽度在满足结构受力的同时还要充分考虑墩柱的结构形式，由于墩柱结构上口较大，因此脚手架搭设过程中下部需要多搭设一排，才能保证上部墩柱施工时有足够的工作平台。
3.2 测量放样
测量是保证异形墩柱施工质量的重要工序，施工现场主要进行三次放样：承台内墩柱预埋钢筋预埋放样、承台施工完毕后墩柱轮廓的测量放样、浇筑前模板的检查放样；
异形墩柱除进行以上常规放样外，还必须对各个小圆弧交点进行精确放样，确定圆弧处主筋位置，防止主筋位置与图纸不符，造成模板无法安装。
3.3 钢筋加工
钢筋下料尺寸根据墩柱圆弧半径进行计算 计算公式如下，计算简图见图4：
图4 曲线段墩柱直径计算简
R：圆弧半径（m）
Y：切点至计算位置高度（m）
△x：切点至计算断面增量（m）
d：墩柱直线段直径（m）
dx：计算断面墩柱直径（m）
墩柱直径计算公式：dx=d+2×()
例如计算7#轴墩柱曲线段的高度y=1m处的墩柱直径，则
=3.379+2×
=3.396m
3. 4钢筋安装
（1）钢筋预埋
由于墩柱预埋钢筋数量大，极易造成承台顶面钢筋骨架变形，本项目墩柱钢筋预埋前对承台架立筋进行加密处理，架立筋采用Φ32钢筋制作，布置间距45×45cm，直接支撑在承台垫层砼上，施工过程中未发现承台面层钢筋变形等问题。
（2）直线段墩柱钢筋绑扎
首先由测量进行墩柱轴线放样，弹出墨线，对墩柱钢筋预埋位置进行检查，同时作为钢筋绑扎的基准线，通过吊线控制钢筋保护层厚度。
（3）曲线段钢筋绑扎
曲线段钢筋绑扎是异形墩柱施工控制的重点，由于截面不断变化，各层箍筋尺寸均不一样，因此各钢筋安装位置必须与设计的高程、位置一致，否则钢筋骨架绑扎质量、保护层很难控制。
曲线的主筋绑扎通过实践摸索，采用现场以直代取的方式制作，相比制作好弧度再安装的方式效果好。以直代曲主要依靠钢筋骨架的加强筋半径的变化来进行主筋弧度的控制，同时对原图纸主筋加强筋间距进行调整，由1m/道变为0.5m/道，尽可能保证主筋线形与设计一致，保证保主筋保护层满足要求，通过检查箍筋下料长度及安装位置保证箍筋保护层满足要求。
同时箍筋位置根据设计图纸在主筋上划线确定，这样既能保证箍筋位置，也能确保骨架的绑扎质量。
图5：绑扎完成后效果图
4 发现问题及处理方法
4.1 墩柱变截面钢筋绑扎不合格
由于墩柱顶端为空间曲面，每个断面结构尺寸均不一样，因此施工起来难度非常大，钢筋下料以及安装容易发生偏差，造成钢筋绑扎不合格。
处理方法：
（1）加密定位钢筋数量。由于是空间曲面，主筋曲率很难与设计图纸完全一致，因此通过加密定位钢筋的数量，尽量减小以直代曲的方法造成的误差，实践证明此法可以满足规范及图纸要求；
（2）根据图纸尺寸在钢筋上划线，确保每根钢筋的高程、平面位置准确，保证了骨架绑扎质量。
4.2 钢筋保护层不易控制
墩柱由多个圆弧组成（如图6），若钢筋绑扎尺寸稍有偏差就有可能造成小圆弧处保护层不满足要求。
图6：异形墩柱钢筋截面图
处理方法：
（1）钢筋绑扎前对墩柱各个角点进行放样，并做好明显标记，使用铅垂吊线确保钢筋绑扎顺直，N4A钢筋根据高程位置绑扎牢靠；
（2）增加保护层垫块数量，每个圆弧变化处均设置保护层垫块，沿墩柱周长范围保护层垫块数量不少于20块，竖向间距不得大于1.5m，通过实践，很好的控制了保护层厚度，未发生漏筋、保护层过大等问题。
4.3 墩柱主筋弧度控制
圆弧段主筋为曲线，根据图纸要求，主筋的弯曲半径为60.52m，弧度很小，不易控制。同时由于使用滚轧直螺纹套筒连接，钢筋弯曲方向必须严格控制，否则很难将套筒拧到合适位置，造成安装困难。
处理办法：
（1）主筋弧度不在加工厂内制作；
（2）对于弯曲半径大的主筋，采用以直代曲的办法进行处理，加密定位钢筋数量，依靠定位钢筋将主筋圆弧制作出来；
实践证明此法能够满足现场施工需要，同时也能保证滚轧直螺纹套筒的连接质量。
结束语
空间异形曲面（梅花形）墩柱钢筋施工质量较难控制，尤其是曲线段钢筋保护层控制及曲线段钢筋制作及安装，钢筋保护层在曲线段易出现过大或过小的现象，曲线段钢筋安装位置必须与图纸一一对应，否则安装尺寸就会有较大偏差，甚至造成模板安装困难，产生漏筋等质量问题。
本工程通过合理的施工组织，保证了施工质量及进度，但是相比常规墩柱钢筋施工，异形墩柱钢筋施工效率低，对管理水平要求高，不利于批量生产，施工质量不易控制等问题，建议设计此类墩柱时考虑美观的同时需要考虑成本以及施工的难易程度，尽量利用最简单的结构形式传递荷载，既能提高施工效率、节约成本，也能最大程度的保证施工质量，保证结构安全。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》ITG/T F50-2011
[2] 范立础. 桥梁工程[M]. 人民交通出版社. 2001
论文作者:李新奇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/18
标签：钢筋论文; 保护层论文; 圆弧论文; 异形论文; 位置论文; 曲线论文; 曲面论文; 《防护工程》2018年第31期论文;