李 雁

(中鐵一局集團(tuán)物資工貿(mào)有限公司,陜西 西安 710054)

降低客專箱梁混凝土損耗控制技術(shù)

李 雁

(中鐵一局集團(tuán)物資工貿(mào)有限公司,陜西 西安 710054)

在西成、石濟(jì)客運(yùn)專線箱梁預(yù)制施工中，采用精細(xì)化管理的手段，通過優(yōu)化混凝土、模板工序的過程控制技術(shù)實(shí)踐，總結(jié)出大截面、大體積、高性能混凝土箱梁的混凝土灌注方量控制措施，為類似的箱梁灌注積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

客專箱梁，降低混凝土損耗，控制技術(shù)

1 施工現(xiàn)狀

中鐵一局物資工貿(mào)有限公司承擔(dān)了西成、石濟(jì)客專共1 742跨箱梁(西成客專850跨、石濟(jì)客專892跨)預(yù)制任務(wù)。該箱梁為C50高性能混凝土，采用通橋(2009)2 229-Ⅳ,Ⅴ。由于技術(shù)要求高，單方混凝土造價(jià)大，因此施工中混凝土數(shù)量的控制對(duì)項(xiàng)目制造成本影響較大。32 m箱梁混凝土設(shè)計(jì)體積V=285.9 m3,扣除鋼筋等體積得到計(jì)算體積V0=271.0 m3(鋼筋誤差引起的混凝土體積不足0.1 m3，未考慮工藝損耗)。定義實(shí)際澆筑混凝土體積為Va；定義(Va-V0)為混凝土損耗量；定義(Va-V0)/V0×100%為混凝土損耗率。

西成客專XCZQ-1標(biāo)于2013年8月16日試制第一跨32 m箱梁，根據(jù)統(tǒng)計(jì)前期生產(chǎn)的32 m箱梁混凝土澆筑方量平均值為275.4 m3，單孔平均損耗4.4 m3，單孔平均損耗率為1.63%。由于影響混凝土澆筑方量的因素眾多，使得實(shí)際澆筑混凝土體積Va具有一定波動(dòng)性。

2 原因分析

在確保產(chǎn)品滿足技術(shù)規(guī)范的前提下，以精細(xì)化管理為手段，降低工程成本，查找出混凝土方量的超方原因，著重從混凝土拌制、模板安裝、澆筑工藝、過程控制等方面入手，規(guī)范項(xiàng)目管理行為，突出重點(diǎn)，通過對(duì)已灌注梁體外形、外觀進(jìn)行檢測(cè)，檢查已灌注成品橋梁外形尺寸，分析箱梁混凝土超方原因，主要是由于腹板尺寸超標(biāo)、橋面超寬、頂板、底板厚度超厚、灌注過程脹模引起的。由此可知尺寸超標(biāo)(未超出允許誤差)是影響箱梁混凝土損耗的關(guān)鍵因素，混凝土損耗中尺寸超標(biāo)所占比值為82.9%。

2.1 各種截面尺寸超差所造成的混凝土方量計(jì)算

1)橋面頂板頂面標(biāo)高控制高出設(shè)計(jì)標(biāo)高10 mm(頂板混凝土厚度允許誤差0 mm～+10 mm)，超方數(shù)量為12.2×0.01×32.6=3.97 m3。

2)底板頂面標(biāo)高控制高出設(shè)計(jì)標(biāo)高10 mm(底板混凝土厚度允許誤差0 mm～+10 mm)，超方數(shù)量為3.2×0.01×32.6=1.04 m3。

3)內(nèi)模標(biāo)準(zhǔn)段頂面兩側(cè)部位標(biāo)高下陷，實(shí)測(cè)高度平均低于設(shè)計(jì)高度15 mm，導(dǎo)致頂板偏厚，兩側(cè)超方數(shù)量為2×1.9×0.015×25.4=1.45 m3。

4)模板脹模引起超方：3.359×(0.004+0.01)×32.6×2=3.07 m3。

5)側(cè)模圓弧段變形，與設(shè)計(jì)標(biāo)高平均下陷-15 mm,梁長(zhǎng)32.6 m、圓弧段長(zhǎng)度2.4 m、兩側(cè)超方數(shù)量為：2×2.4×0.015×32.6=2.4 m3。

2.2 造成超方主要因素

1)技術(shù)人員施工經(jīng)驗(yàn)欠缺，造成模板尺寸超標(biāo)。雖然模板安裝時(shí)也進(jìn)行了檢查，但是在鋼筋吊裝到位、混凝土灌注前，并未對(duì)模板進(jìn)行再次復(fù)驗(yàn)，模板安裝中未考慮側(cè)模、內(nèi)模的脹模因素，造成了模板承受荷載后，尺寸發(fā)生變化。

2)內(nèi)模拼裝到位后，對(duì)于內(nèi)模主要的承重構(gòu)件絲杠不能全部支撐到位，在灌注的過程中，對(duì)絲杠的回縮沒有引起足夠的重視，灌注過程中模板監(jiān)管不到位，造成箱梁內(nèi)腔尺寸偏小，腹板、頂板厚度增大。內(nèi)模頂面有不同程度的下塌，造成頂板厚度超標(biāo)。

3)外側(cè)模板調(diào)整到位后，對(duì)支撐外模的千斤頂牢固程度檢查不嚴(yán)。灌注混凝土過程中，由于側(cè)模震動(dòng)作用，使得支撐側(cè)模千斤頂發(fā)生了松動(dòng)，施工過程中未能有效的控制側(cè)模的變形，造成了脹?，F(xiàn)象的發(fā)生。

4)橋面標(biāo)高控制不嚴(yán)。施工中采取從端模頂面拉線控制套筒頂面標(biāo)高的方法進(jìn)行套筒的焊接，未考慮到內(nèi)模頂板的變形對(duì)頂板混凝土方量增加的影響。灌注混凝土前僅對(duì)抹平機(jī)軌道進(jìn)行抄平，對(duì)抹平機(jī)進(jìn)行調(diào)整，未考慮到側(cè)模反拱對(duì)頂板混凝土厚度的影響，灌注混凝土中未及時(shí)對(duì)抹平機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

5)底板混凝土頂面標(biāo)高控制不嚴(yán)。在灌注混凝土過程中，對(duì)底板頂面未設(shè)置明確標(biāo)志，且在抹平過程中未使用尺桿進(jìn)行找平(或雖然使用了尺桿找平，但尺桿長(zhǎng)度過短)，造成了前期底板厚度超厚。

6)由于模板制作中對(duì)側(cè)模板圓弧段重視程度不夠，造成了側(cè)模弦長(zhǎng)超標(biāo)，平均長(zhǎng)10 mm，說明側(cè)模圓弧段本身存在問題，使腹板頂部厚度變厚；已灌注梁體采用的內(nèi)模由于齒輪泵問題使得液壓油缸不能支撐到位，支撐絲杠的缺失，從而造成了箱梁腹板厚度超差。

7)前期工人操作不熟練，泵送混凝土過程中多存在堵管、爆管現(xiàn)象；混凝土收面控制不到位，頂板頂面和橋面豎墻鋼筋內(nèi)平整度不好、局部偏高,底板、頂板頂面標(biāo)高在正誤差。

3 控制技術(shù)

根據(jù)產(chǎn)生超方問題的主要因素，我們采取了具體的應(yīng)對(duì)措施，并且有效組織實(shí)施，即分別按照采用設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)值負(fù)誤差兩種方案進(jìn)行模板控制。各預(yù)制箱梁40跨。采用設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)準(zhǔn)值生產(chǎn)的梁體，平均每跨混凝土方量272.4 m3；采用負(fù)誤差值生產(chǎn)的梁體，平均每跨混凝土方量271.5 m3；兩種方案在灌注混凝土過程中均應(yīng)加強(qiáng)對(duì)模板的監(jiān)控，及時(shí)地調(diào)整模板支撐，經(jīng)過最終對(duì)所有橋梁產(chǎn)品外形尺寸進(jìn)行檢測(cè)，滿足驗(yàn)收規(guī)范要求。

1)針對(duì)模板安裝中側(cè)模脹模原因，側(cè)模采取鋼筋骨架就位后再次進(jìn)行驗(yàn)收，且在每側(cè)側(cè)模端部、跨中部位設(shè)置吊線墜，且在地面設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)的方法進(jìn)行觀測(cè)，在灌注過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏離設(shè)計(jì)位置及時(shí)調(diào)整側(cè)模支撐并進(jìn)行加固，保證側(cè)模符合設(shè)計(jì)尺寸。

2)針對(duì)模板安裝中內(nèi)模脹模原因，在內(nèi)模支撐到位后，及時(shí)進(jìn)行斜向撐竿加固，不能漏放，并做好標(biāo)記。內(nèi)模吊裝到位后，對(duì)吊裝過程中出現(xiàn)撐竿、銷鍵松動(dòng)現(xiàn)象，及時(shí)加固并調(diào)整到位，在灌注過程中設(shè)專人檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整，減少內(nèi)?；乜s現(xiàn)象。施工中重點(diǎn)對(duì)內(nèi)模以下尺寸進(jìn)行監(jiān)控：箱梁內(nèi)腔各拐點(diǎn)分別為A，B，C，……，J，K，L，主要對(duì)西端、1/4處、跨中、3/4處、成端5個(gè)截面的CD，GH，IJ，KL進(jìn)行控制，并檢查AKB是否處于同一平面。內(nèi)模主要監(jiān)控點(diǎn)位圖見圖1。

3)加強(qiáng)橋面標(biāo)高控制。待內(nèi)模安裝加固到位后，通過內(nèi)模頂板預(yù)留的混凝土灌注孔，從底板頂面測(cè)量?jī)?nèi)腔AKB截面高度，并將內(nèi)模中線KL與底板中線、端模中線進(jìn)行控制，確保左右側(cè)腹板不偏離設(shè)計(jì)位置。橋面頂板鋼筋骨架就位后，從內(nèi)模頂板AKB截面向上量測(cè)頂板厚度尺寸，進(jìn)行預(yù)埋套管焊接，利用預(yù)埋套管頂面標(biāo)高控制橋面頂板標(biāo)高，并以此來調(diào)整抹平機(jī)，施工中據(jù)此進(jìn)行混凝土抹面工作，克服側(cè)模反拱對(duì)頂板混凝土厚度的影響，抹面過程中使用長(zhǎng)尺桿進(jìn)行找平，使頂板混凝土厚度處于可控狀態(tài)。

4)底板混凝土厚度控制。在灌注混凝土過程中，對(duì)底板頂面拐角處，利用內(nèi)模折角處板面進(jìn)行控制；底板平整處，利用內(nèi)模滑移軌道固定輪處的泄水孔標(biāo)高進(jìn)行控制，可以把此處的PVC管高度設(shè)置成底板厚度，抹面時(shí)依此為依據(jù)進(jìn)行頂板頂面標(biāo)高控制，并在抹面過程中采用2 m長(zhǎng)尺桿進(jìn)行找平，使底板混凝土厚度處于可控狀態(tài)。

5)針對(duì)外側(cè)模板弦長(zhǎng)超標(biāo)，平均長(zhǎng)10 mm，側(cè)模拼接縫圓弧段自身存在變形，弦長(zhǎng)尺寸偏大造成腹板變厚采取的措施：由于圓弧段修復(fù)難度較大，側(cè)模立模時(shí)先進(jìn)行調(diào)整下方兩側(cè)的千斤頂，保證側(cè)模的弦長(zhǎng)控制在7 455 mm(設(shè)計(jì)值為7 460 mm,考慮到脹模現(xiàn)象，取符合標(biāo)準(zhǔn)要求的負(fù)誤差-5 mm)，然后固定下方的千斤頂，并全部受力牢靠。通過調(diào)整頂板下方的絲杠，并用千斤頂支撐配合，來調(diào)整側(cè)模反拱值和橋面寬度，橋面寬度考慮到脹模因素，調(diào)整到符合驗(yàn)標(biāo)要求的負(fù)誤差(-10 mm)。側(cè)模調(diào)整及控制措施見圖2。

6)混凝土澆筑即將收盤時(shí)，嚴(yán)格控制最后數(shù)量的計(jì)算及拌合站的攪拌方量。

7)灌注前對(duì)泵送管道進(jìn)行密封試驗(yàn)，并嚴(yán)格控制拌合物的攪拌時(shí)間、配料、加強(qiáng)坍落度、含氣量、泌水率指標(biāo)的控制，減少施工中因混凝土拌合物質(zhì)量造成的堵管、爆管現(xiàn)象，并嚴(yán)格按照工藝要求順序進(jìn)行混凝土布料，減少混凝土工藝損耗。

4 取得效果及經(jīng)驗(yàn)

1)箱梁混凝土澆筑方量直接影響著生產(chǎn)成本，最大限度的減少浪費(fèi)，節(jié)省原材、減少機(jī)械和電力使用量可以有效控制制梁成本。根據(jù)前期實(shí)際澆筑混凝土方量統(tǒng)計(jì)，采取控制措施后單孔32 m箱梁平均澆筑節(jié)省3.9 m3,西成、石濟(jì)客專共1 742跨箱梁將節(jié)省混凝土6 793.8 m3，節(jié)省混凝土價(jià)值近373.7萬元。

2)把最終質(zhì)量檢測(cè)變?yōu)槭虑邦A(yù)防、管控，實(shí)行控制前移。施工過程中，加強(qiáng)對(duì)模板的檢查頻次及力度；嚴(yán)格控制梁體長(zhǎng)度、寬度、高度；安排專人進(jìn)行模板日常檢查，及時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行整改。為保證梁體外形尺寸應(yīng)重點(diǎn)對(duì)模板幾何尺寸、底板、頂板混凝土標(biāo)高、內(nèi)模腹板厚度、抹平機(jī)標(biāo)高進(jìn)行控制，既起到降低成本作用又能很好的控制梁體外形尺寸。

3)加強(qiáng)模板、混凝土操作人員上崗技術(shù)培訓(xùn)工作，強(qiáng)化過程控制，提高施工操作人員的施工技能和責(zé)任心，樹立精品意識(shí)，確保梁體外形、外觀質(zhì)量得到有效控制。

4)石濟(jì)客專箱梁預(yù)制開始，嚴(yán)格執(zhí)行上述技術(shù)措施，施工中管理過程中突出重點(diǎn)，嚴(yán)格管控，使得產(chǎn)品外形尺寸完全滿足技術(shù)條件要求，幾乎實(shí)現(xiàn)了零誤差，橋梁產(chǎn)品取證順利通過國(guó)家質(zhì)檢總局鐵路產(chǎn)品審查部的檢驗(yàn)，并取得了客專箱梁產(chǎn)品檢驗(yàn)90.8分的高分。

5 結(jié)語

隨著股份公司深化改革的推進(jìn)，工程項(xiàng)目精細(xì)化管理要求由粗放式向精細(xì)化轉(zhuǎn)變，建筑施工企業(yè)微利時(shí)代的到來，要求施工企業(yè)必須做到精細(xì)化管理，最大限度地創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。加強(qiáng)工程項(xiàng)目的成本管理，通過成本的有效管控，提高項(xiàng)目的盈利能力，采取以上措施并嚴(yán)格執(zhí)行，可以為企業(yè)向精細(xì)化管理提供技術(shù)支持，有效的保證了產(chǎn)品外形尺寸，使產(chǎn)品質(zhì)量精品意識(shí)得到落實(shí)，提高項(xiàng)目管理水平和盈利能力，使企業(yè)的利潤(rùn)水平得到明顯提升，對(duì)于降低成本、提升經(jīng)濟(jì)效益有著重大意義。

[1] 曹新剛.鄭西客運(yùn)專線臨潼制梁場(chǎng)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁整體模板設(shè)計(jì)與施工[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2007(12):45-47.

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To reduce customer designed box girder concrete loss control technology

Li Yan

(Material&IndustrialTradeCo.,LtdofChinaRailwayFirstGroup,Xi’an710054,China)

Through the Xi-Cheng, Shi-Ji beam prefabricated construction of passenger dedicated line box, use fine management means, through the optimization of concrete, the template process control technology practice, summed up the concrete pouring large section and large volume, high performance concrete box girder weight control measures, provide experience of similar box girder perfusion.

special guest box girder, reduce concrete loss, control technology

2015-01-16

李 雁(1982- ),女,工程師

1009-6825(2015)09-0180-03

U448.213

A