橋梁墩身質(zhì)量控制五項工裝

橋梁墩身質(zhì)量控制五項工裝03推廣前景目錄01立項背景02關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果03適用范圍04實施成效05知識產(chǎn)權(quán)及第三方評價技術(shù)背景1

高速鐵路橋墩是保障鐵路正常運行的重要部位，橋梁墩身施工質(zhì)量直接影響到鐵路運行的安全和穩(wěn)定，此前墩身施工工法簡陋粗糙，成品質(zhì)量層次不齊,工效低下。而橋梁墩身在高速鐵路橋梁建設(shè)中施工體量龐大，形制相對統(tǒng)一，基于“工裝保工藝、工藝保質(zhì)量、質(zhì)量保安全”的思想，我單位研發(fā)出一套完整的橋梁墩身質(zhì)量控制工裝。隨著我國的偉大復(fù)興，同時為了實現(xiàn)兩個一百年奮斗目標，在十四五規(guī)劃中，國家高度重視高速鐵路建設(shè)，進一步深化“八縱八橫”戰(zhàn)略，橋梁建設(shè)里程進一步突破，我國已成為名副其實的“橋梁第一大國”。

1.1立項背景高鐵橋墩施工1.1立項背景支座墊石橋梁墩身墊石施工方法預(yù)埋螺栓成孔大多采用一次性PVC管施工、鋼筋臨時固定定位法，定位精度及成孔質(zhì)量差，工效低，模板笨重墩身混凝土養(yǎng)護墩身養(yǎng)護多采用塑料薄膜包裹法，由于包裹難度較大，包裹覆蓋往往不嚴，養(yǎng)護效果較差，無法保證養(yǎng)護濕度，混凝土易開裂墩身模板開窗墩身吊圍欄預(yù)埋的U型螺栓的施工方法一般采用后期植筋或者是在模板上直接鉆孔進行預(yù)埋，施工費用高，安全風(fēng)險大，模板安拆困難。1.1立項背景墩身鋼筋綁扎墩身護面鋼筋的綁扎一般采用人工畫線固定鋼筋法，鋼筋定位不準確，工效較低。橋墩吊圍欄安裝墩身圍吊籃安裝施工一般采用吊車吊裝法，機械費用較高，操作空間狹小1.2總體思路橋梁墩身質(zhì)量控制五項工裝研發(fā)思路墩身墊石預(yù)埋孔精確定位工裝：解決墩身墊石施工預(yù)埋孔留設(shè)平面位置不準，深度不夠，垂度不滿足，墊石模板需輕便，安裝快捷，提高施工工效。

墩身噴淋養(yǎng)護工裝：提高混凝土養(yǎng)護質(zhì)量，避免常規(guī)養(yǎng)護模式下覆蓋不嚴實、濕度不易達標的弊端。

墩身模板開窗設(shè)計工裝：既需保證U型螺栓的精確定位，又需滿足模板拆卸要求。墩身吊圍欄附著裝配式操作平臺：解決安裝時的操作空間狹小，保證施工人員的安全。墩身護面鋼筋定位胎具：鋼筋定位準確，操作方便，提高護面鋼筋綁扎工效，確保鋼筋骨架搭設(shè)整體效果。

關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果22.1墩身墊石預(yù)埋孔精確定位工裝

此套工裝由定位骨架、限位盤、成孔器、壓桿等部件組合而成，通過合理設(shè)計工裝內(nèi)外輪廓尺寸，利用精確加工的定位骨架與墊石模板連接固定，根據(jù)不同的支座形式采用不同的精加工限位盤，然后采用螺栓使其與模板連接為整體，安裝成孔器，最后安裝壓桿限制成孔器移動，實現(xiàn)了墊石孔位精確定位，同時保證了混凝土澆筑過程中孔位不偏移、不上浮。模板材質(zhì)：模板采用的易安特新型模板，重量較輕。精確定位限位盤：施工中通過限位盤構(gòu)件的多重定位功能，使成孔定位精確，且不產(chǎn)生變形、位移和轉(zhuǎn)動。圓臺形成孔器：底部設(shè)置開氣孔級壓桿，防止成孔器上浮、保證了預(yù)埋孔的深度，安裝拆卸方便快捷，保證了成孔質(zhì)量，減少了灌漿料。節(jié)能環(huán)保：組合式工裝及圓臺式成孔器價格低廉循環(huán)使用、節(jié)能環(huán)保。已申請實用新型專利（ZL·201621488531.0），創(chuàng)新成果達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。

2.1墩身墊石預(yù)埋孔精確定位工裝墩身噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)由噴淋定位架、噴淋管、輸水管、蓄水箱、水泵、自動控制系統(tǒng)等組成。自動控制系統(tǒng)主要由時間計時器、濕度感應(yīng)器及電磁開關(guān)自動控制系統(tǒng)組成，濕度感應(yīng)器根據(jù)養(yǎng)護膜內(nèi)的濕度控制電磁開關(guān)的打開與關(guān)閉，通過時間計時器設(shè)置噴淋時間，實現(xiàn)了全天候無人值守自動噴淋養(yǎng)護功能2.2墩身噴淋養(yǎng)護工裝自動化控制：代替了人工操作，首次實現(xiàn)了控壓控時的自動控制提高工程品質(zhì)。濕度自動感應(yīng)：養(yǎng)護系統(tǒng)設(shè)置濕度感應(yīng)器，根據(jù)濕度自動判定養(yǎng)護需要啟動養(yǎng)護系統(tǒng)，進行灑水養(yǎng)護。循環(huán)水裝置：在底部設(shè)置集水井，墩身底部周圍設(shè)置集水槽進行收集水資源，節(jié)約用水。已申請實用新型專利（ZL·201620382483.0），創(chuàng)新成果達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。

5.2墩身噴淋養(yǎng)護工裝廠家定制整體鋼模時，在設(shè)計預(yù)埋孔位置對模板采用機械車床控制開直徑5cm大孔，嵌入活動蓋板，再在活動蓋板上開直徑2.2cm預(yù)埋螺栓孔，將預(yù)埋螺栓插入螺栓孔內(nèi)，外面使用螺母擰緊固定。拆除時，僅需松開緊固螺母，分塊卸下鋼模即可。2.3墩身模板開窗工裝

通過合理設(shè)計工裝結(jié)構(gòu)和形式，采用角鋼、槽鋼等焊接成型的吊裝骨架，利用吊車整體吊裝至墩頂，并固定在墊石兩側(cè)，同時在骨架上滿鋪鋼板步道，為操作人員提供作業(yè)平臺，保證了操作空間及作業(yè)安全性。2.4橋墩吊圍欄安裝操作平臺2.5墩身護面鋼筋定位胎具由鋼板和螺栓組成。根據(jù)墩身圖紙的外觀尺寸和鋼筋的規(guī)格和間距進行定制，在鋼板胎具內(nèi)側(cè)整齊切割出鋼筋位置開槽，整個胎具分為十二部分，使用螺栓進行連接。使用方便快捷，可快速提供安全穩(wěn)定作業(yè)面，便于施工作業(yè)附著裝配式操作平臺：利用槽鋼焊接成型的吊裝骨架，直接利用吊車吊裝到墩頂，并固定在墊石的兩側(cè)可移動式：安裝完后，可循環(huán)至下一個墩身進行安裝。2.3技術(shù)創(chuàng)新胎具：墩身護面鋼筋定位首次使用胎具。胎具開槽：以圖紙為依據(jù)，按照對應(yīng)的鋼筋間距進行開槽?？善囱b：由十二塊鋼板組成，使用螺栓進行連接。適用范圍33、適用范圍主要適用于鐵路項目橋梁專業(yè)的墩身施工的五項工裝，因其具備的普適性、易推廣性也可以應(yīng)用在市政工程，公路工程的施工過程中。實施成效44.1墩臺墊石預(yù)埋孔精確定位工裝墩臺墊石支座預(yù)埋孔定位成孔裝置與墊石模板一體化設(shè)計，采用螺栓連接，操作簡單，安拆方便，定位精確；成孔器采用倒圓臺形不銹鋼制作，不銹鋼材質(zhì)與混凝土壁的摩擦阻力小，倒圓臺形設(shè)計使得成孔器與砼容易脫離，成孔器周轉(zhuǎn)使用，環(huán)保節(jié)能；采用雙層角鐵貼面限位及壓桿設(shè)計，及限制平動又限制了轉(zhuǎn)動，定位牢固，抗擾動能力強；成孔器直徑小，防治灌漿料浪費，節(jié)約成本。新工藝應(yīng)用施工質(zhì)量提升新工藝應(yīng)用現(xiàn)場效果圖4.2墩身噴淋養(yǎng)護工裝水可循環(huán)利用，環(huán)保節(jié)能；輸水管、噴淋管采用不銹鋼管，易拆卸安裝，可周轉(zhuǎn)重復(fù)使用；同時該系統(tǒng)為墩身養(yǎng)護提供了全方位養(yǎng)護，克服了濕度不夠、墩身養(yǎng)護效果不佳等傳統(tǒng)養(yǎng)護方法的弊端。提高了混凝土的耐久性，增大了墩身混凝土的安全性能。工裝可循環(huán)利用，節(jié)省了人工，降低了施工成本。新工藝應(yīng)用現(xiàn)場效果圖4.3墩身模板及操作平臺施工成效新工藝應(yīng)用現(xiàn)場效果圖墩身模板開窗設(shè)計模板安拆方便，未對預(yù)埋螺栓造成損傷，預(yù)埋螺栓定位精確，保證了施工質(zhì)量減少了返工費用，節(jié)約了成本附著裝配式操作平臺設(shè)計合理且安裝使用方便，增加了操作空間，便于圍欄的鋼料運輸安全性能提高，便于施工新工藝應(yīng)用現(xiàn)場效果圖知識產(chǎn)權(quán)及第三方評價55.1專利共計申請獲得了2項實用新型專利序號專利名稱類型授權(quán)號/申請?zhí)?墩身墊石預(yù)埋孔成孔裝置實用新型ZL·201621488531.02一種高鐵圓端型墩柱保濕喂水養(yǎng)護裝置實用新型ZL·201620382483.05.2工法共計獲得獲得了2項省部級工法序號專利名稱類型授予單位1高速鐵路墩臺墊石支座精確定位成孔施工工法省級工法安徽省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳2高速鐵路墩臺墊石支座精確定位成孔施工工法鐵道工法國家鐵路局5.3科技成果申請獲得中國中鐵股份公司科學(xué)技術(shù)成果評審證書。專家評審意見：該成果取得了2項實用新型專利和1項發(fā)明受理，在商合杭鐵路、連鎮(zhèn)鐵路、合安鐵路、連徐鐵路、杭紹臺鐵路等項目中成功應(yīng)用，提高了工效，社會、環(huán)保和經(jīng)濟效益顯著。專家組同意通過評審，認為其整體技術(shù)達到國際先進水平。同時也在2017年度獲得了中國建筑業(yè)協(xié)會頒發(fā)的全國工程建設(shè)質(zhì)量小組活動優(yōu)秀成果表彰5.4社會效益高速鐵路橋梁墩身質(zhì)量控制五項工裝投入使用后現(xiàn)場效果良好，由京福鐵路公司組織同標段兄弟單位觀摩，得到了參會人員一致認可，并獲得了業(yè)主的通報表揚。業(yè)主通報表揚京福鐵路公司全線推廣

該成果目前已推廣應(yīng)用于杭紹臺鐵路，昌景黃鐵路等新建鐵路項目，并為集團公司源源不斷創(chuàng)造效益，節(jié)省成本。5.4社會效益局領(lǐng)導(dǎo)與印尼交流團來現(xiàn)場觀摩外部單位交流推廣前景66.1墊石預(yù)埋孔定位工裝應(yīng)用效果使用新型墊石預(yù)埋孔定位工裝之后作業(yè)每個墩柱節(jié)省時間成本243.4元，節(jié)省成本86％，墊石預(yù)埋孔合格率由原來的80%提升至98%，實現(xiàn)了我們預(yù)期目標。新工藝應(yīng)用前后成本對比柱狀圖新工藝應(yīng)用前后成本對比表分析對象主要項目應(yīng)耗一次性投資（元）周轉(zhuǎn)次數(shù)攤銷費用（元）費用合計（元）單位數(shù)量普通工藝主要材料費竹膠板m22.88345749.3283.1PVC管m4.814.4114.4人工費

工日0.5

90洗孔費用（按20%考慮）

元

80多灌注自流砂漿（相比較孔內(nèi)浪費25%）

M20.016

49.4新型工裝主要材料鋼模板m22.888645017.2839.7定位盤kg15kg60501.2成孔器個8個160503.2人工費

工日0.1

18合計費用差（新型工裝---普通工藝）243.46.2墩身噴淋養(yǎng)護工裝應(yīng)用效果使用新型墊石預(yù)埋孔定位工裝之后作業(yè)每個墩柱節(jié)省時間成本228元，節(jié)省成本45％，混凝土強度增長速度提高15%，實現(xiàn)了我們預(yù)期目標。新工藝應(yīng)用前后工效對比柱樁圖新工藝應(yīng)用前后成本對比表分析對象主要項目應(yīng)耗一次性投資（元）周轉(zhuǎn)次數(shù)攤銷費用（元）費用合計（元）單位數(shù)量普通工藝主要材料費塑料布m2160180360503養(yǎng)護桶個190303人工費

工日3150

450養(yǎng)護用水

元

40新型工藝主要材料不銹鋼鋼管m406005012275塑料布m2160180360定時器個150501人工費

工日1.5150

225養(yǎng)護用水

2合計費用差（新型工裝---普通工藝）2286.3經(jīng)濟效益墩身在我國工程建設(shè)中施工體量龐大，質(zhì)量卻難以控制。橋梁墩身質(zhì)量控制五項工裝，可有效解決橋梁墩身施工中鋼筋定位不準、混凝土養(yǎng)生不到位、墊石孔位預(yù)埋易偏移等質(zhì)量通病，將墊石預(yù)埋孔合格率由原來的80%提升至98%，混凝土強度增長速度提高15%，降低圍吊籃預(yù)埋螺栓30%的植筋工程量，墩身吊圍欄附著裝配式操作平臺作業(yè)空間增大30%、安全性、可靠性提高50%，節(jié)約勞動力20%，實施后單個墩身綜合節(jié)省費用約1617元。經(jīng)公司核算，單個項目可節(jié)約成本約540余萬元，在為企業(yè)提質(zhì)增效帶來助力。6.4推廣前景

通過橋梁墩身五項工裝的研發(fā)推廣，建立形成一套墩身鋼筋、混凝土、墊石等施工質(zhì)量和安全控制的工裝