柳兵

(中國水利水電第四工程局有限公司，西寧，810007)

0 概述

中開高速公路江門段起點跨越磨刀門水道進(jìn)入江門，終于恩平沙湖鎮(zhèn)六鄉(xiāng)村，接高恩高速公路和開陽高速公路。全線設(shè)特大橋10座、大橋35座、中小橋20座，全線預(yù)制混凝土箱梁12992片，箱梁預(yù)制量大。

1 傳統(tǒng)梁場存在的問題

傳統(tǒng)公路預(yù)制箱梁通常的施工方法是采用固定式鋼筋混凝土預(yù)制臺座、拼裝式定型鋼模板，作業(yè)工人依次在生產(chǎn)臺座上組裝鋼筋骨架，安裝內(nèi)模外模、澆筑、拆除內(nèi)模外模、養(yǎng)護(hù)、張拉和壓漿，預(yù)制箱梁的加工生產(chǎn)過程各工序只能在同一區(qū)域內(nèi)完成，必須等待前一工序完成以后才能開始下一工序，常常需要工人反復(fù)轉(zhuǎn)換工種類型，不同工人的專業(yè)度難以發(fā)揮，箱梁的生產(chǎn)質(zhì)量難以保障，且施工效率較低。具體表現(xiàn)在七個方面:

1.1 占地面積大

傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場制梁臺座較多，場內(nèi)各功能區(qū)集成化程度不足，導(dǎo)致在梁場建設(shè)選址時會遇到征地面積不足的問題，特別是在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，臨時征地價格高，或者山區(qū)施工時不易找到較為合適的梁場建設(shè)場地。

1.2 不利于環(huán)境保護(hù)

傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場內(nèi)需要設(shè)置大量的混凝土臺座，且混凝土臺座均為一次性使用，項目結(jié)束后，會產(chǎn)生大量的建筑垃圾，不利于環(huán)境保護(hù)。

1.3 不利于工廠化作業(yè)

傳統(tǒng)預(yù)制梁場因建設(shè)面積大，各作業(yè)區(qū)內(nèi)較為分散，且存在較多的交叉施工現(xiàn)象，生產(chǎn)效率較低，不利于項目的質(zhì)量、安全管控。

1.4 生產(chǎn)效率低

傳統(tǒng)預(yù)制場內(nèi)機(jī)械化程度低，各作業(yè)工序間不能做到有效銜接，特別是模板分塊拆裝消耗工日多，致使平均生產(chǎn)能力下所需資源配置較大。特別是對于橋梁占比大的項目，箱梁預(yù)制周期較長，不利于后續(xù)箱梁安裝及橋面施工，造成橋梁施工工期緊。

1.5 自然環(huán)境制約嚴(yán)重

傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場占地面積大，僅鋼筋加工區(qū)設(shè)置防雨棚，箱梁預(yù)制受自然環(huán)境條件制約較為嚴(yán)重，特別是對于南方高溫、多雨、多臺風(fēng)地區(qū)，不具備全天候施工條件。

1.6 外觀質(zhì)量較差

傳統(tǒng)預(yù)制場存在分塊模板縫，易漏漿、易形成錯臺，外觀質(zhì)量不易控制[1]。

1.7 箱梁預(yù)制成本高

傳統(tǒng)預(yù)制場內(nèi)資源投入較大，例如龍門吊設(shè)備、預(yù)制底模等投入多等，導(dǎo)致箱梁預(yù)制場總體建設(shè)費用高，單位梁片的預(yù)制成本較高。

2 新型智能化梁場工藝原理及優(yōu)勢

2.1 工藝原理

為解決傳統(tǒng)梁場存在的問題，通過技術(shù)創(chuàng)新，建設(shè)一座可移動、機(jī)械化程度高、能實現(xiàn)流水作業(yè)的新型智能化梁場，研發(fā)、總結(jié)一套適合公路箱梁預(yù)制的新型智能化預(yù)制施工工藝。新型智能化梁場箱梁預(yù)制施工工藝是對傳統(tǒng)箱梁預(yù)制工藝的突破和創(chuàng)新，是社會發(fā)展到一定階段，機(jī)械化作業(yè)越來越多地取代傳統(tǒng)人工作業(yè)的一種體現(xiàn)。該新型工藝將預(yù)制箱梁的施工作業(yè)按照施工的先后順序依次設(shè)置了流水線的施工方式，在施工后面的工序時，前面的工序也一直在進(jìn)行，實現(xiàn)集約化施工。這樣就充分提高了施工效率，每道工序的工人只需負(fù)責(zé)該工序的質(zhì)量即可，既提高了工人的專業(yè)度，又大大提高了施工質(zhì)量。在鋼筋骨架的加工、轉(zhuǎn)移過程中充分考慮鋼筋骨架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，大大減少因為人工、機(jī)械操作導(dǎo)致的箱梁缺陷，使成品合格率有了保障，也降低了生產(chǎn)成本；并從根本上解決了預(yù)制梁生產(chǎn)工人反復(fù)轉(zhuǎn)換工種類型，不同工人的專業(yè)度難以發(fā)揮，箱梁的生產(chǎn)質(zhì)量難以保障，且施工效率較低等難題。

2.2 工藝優(yōu)勢

2.2.1 節(jié)約用地。新型梁場采用移動預(yù)制臺座，每天生產(chǎn)1榀梁僅需要7個臺座，每天生產(chǎn)2榀梁需要14個臺座，每天生產(chǎn)3榀梁需要21個臺座……，依次類推。每個臺座占地約161.7m2(33m×4.9m)，按照生產(chǎn)效率，1榀/天可節(jié)約用地161.7m2×3×1，2榀/天可節(jié)約用地161.7m2×3×2，3榀/天可節(jié)約用地161.7m2×3×3，第n榀/天可節(jié)約用地161.7m2×3×n，節(jié)約用地效果顯著。

2.2.2 節(jié)約勞動力，降低人工成本。新型梁場采用整體式液壓外模，模板行走和安拆均由同步液壓系統(tǒng)完成，而傳統(tǒng)分塊模板需要較多的操作工人方可完成，節(jié)約勞動力效果顯著。

2.2.3 機(jī)械化程度高。新型梁場采用的整體式液壓外模行走和安拆均由同步液壓系統(tǒng)完成，可移動底模由卷揚(yáng)機(jī)牽引行走，橫移小車采用電磁閥定位、同步驅(qū)動系統(tǒng)行走，梁體養(yǎng)生采用自動噴淋系統(tǒng)，張拉壓漿采用全自動智能設(shè)備，整個生產(chǎn)工藝流程大部分由自動化機(jī)械設(shè)備完成。

2.2.4 新型梁場采用的整體式液壓外模。模板拼縫采用定位銷固定，一次拼裝成型后不再拆解，單側(cè)側(cè)模為一個整體，預(yù)制梁成品表面無明顯模板縫，外觀質(zhì)量優(yōu)良。

2.2.5 具備全天候施工條件。新型智能化梁場因為采用可移動底座、各作業(yè)區(qū)域采用軌道連接，預(yù)制場內(nèi)集成化程度較高，可在鋼筋加工區(qū)域及箱梁預(yù)制區(qū)域搭設(shè)防雨防曬大棚，對于雨季長、氣溫高，經(jīng)常遭受臺風(fēng)襲擊的項目區(qū)域能夠有效地解決箱梁預(yù)制受氣候條件限制的現(xiàn)象，具備全天候箱梁預(yù)制條件。

2.2.6 智能梁場采用的可移動底模和整體式液壓外模均為型鋼結(jié)構(gòu)。安拆方便，周轉(zhuǎn)循環(huán)次數(shù)高，在完成一個項目生產(chǎn)任務(wù)后可周轉(zhuǎn)至下個項目繼續(xù)使用，周轉(zhuǎn)循環(huán)價值高。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

移動底模就位→吊裝底、腹板鋼筋→安裝液壓側(cè)?！跹b內(nèi)模→吊裝頂板鋼筋→安裝端頭模板→質(zhì)量檢查→澆筑梁體混凝土→梁體移動→養(yǎng)護(hù)→張拉、壓漿→封錨→存梁，具體施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程

3.2 工藝要點

(1)移動底模就位:卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼制移動底模進(jìn)入制梁區(qū)，兩臺10t龍門吊抬吊移動底模進(jìn)入混凝土澆筑位置，工人對底模表面進(jìn)行清理、涂刷脫模劑。

(2)吊裝底、腹板鋼筋:在鋼筋制作綁扎區(qū)工人在鋼筋胎架上綁扎底、腹板鋼筋，10t龍門吊采用吊架將底、腹板鋼筋整體吊裝至已就位的移動底模上。

(3)安裝液壓側(cè)模:整體式液壓側(cè)模通過驅(qū)動系統(tǒng)行走至制梁區(qū)混凝土澆筑位置，工人通過液壓系統(tǒng)移動側(cè)模夾緊鋼筋就位。

(4)吊裝內(nèi)模:內(nèi)模在預(yù)制區(qū)由工人清理、拼裝成整體，采用10t龍門吊整體吊裝就位。

(5)吊裝頂板鋼筋:在鋼筋制作綁扎區(qū)工人在鋼筋胎架上綁扎頂板鋼筋，10t龍門吊采用吊架將頂板鋼筋整體吊裝至已就位的內(nèi)模上。

(6)安裝端頭模板:安裝端頭模板，然后安裝側(cè)模底板、頂板對拉桿，內(nèi)模壓杠。

(7)澆筑梁體混凝土:采用10t龍門吊配1.5m3料斗分層、分段斜向澆筑梁體混凝土。

(8)梁體移動:混凝土澆筑完成等強(qiáng)2.5MPa后拆除內(nèi)模，然后采用卷揚(yáng)機(jī)牽引移動底模通過軌道進(jìn)入橫移區(qū)，就位于橫移小車上；啟動橫移小車驅(qū)動系統(tǒng)，橫移小車前通過電磁感應(yīng)定位行至指定位置，然后通過卷揚(yáng)機(jī)繼續(xù)牽引移動底模進(jìn)入張拉、養(yǎng)護(hù)區(qū)指定臺座就位。

(9)養(yǎng)護(hù):通過地埋式自動噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)養(yǎng)生梁體不少于7天，防止出現(xiàn)裂縫[2]，影響箱梁質(zhì)量。

(10)張拉、壓漿:待梁體強(qiáng)度、彈性模量達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%后，通過智能張拉、壓漿系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工。

(11)封錨:安裝端橫梁、封錨鋼筋、封錨模板、澆筑混凝土完成梁端封閉。

(12)存梁:通過160t龍門吊兩點起吊提梁至存梁區(qū)存儲。

4 質(zhì)量控制

通過上述工藝流程施工，經(jīng)檢測預(yù)制箱梁的各項指標(biāo)滿足設(shè)計、規(guī)范要求。具體數(shù)值見表1。

表1 實測預(yù)制箱梁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計

5 結(jié)語

中開高速公路江門段智能梁場預(yù)制箱梁技術(shù)的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)工藝中存在的不足，采用機(jī)械化、智能化施工，融合現(xiàn)代施工需求，全面應(yīng)用新技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，保證施工質(zhì)量，減少征地、提高生產(chǎn)效率、減少設(shè)備投入等，節(jié)省成本432.12萬元。且隨著箱梁預(yù)制規(guī)模的增加，該經(jīng)濟(jì)效益亦同步增加，可在同類工程推廣應(yīng)用。