李光正
云南省铁路集团有限公司 云南 昆明 650093
摘 要：钢筋混凝土保护层控制一直是混凝土工程中一大难点，本文以九龙立交特大桥为例分析保护层产生偏差原因主要仍是钢筋骨架变形引起保护层厚度产生差异问题，并就此问题设计保护层厚度的控制卡夹，有针对性地提出保护层厚度控制工艺与措施，以期为后续桥梁墩柱混凝土保护层施工控制提供参考。
关键词：卡夹结构；钢筋保护层；桥梁墩柱；防裂钢筋网；限位控制 前 言：钢筋混凝土保护层卡夹结构是一种新的施工技术，目前仅小范围使用，结构原理适用于所有棱柱体混凝土结构，本文主要阐述卡夹技术在桥梁墩、塔、柱中进行应用，除了对主体结构钢筋进行常规限位控制保护层厚度外，还对混凝土防裂钢筋网进行限位控制，目的是提高钢筋混凝土保护层的均匀性和合格率，同时可应用作为防雷引下线的连接带，达到高效施工的目的。
1 技术背景
混凝土保护层的质量以及厚度往往直接决定着钢筋混凝土结构的耐久性。为此在进行结构设计时主要采用一定厚度的钢筋保护层，保护层厚度常规控制方式是采用塑料或混凝土垫块制品，由于钢筋架体在混凝土浇筑过程中的变形、位移对钢筋混凝土保护层厚度有较大影响，从而降低混凝土的耐久性。为此引出采用扁钢制作卡夹结构进行限位控制的理念以提高保护层合格率，提升混凝土耐久性。现有技术中在墩柱施工过程中对墩柱保护层厚度影响主要有钢筋笼误差、模板误差、垫块误差等几个方面。在实际施工中，钢筋笼变形导致保护层厚度不合格是最难控制的。
2 卡夹结构原理及工艺
本文提出一种扁钢卡夹，用于桥梁墩柱保护层厚度施工过程控制，包括四个定位板，定位板首尾顺次连接，形成多边形结构；卡夹水平围设在墩柱钢筋笼外，且位于墩柱钢筋笼和防裂网之间，并分别与墩柱钢筋和防裂网竖向钢筋相抵靠，最外沿抵靠模板限制模板向混凝土结构方向位移；定位板朝向墩柱钢筋笼的一侧设置有第一弧形缺口，第一弧形缺口与墩柱钢筋相适配，所述墩柱钢筋能够抵靠在弧形缺口内，用于对墩柱竖向主钢筋定位；另一侧设置有第二弧形缺口，第二弧形缺口与防裂网竖向钢筋相适配，防裂网竖向钢筋能够抵靠在第二弧形缺口内，防裂网横向钢筋能够搭载在定位板上，用于对防裂网定位。
定位板两侧设多个弧形缺口，缺口间距与墩柱钢筋和防裂网竖向钢筋间距相对应，缺口圆心角为160°～180°，定位板首尾两端设置定位连接孔，通过螺钉固定连接形成环向卡夹；卡夹的数量为多个，卡夹沿竖直方向间隔2-3m分布于墩柱钢筋笼和防裂网之间，卡夹之间加设满足保护层厚度要求的垫块。
3 经济技术效果分析
与现有技术相比，通过在墩柱钢筋笼和防裂网之间设置卡夹，能够对墩柱钢筋和防裂网进行加固和位置限定，不仅提高了钢筋整体骨架的制作符合要求，同时能够有效的降低人为扰动（如振捣、倾倒混凝土，施工人员的拉拽等）及风力作用迫使墩柱钢筋或防裂网发生移位的情况出现，钢筋骨架的垂直度和稳定性得以保证，进而保证保护层的厚度的均匀，不会产生偏差，提升钢筋混凝土构件的使用性能与寿命。同时，根据防雷设计要求，墩柱四角主筋作为防雷引下线，卡夹还作为防雷引下线的连接，不用额外加设连接带；同时作为防裂网的架立支撑，不需另设防裂网支撑系统，可以最大限度地节约成本。
图1
图2
图3
4 施工工艺及方法
4.1普通桥梁墩柱
首先是按照墩柱的设计尺寸及位置对进行放样，完成墩柱钢筋的准确定位；然后将卡夹水平的围设在墩柱承台以上的钢筋样外，再次对墩柱钢筋进行定位，卡夹可通过焊接件等焊接到墩柱的模板上，实现卡夹的水平固定；然后按卡夹定位板上的内侧第一弧形缺口位置准确安插墩柱钢筋，直至整个钢筋笼制作完毕。图1、图2适用于普通多边形形实心、空心墩柱（在内侧同样增设卡夹限位），应用实例为武倘寻高速公路九龙立交特大桥承台施工卡夹的安装，承台钢筋及模板安装完毕后，准确测量放样后，墩柱预埋主筋时，需在承台顶面用工程线拉出墩柱纵横轴线，确定卡夹放置的位置，将第一层卡夹安放于承台钢筋顶面，四角及中部位置用直径为12mm，长度为15cm左右的钢筋定位。放置主筋，先放置四角8根主筋，中部主筋，依次放置其他主筋，距第一层卡夹50cm高度位置放置第二层卡夹，主筋准确放置卡槽内，用扎丝绑扎牢固，上下两层卡夹需保持垂直，直到承台浇筑完毕后，第二天方可取下卡夹。
墩柱施工前，需在承台顶面用墨斗线弹出墩柱模板线，将卡夹放置于离承台位置50cm位置处，用扎丝将主筋和卡夹绑扎牢固，钢筋笼内侧按照图纸设计放置加强筋，离承台2-3m位置处放置第二层卡夹，用扎丝绑扎牢固，上下两层卡夹需保持垂直。
应用实例及效果：
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图4
4.2带防裂网及避雷设计的墩柱
带防裂网及避雷设计的墩柱卡夹工艺基本雷同普通墩柱，在钢筋笼和卡夹外围设防裂网时，防裂钢筋网水平钢筋搭载在卡夹上、防裂网竖向钢筋与定位板外侧的第二弧形缺口相对应，完成防裂网的围设限位施作；应用实例为国道G2144线景洪南过境公路神秘谷大桥（双塔柱钻石形斜拉桥）塔柱；在防雷设计中利用卡夹替代防雷引下线连接带的镀锌圆钢，卡夹与四角主筋接触位置采用90°钢筋焊接连接，以保证焊接面积及四角连接防雷引下线形成闭合线路。
5 施工注意要点
在选择卡夹材料时应充分考虑其刚度能满足抵抗变形和搭载要求，同时满足雷设计的材料要求；本文中卡夹因模板安装需要，在加工卡夹时不考虑连接螺钉外延端头部分；在有防裂网和避雷设计的墩柱中，由于防雷引下线连接、防裂网搭载和隔离主筋需要，卡夹将永久留置混凝土内；箍筋绑扎，需紧贴主筋，扎丝头尽量不要偏向钢筋笼外侧，以减小对钢筋保护层厚度检测仪的干扰；必要时在内侧设置剪刀撑，以两米高度设置，绑扎垫块，每平方米不少于5个。再将绑扎卡夹的扎丝剪断，慢慢取下卡夹。使用吊线的方法检测墩柱钢筋笼的垂直度，用卷尺测量钢筋笼的断面尺寸；按照墩柱模板线安装墩柱模板，使用全站仪、垂准仪及吊垂线的方法控制墩柱的垂直度。浇筑混凝土时，振动棒不可碰撞模板及钢筋。
6卡夹施工工艺的高效性
根据实际应用检测结果显示，武倘寻高速公路九龙立交特大桥采用卡夹工艺后墩柱钢筋保护层厚度的均匀性和合格率明显提高（实测墩柱钢筋保护层达到90%以上）。从钢筋笼断面尺寸及竖直度两点来讲，减少了不必要的控制时间和人力及机械时间。传统施工工艺中，由于墩柱钢筋笼的断面尺寸及竖直度不能得到准确的控制，不得不需要耗费大量的时间、人力和机械。墩柱卡夹施工工艺的实施，一方面使墩柱钢筋笼断面尺寸及竖直度得到有效控制，提高了墩柱钢筋保护层厚度合格率，一方面加快了施工进度，同时卡夹可作为防雷引下线的连接和防裂钢筋网的支撑限位，可以最大限度的节约施工成本。
7 结束语
钢筋保护层厚度异常主要是由是由钢筋笼断面尺寸不符、钢筋笼偏位和竖直度、钢筋加工误差，模板偏位等因素导致的。原因可能会是单个，也可能是多个不同因素同时组合作用。卡夹施工工艺有效的控制墩柱钢筋笼断面尺寸，以及竖直度等问题，有效控制墩柱保护层厚度的均匀性和合格率，同时卡夹的多种用途还能提升施工效率和节约成本。
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