CN115215199A - 大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装方法，利用了可调节的盘状吊具，并且合理利用了大直径变圆截面钢筋节段形状和变形特点，先连接变形较小圆弧段主筋连接后，卸载主吊钩大部分受力之后，让钢筋节段恢复形态，再进行直线段变形较大处主筋连接，通过这种方式，无需另外采取其余减小钢筋节段整体吊装的变形措施，如增加加强圈或加大劲性骨架的刚度等增加整体吊装重量的措施，节约材料且加快钢筋连接速度。

Description

大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装方法

技术领域

本申请涉及桥梁建设领域，尤其涉及一种大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装方法。

背景技术

大直径钢筋节段的吊装需要控制起吊之后钢筋的变形幅度，横截面为中心对称的钢筋节段较容易通过现有技术控制变形程度，但是对于直径较大、且横截面形状为非中心对称的钢筋节段起吊后的变形控制较难，主要由于直径较大、且横截面形状为非中心对称的钢筋节段在整体吊装时的变形特征与变形量与常规情况有所不同，目前已有的钢筋节段整体吊装工艺中没有针对直径9-18m规格大直径变圆(椭圆)截面塔(墩)身节段钢筋整体吊装方法及对应的专用吊具，如果按照常规的施工方式在钢筋节段设置内撑结构或加强圈支撑，由于钢筋节段截面尺寸较大，变形改善效果差，造成钢筋保护层合格率低，且增加了吊装总重量，使得钢筋节段间对接难度大，影响施工效率。

发明内容

本申请的目的是，至少部分改善现有技术的不足，提供一种操作简便，效果显著的大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装方法。

为达到以上技术目的，本申请采用的技术方案如下：

一种大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装方法，其包括如下步骤：

按照预设的变圆截面轮廓绑扎钢筋节段；

根据所述钢筋节段起吊后的变形情况设置吊点和连接对应的吊具；

利用所述吊具整体吊装所述钢筋节段到对接位置；

对接圆弧段处的第一主筋之后，对所述吊具进行第一次卸载；

对接直线段处的第二主筋之后，撤离所述吊具。

优选地，所述按照预设的变圆截面轮廓绑扎钢筋节段，包括：

根据钢筋节段顶口和底口的对接要求预制定位齿板；

利用所述定位齿板绑扎所述钢筋节段；

其中，所述钢筋节段包括劲性骨架、大部分主筋和连接主筋的箍筋。

进一步地，撤离所述吊具之后，完成剩余钢筋的绑扎。

可选择地，所述吊点适应所述钢筋节段变形情况配置为不共面。

进一步可选择地，所述吊点设置在主筋上。

一种可能的实施方式中，所述吊具包括共面的上层结构和不共面的下层结构，所述下层结构包括若干悬吊在所述上层结构下方的活动吊架，所述活动吊架与所述吊点一一对应。

可选择地，所述活动吊架通过可调节连接件与所述上层结构套设连接，用于调整所述活动吊架的高度和平面位置。

进一步地，所述对所述吊具进行第一次卸载，包括：卸载荷载为总荷载的60％～85％。

与现有技术相比较，本申请具有如下优势：

(1)本申请的方法，合理利用了大直径变圆截面钢筋节段形状和变形特点，先连接变形较小圆弧段主筋连接后，卸载主吊钩大部分受力之后，让钢筋节段恢复形态，再进行直线段变形较大处主筋连接，通过这种方式，无需另外采取其余减小钢筋节段整体吊装的变形措施，如增加加强圈或加大劲性骨架的刚度等增加整体吊装重量的措施，节约材料且加快钢筋连接速度。

(2)本申请的方法，利用预制的定位齿板绑扎钢筋节段，能够对变截面的钢筋节段进行精确控制，减少人为误差，提高施工质量。

(3)本申请的方法中所使用的吊具具有双层结构，上层结构稳定，下层结构可调，可适应钢筋节段横截面各处的计算变形量进行吊点位置和吊点高度的精确调整，有效改善了大直径变圆截面钢筋节段整体起吊的变形情况。

附图说明

图1为本申请实施例所适用的钢筋节段截面示意图。

图2为本申请的可调节的盘状吊具的实施例俯视结构示意图。

图3为本申请的可调节的盘状吊具的实施例侧视结构示意图。

图4为本申请的实施例中的活动吊架结构示意图。

图5为图4的侧视结构示意图。

图6为本申请的第一活动吊架的结构示意图。

图7为本申请的第二活动吊架的结构示意图。

图8为本申请的定位齿板的实物图。

图9为本申请的大直径变圆截面钢筋节段整体吊装的空中悬吊状态现场图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细描述。

某桥梁工程的索塔的截面从下至上由圆截面变化为变圆截面，再变化为圆截面，并且该索塔的径向总体尺寸是由大变小再变大，因此该索塔的不同拼装高度对应不同的钢筋节段的尺寸和形状。其中，变圆截面的钢筋节段整体吊装的变形情况尤其突出，主要体现在单根钢筋柔性大，所拼接形成的钢筋笼由于直径大，钢筋节段的整体刚度难以通过形成立体结构得到明显的加强，并且该变圆截面的钢筋节段存在圆弧段的曲线和圆弧状的顶口底口平面，在不设置额外的加强结构的情况下对钢筋节段整体起吊之后其圆弧段处的顶口和底口的变形幅度增加，增加了整体吊装之后上下钢筋节段的对接难度。因此，本申请针对大直径变圆截面钢筋节段的变形情况，设计了整体吊装方法，以及设计可调节的盘状吊具2进行使用。本申请适用大直径变圆截面钢筋节段的整体吊装工艺。

参考图1，本申请实施例所指的“大直径”指钢筋节段截面的最宽处达到9m以上的情况，“变圆”指钢筋节段截面包括圆形的部分，本申请实施例的钢筋节段截面包括两段圆弧段和连接不同的圆弧段端点的两段直线段。如图1所示的钢筋节段1为空心结构，因此该钢筋节段1的主筋配置为外圈结构1a和内圈结构1b。

参考图2和图3，本申请提供了一种可调节的盘状吊具2，包括主承重杆21、联系杆22、分配梁23以及活动吊架24。具体如下：

所述主承重杆21，基于中心点径向延伸，各个所述主承重杆21在同一平面上以盘状形式分布；所述联系杆22，连接所述相邻的主承重杆21。主承重杆21和联系杆22以焊接形式连接形成不可拆卸的稳定结构。优选地，主承重杆21在平面上均匀分布，联系杆22从主承重杆21的边缘向中心点配置若干条，优选地，各条联系杆22的径向间距相同。在一种可能的实施方式中，本申请的可调节的盘状吊具2设置八条主承重杆21，每两条主承重杆21之间设置四条联系杆22，距离中心点相同的相邻的联系杆22在主承重杆21上相交于同一点，主承重杆21和联系杆22形成均匀的蛛网状结构，或者说形成均匀的盘状结构，与起吊设备直接连接的吊点，按照受力平衡的要求分散设置在主承重杆21上，通过钢丝绳连接本申请的吊具2和起吊设备(如图9所示)。适应于前述钢筋节段1的整体吊装，主承重杆21的径向长度需要覆盖到最大最宽的钢筋节段，假设变圆截面的钢筋节段1为尺寸最大的钢筋节段，主承重杆21的长度应当大于从前述中心点(也是钢筋节段1的中心点)到钢筋节段1圆弧段的最长距离。联系杆22的径向间距适宜使得内圈结构1b和外圈结构1a分别落入该间距的投影之下，避免在钢筋节段1设有主筋的位置造成遮挡，影响后续活动吊架24的设置。进一步地，主承重杆21和联系杆22可以选用工字钢进行加工制造，具体的型号应当根据荷载要求确定。

所述分配梁23，固定在所述联系杆22上方，横跨至少两条所述联系杆22。分配梁23与联系杆22之间以螺栓形式进行连接，即分配梁23与联系杆22之间的连接是可拆卸的，使用时，分配梁23可以根据需要进行配置，在荷载较大处增加配置，或者在荷载较小处减少配置，也可以调整分配梁23具体的连接位置，不限于图示的位置。在本实施例中，适应于钢筋节段1所具有的内圈结构1b和外圈结构1a，分配梁23的长度应当覆盖内圈结构1b和外圈结构1a的上方，此时分配梁23横跨连续的三条联系杆22，对应地，支承着分配梁23的联系杆22，特别是支承着套设有活动吊架24的分配梁23的联系杆22，在支承处要进行结构加强，例如是设置加劲板。分配梁23优选选用工字钢进行加工制造，具体型号应当根据荷载要求确定。

所述活动吊架24，套设在所述主承重杆21和/或所述分配梁23上，并悬吊于所述主承重杆21下方。具体地，如图4～7所示，所述活动吊架24包括用于套设钢筋的钢管241、用于夹持单条钢筋的夹具244、从所述钢管241延伸出的吊耳243、套设在主承重杆21和/或所述分配梁23上的绳环245，以及连接所述绳环245和吊耳243的可调连接件246。

所述钢管241本体开设供钢筋贯穿的定位孔2411，每条钢管241所开设的定位孔2411可以多于一个，优选是两个或三个，同一条钢管241上的定位孔2411的间距适配于需要吊装的结构的钢筋间距，该定位孔2411的尺寸也应当适配于需要吊装的结构的钢筋型号。在本申请的吊具中，贯穿所述定位孔2411的钢筋实质上是钢筋节段1的主筋，主筋贯穿钢管241之后，利用锥套夹具夹持每条主筋的顶端，使得锥套夹具抵靠钢管241从而成为一个钢筋节段1的吊点。优选地，所述钢管241采用方钢管，由此提供了顶部的平面与锥套夹具相抵靠，以增加受力面积。所述锥套夹具包括相互套设的锥套和夹片，以及填塞在锥套和方钢管之间的垫片。

本申请的实施例提供了两种活动吊架，主要区别在于所组成的钢管241数量不同，如图6所示的第一活动吊架24a，含有两个或两个以上的所述钢管241；各个钢管241按照预设的间距平行排列，设置一对支垫钢板242与所述钢管241相交连接，此时，至少一对吊耳243从支垫钢板242延伸出，一对吊耳243通过可调连接件246连接一个绳环245，实现与主承重杆21或分配梁23的套设。本实施例的第一活动吊架24a设置了三个钢管241，每个钢管241开设三个定位孔2411，一对支垫钢板242连接在钢管241的两端，该支垫钢板242设置了两对吊耳243，两对吊耳243的孔轴线与钢管241的轴线平行，因此该第一活动吊架24a对应使用了两个绳环245。该第一活动吊架24a同时夹持了九条主筋，这九条主筋组成一个吊点，主要应用于本实施例的钢筋节段1的外圈结构1a中。

如图7所示的第二活动吊架24b，含有一个所述钢管241，此时，设置一对吊耳243从钢管241本体延伸出，该一对吊耳243通过可调连接件246连接一个绳环245，实现与主承重杆21或分配梁23的套设。本实施例的第二活动吊架24b的钢管241开设了三个定位孔2411，一对吊耳243从钢管241本体的中部延伸出，该一对吊耳243的孔轴线与钢管241的轴线平行，因此该第二活动吊架24b对应使用了一个绳环245。该第二活动吊架24b同时夹持了三条主筋，这三条主筋组成一个吊点，主要应用于本实施例的钢筋节段1的内圈结构1b中。

如图4和图5所示，所述绳环245直接套设在主承重杆21或分配梁23上，绳环245的套设位置设置限位槽25，防止绳环245发生滑动移位，可选择地，可以在主承重杆21或分配梁23的顶面临时固定一对钢筋头形成所述限位槽25。进一步地，绳环245的套设位置设置分散压力和缓冲的保护结构，一种可能的实施方式，在主承重杆21和分配梁23的侧面铺设木板26，木板26通过贯穿主承重杆21或分配梁23本体的拉杆27进行固定，当主承重杆21和分配梁23采用工字钢制造时，木板26和梁体不能稳固贴合，由此在木板26和梁体之间的空间填塞方木28，以实现对木板26的支持。进一步优选地，在主承重杆21和分配梁23的上下端面套设橡胶29，可以选用2cm厚的橡胶皮。木板26和橡胶29全方位保护了主承重杆21和分配梁23的表面，防止绳环245在吊装过程产生的拉力和摩擦力对主承重杆21和分配梁23造成不利影响，另外，损耗的木板26和橡胶皮易于更换，节约成本。

本申请的绳环245可以使用钢丝绳制作，绳环245的长度应当根据吊点的设置高度进行调整。本申请的可调节连接件采用花篮螺杆或手拉葫芦，或者其他可以纵向调节本体长度的连接装置。绳环245配合可调节连接件可以方便调整吊点的高度，在钢筋节段1起吊之前，可以选定绳环245的长度和设定可调节连接件的安装长度，在钢筋节段1起吊在空中之后和就位对接之时，仅调整可调节连接件可以实现对吊点高度或吊点的力平衡的即时调整，以用于控制钢筋节段1的吊装姿态。

由此可知，本申请的可调节的盘状吊具2具有双层结构：由主承重杆21、联系杆22和分配梁23组成的上层结构，以及由活动吊架24组成的下层结构。上层结构稳定，下层结构可调，可适应钢筋节段1横截面各处的计算变形量进行吊点位置和吊点高度的精确调整，有效改善了大直径变圆截面钢筋节段整体起吊的变形情况。

进一步地，利用所述可调节的盘状吊具2实现大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装，具体方法如下：

S1，按照预设的变圆截面轮廓绑扎钢筋节段。

钢筋节段的绑扎通常配置于绑扎平台处，绑扎平台的钢筋节段底口定位处，放置预制的定位齿板(如图8所示)，该定位齿板采用数控切割，以符合各个钢筋节段顶口和底口的对接要求，特别是绑扎时主筋的倾斜度要求。该定位齿板通过各个定位孔限定每条主筋底口处的间距和倾斜角度，以精确匹配对接钢筋节段的顶口。利用所述定位齿板绑扎所述钢筋节段，在绑扎平台处完成绑扎的钢筋节段包括劲性骨架、大部分主筋和连接主筋的箍筋，必要时还包括部分拉筋，剩余少量钢筋在对位连接之后进行原位安装。

S2，根据所述钢筋节段起吊后的变形情况设置吊点和连接对应的吊具。

本实施例的大直径变圆截面钢筋节段，通过计算可知按照常规方式起吊，其自重会导致其圆弧段的第一主筋11变形量增加，且变形情况也与常规情况有所不同，因此需要增加圆弧段的吊装稳固度，控制起吊之后的变形量，其中一种控制方式是增加吊点，可选择的另一种控制方式是增加单个吊点的提吊面积。另外针对本申请实施例的主筋密集的外圈结构1a，也需要设置更密集的拉力以控制变形量。因此，利用前述的可调节的盘状吊具2，针对大直径变圆截面的预测的变形情况对钢筋节段设置吊点，具体是在钢筋节段确定连接活动吊架24的位置，利用一次性固定主筋数量较多的第一活动吊架24a均匀固定在钢筋节段的外圈结构1a，利用一次性固定主筋数量较少的第二活动吊架24b均匀固定在钢筋节段的内圈结构1b，各个活动吊架24的相对高度需进行适应性调整，主要通过绳环245的长度和可调节连接件的长度确定，因此在大部分情况下所有吊点不共面。然而，本领域技术人员应当理解，利用本申请的可调节的盘状吊具2起吊圆形截面(或其他中心对称形状截面)的钢筋节段时，应当按照吊装要求设置吊点，此时的各个吊点可以是共面的。

S3，利用所述吊具整体吊装所述钢筋节段到对接位置；

钢筋节段整体起吊前进行空中吊装姿态调平，即将钢筋节段提离绑扎平台约10cm高度，观测钢筋节段倾斜度，此时利用可调节连接件进行调平，具体是可以采用花篮螺杆配合手拉葫芦将钢筋节段调平。初步调平完毕继续提升钢筋节段，采用逐步提升和平移的方式将钢筋节段提升到对接位置的上方，以进行对位连接的准备。实际上该钢筋节段在空中时，并不能保证完全不变形，但是后续可以利用其可控的变形情况完成对接。

S4，对接圆弧段处的第一主筋11之后，对所述吊具进行第一次卸载；对接直线段处的第二主筋12之后，撤离所述吊具。

对接时，应当将当前钢筋节段的底口与底节钢筋节段的顶口进行对接连接，即完成上、下钢筋节段主筋连接。大直径变圆截面钢筋节段安装时，钢筋节段吊装就位后先连接吊装时被控制变形幅度较小的圆弧段第一主筋11，然后起吊设备卸载大部分吊重，卸载荷载可以为总荷载的60％～85％，即实际钢筋节段的部分重量由起吊设备转移至已施工节段上，钢筋节段的支撑状态改变后，其整体形态恢复至更为接近实际连接状态，即吊装时被控制变形幅度较大的直线段处的第二主筋12由内倾或外张变形减小恢复至拼装状态，从而方便上、下钢筋节段连接。对接直线段处的第二主筋之后，撤离所述吊具。撤离所述吊具之后，完成该钢筋节段剩余钢筋的绑扎，由此完成钢筋节段的整体吊装工序。

综上所述，本申请大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装方法，利用了可调节的盘状吊具，并且合理利用了大直径变圆截面钢筋节段形状和变形特点，先连接变形较小圆弧段主筋连接后，卸载主吊钩大部分受力之后，让钢筋节段恢复形态，再进行直线段变形较大处主筋连接，通过这种方式，无需另外采取其余减小钢筋节段整体吊装的变形措施，如增加加强圈或加大劲性骨架的刚度等增加整体吊装重量的措施，节约材料且加快钢筋连接速度。

上述实施例为本申请较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大直径变圆截面钢筋节段钢筋整体吊装方法，其特征在于，其包括如下步骤：

按照预设的变圆截面轮廓绑扎钢筋节段；

根据所述钢筋节段起吊后的变形情况设置吊点和连接对应的吊具；

利用所述吊具整体吊装所述钢筋节段到对接位置；

对接圆弧段处的第一主筋之后，对所述吊具进行第一次卸载；

对接直线段处的第二主筋之后，撤离所述吊具。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设的变圆截面轮廓绑扎钢筋节段，包括：

根据钢筋节段顶口和底口的对接要求预制定位齿板；

利用所述定位齿板绑扎所述钢筋节段；

其中，所述钢筋节段包括劲性骨架、大部分主筋和连接主筋的箍筋。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，撤离所述吊具之后，完成剩余钢筋的绑扎。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吊点适应所述钢筋节段变形情况配置为不共面。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述吊点设置在主筋上。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述吊具包括共面的上层结构和不共面的下层结构，所述下层结构包括若干悬吊在所述上层结构下方的活动吊架，所述活动吊架与所述吊点一一对应。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述活动吊架通过可调节连接件与所述上层结构套设连接，用于调整所述活动吊架的高度和平面位置。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述吊具进行第一次卸载，包括：卸载荷载为总荷载的60％～85％。

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