橋梁墩身質(zhì)量控制五項(xiàng)工裝

橋梁墩身質(zhì)量控制五項(xiàng)工裝03推廣前景目錄01立項(xiàng)背景02關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新成果03適用范圍04實(shí)施成效05知識(shí)產(chǎn)權(quán)及第三方評(píng)價(jià)技術(shù)背景1

高速鐵路橋墩是保障鐵路正常運(yùn)行的重要部位，橋梁墩身施工質(zhì)量直接影響到鐵路運(yùn)行的安全和穩(wěn)定，此前墩身施工工法簡(jiǎn)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(duì)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(guó)的偉大復(fù)興，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一百年奮斗目標(biāo)，在十四五規(guī)劃中，國(guó)家高度重視高速鐵路建設(shè)，進(jìn)一步深化“八縱八橫”戰(zhàn)略，橋梁建設(shè)里程進(jìn)一步突破，我國(guó)已成為名副其實(shí)的“橋梁第一大國(guó)”。

1.1立項(xiàng)背景高鐵橋墩施工1.1立項(xiàng)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(shí)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(hù)墩身養(yǎng)護(hù)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(yán)，養(yǎng)護(hù)效果較差，無(wú)法保證養(yǎng)護(hù)濕度，混凝土易開(kāi)裂墩身模板開(kāi)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(jìn)行預(yù)埋，施工費(fèi)用高，安全風(fēng)險(xiǎn)大，模板安拆困難。1.1立項(xiàng)背景墩身鋼筋綁扎墩身護(hù)面鋼筋的綁扎一般采用人工畫(huà)線固定鋼筋法，鋼筋定位不準(zhǔn)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(jī)械費(fèi)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(xiàng)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(zhǔn)，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(hù)工裝：提高混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，避免常規(guī)養(yǎng)護(hù)模式下覆蓋不嚴(yán)實(shí)、濕度不易達(dá)標(biāo)的弊端。

墩身模板開(kāi)窗設(shè)計(jì)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(tái)：解決安裝時(shí)的操作空間狹小，保證施工人員的安全。墩身護(hù)面鋼筋定位胎具：鋼筋定位準(zhǔn)確，操作方便，提高護(hù)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(pán)、成孔器、壓桿等部件組合而成，通過(guò)合理設(shè)計(jì)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(pán)，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(dòng)，實(shí)現(xiàn)了墊石孔位精確定位，同時(shí)保證了混凝土澆筑過(guò)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(pán)：施工中通過(guò)限位盤(pán)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(dòng)。圓臺(tái)形成孔器：底部設(shè)置開(kāi)氣孔級(jí)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(tái)式成孔器價(jià)格低廉循環(huán)使用、節(jié)能環(huán)保。已申請(qǐng)實(shí)用新型專利（ZL·201621488531.0），創(chuàng)新成果達(dá)到了國(guó)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(hù)系統(tǒng)由噴淋定位架、噴淋管、輸水管、蓄水箱、水泵、自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由時(shí)間計(jì)時(shí)器、濕度感應(yīng)器及電磁開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成，濕度感應(yīng)器根據(jù)養(yǎng)護(hù)膜內(nèi)的濕度控制電磁開(kāi)關(guān)的打開(kāi)與關(guān)閉，通過(guò)時(shí)間計(jì)時(shí)器設(shè)置噴淋時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了全天候無(wú)人值守自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)功能2.2墩身噴淋養(yǎng)護(hù)工裝自動(dòng)化控制：代替了人工操作，首次實(shí)現(xiàn)了控壓控時(shí)的自動(dòng)控制提高工程品質(zhì)。濕度自動(dòng)感應(yīng)：養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)設(shè)置濕度感應(yīng)器，根據(jù)濕度自動(dòng)判定養(yǎng)護(hù)需要啟動(dòng)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。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(jìn)行收集水資源，節(jié)約用水。已申請(qǐng)實(shí)用新型專利（ZL·201620382483.0），創(chuàng)新成果達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

5.2墩身噴淋養(yǎng)護(hù)工裝廠家定制整體鋼模時(shí)，在設(shè)計(jì)預(yù)埋孔位置對(duì)模板采用機(jī)械車床控制開(kāi)直徑5cm大孔，嵌入活動(dòng)蓋板，再在活動(dòng)蓋板上開(kāi)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(shí)，僅需松開(kāi)緊固螺母，分塊卸下鋼模即可。2.3墩身模板開(kāi)窗工裝

通過(guò)合理設(shè)計(jì)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(shí)在骨架上滿鋪鋼板步道，為操作人員提供作業(yè)平臺(tái)，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(tái)2.5墩身護(hù)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(jìn)行定制，在鋼板胎具內(nèi)側(cè)整齊切割出鋼筋位置開(kāi)槽，整個(gè)胎具分為十二部分，使用螺栓進(jìn)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(tái)：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(dòng)式：安裝完后，可循環(huán)至下一個(gè)墩身進(jìn)行安裝。2.3技術(shù)創(chuàng)新胎具：墩身護(hù)面鋼筋定位首次使用胎具。胎具開(kāi)槽：以圖紙為依據(jù)，按照對(duì)應(yīng)的鋼筋間距進(jìn)行開(kāi)槽?？善囱b：由十二塊鋼板組成，使用螺栓進(jìn)行連接。適用范圍33、適用范圍主要適用于鐵路項(xiàng)目橋梁專業(yè)的墩身施工的五項(xiàng)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(guò)程中。實(shí)施成效44.1墩臺(tái)墊石預(yù)埋孔精確定位工裝墩臺(tái)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(jì)，采用螺栓連接，操作簡(jiǎn)單，安拆方便，定位精確；成孔器采用倒圓臺(tái)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(tái)形設(shè)計(jì)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(jì)，及限制平動(dòng)又限制了轉(zhuǎn)動(dòng)，定位牢固，抗擾動(dòng)能力強(qiáng)；成孔器直徑小，防治灌漿料浪費(fèi)，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(chǎng)效果圖4.2墩身噴淋養(yǎng)護(hù)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(shí)該系統(tǒng)為墩身養(yǎng)護(hù)提供了全方位養(yǎng)護(hù)，克服了濕度不夠、墩身養(yǎng)護(hù)效果不佳等傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)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(chǎng)效果圖4.3墩身模板及操作平臺(tái)施工成效新工藝應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)效果圖墩身模板開(kāi)窗設(shè)計(jì)模板安拆方便，未對(duì)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(fèi)用，節(jié)約了成本附著裝配式操作平臺(tái)設(shè)計(jì)合理且安裝使用方便，增加了操作空間，便于圍欄的鋼料運(yùn)輸安全性能提高，便于施工新工藝應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)效果圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)及第三方評(píng)價(jià)55.1專利共計(jì)申請(qǐng)獲得了2項(xiàng)實(shí)用新型專利序號(hào)專利名稱類型授權(quán)號(hào)/申請(qǐng)?zhí)?墩身墊石預(yù)埋孔成孔裝置實(shí)用新型ZL·201621488531.02一種高鐵圓端型墩柱保濕喂水養(yǎng)護(hù)裝置實(shí)用新型ZL·201620382483.05.2工法共計(jì)獲得獲得了2項(xiàng)省部級(jí)工法序號(hào)專利名稱類型授予單位1高速鐵路墩臺(tái)墊石支座精確定位成孔施工工法省級(jí)工法安徽省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳2高速鐵路墩臺(tái)墊石支座精確定位成孔施工工法鐵道工法國(guó)家鐵路局5.3科技成果申請(qǐng)獲得中國(guó)中鐵股份公司科學(xué)技術(shù)成果評(píng)審證書(shū)。專家評(píng)審意見(jiàn)：該成果取得了2項(xiàng)實(shí)用新型專利和1項(xiàng)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(tái)鐵路等項(xiàng)目中成功應(yīng)用，提高了工效，社會(huì)、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益顯著。專家組同意通過(guò)評(píng)審，認(rèn)為其整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。同時(shí)也在2017年度獲得了中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)頒發(fā)的全國(guó)工程建設(shè)質(zhì)量小組活動(dòng)優(yōu)秀成果表彰5.4社會(huì)效益高速鐵路橋梁墩身質(zhì)量控制五項(xiàng)工裝投入使用后現(xiàn)場(chǎng)效果良好，由京福鐵路公司組織同標(biāo)段兄弟單位觀摩，得到了參會(huì)人員一致認(rèn)可，并獲得了業(yè)主的通報(bào)表?yè)P(yáng)。業(yè)主通報(bào)表?yè)P(yáng)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(tái)鐵路，昌景黃鐵路等新建鐵路項(xiàng)目，并為集團(tuán)公司源源不斷創(chuàng)造效益，節(jié)省成本。5.4社會(huì)效益局領(lǐng)導(dǎo)與印尼交流團(tuán)來(lái)現(xiàn)場(chǎng)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(gè)墩柱節(jié)省時(shí)間成本243.4元，節(jié)省成本86％，墊石預(yù)埋孔合格率由原來(lái)的80%提升至98%，實(shí)現(xiàn)了我們預(yù)期目標(biāo)。新工藝應(yīng)用前后成本對(duì)比柱狀圖新工藝應(yīng)用前后成本對(duì)比表分析對(duì)象主要項(xiàng)目應(yīng)耗一次性投資（元）周轉(zhuǎn)次數(shù)攤銷費(fèi)用（元）費(fèi)用合計(jì)（元）單位數(shù)量普通工藝主要材料費(fèi)竹膠板m22.88345749.3283.1PVC管m4.814.4114.4人工費(fèi)

工日0.5

90洗孔費(fèi)用（按20%考慮）

元

80多灌注自流砂漿（相比較孔內(nèi)浪費(fèi)25%）

M20.016

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

工日0.1

18合計(jì)費(fèi)用差（新型工裝---普通工藝）243.46.2墩身噴淋養(yǎng)護(hù)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(gè)墩柱節(jié)省時(shí)間成本228元，節(jié)省成本45％，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)速度提高15%，實(shí)現(xiàn)了我們預(yù)期目標(biāo)。新工藝應(yīng)用前后工效對(duì)比柱樁圖新工藝應(yīng)用前后成本對(duì)比表分析對(duì)象主要項(xiàng)目應(yīng)耗一次性投資（元）周轉(zhuǎn)次數(shù)攤銷費(fèi)用（元）費(fèi)用合計(jì)（元）單位數(shù)量普通工藝主要材料費(fèi)塑料布m2160180360503養(yǎng)護(hù)桶個(gè)190303人工費(fèi)

工日3150

450養(yǎng)護(hù)用水

元

40新型工藝主要材料不銹鋼鋼管m406005012275塑料布m2160180360定時(shí)器個(gè)150501人工費(fèi)

工日1.5150

225養(yǎng)護(hù)用水

2合計(jì)費(fèi)用差（新型工裝---普通工藝）2286.3經(jīng)濟(jì)效益墩身在我國(guó)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(xiàng)工裝，可有效解決橋梁墩身施工中鋼筋定位不準(zhǔn)、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(lái)的80%提升至98%，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)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(tái)作業(yè)空間增大30%、安全性、可靠性提高50%，節(jié)約勞動(dòng)力20%，實(shí)施后單個(gè)墩身綜合節(jié)省費(fèi)用約1617元。經(jīng)公司核算，單個(gè)項(xiàng)目可節(jié)約成本約540余萬(wàn)元，在為企業(yè)提質(zhì)增效帶來(lái)助力。6.4推廣前景

通過(guò)橋梁墩身五項(xiàng)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