自行式臺(tái)座工廠化流水線預(yù)制箱梁新技術(shù)的應(yīng)用

陳禮彪，陳榮剛

（1.福建省高速公路建設(shè)總指揮部，福建 福州 350001；2.福建高速至信建設(shè)管理有限公司，福建 福州 350000）

傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)制施工采用單一集中生產(chǎn)模式，即在同一施工區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行鋼筋綁扎、立模、混凝土澆筑、拆模、預(yù)應(yīng)力張拉、移梁等一系列工序，預(yù)制梁固定底座使用效率低，場(chǎng)地面積大，且整個(gè)制梁生產(chǎn)效率較低。從養(yǎng)護(hù)工藝來(lái)看，傳統(tǒng)預(yù)制梁采用自然噴淋養(yǎng)生，其養(yǎng)護(hù)齡期一般需7d才能滿足設(shè)計(jì)張拉要求，養(yǎng)護(hù)時(shí)間占整體制梁時(shí)間的2/3以上，制梁周期較長(zhǎng)，不利于大規(guī)模預(yù)制梁體施工。

采用自行式臺(tái)座工廠化流水線作業(yè)的箱梁預(yù)制新技術(shù)，通過(guò)自行式移動(dòng)臺(tái)座將各獨(dú)立平行施工區(qū)域有機(jī)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)流水線作業(yè)，并采用蒸汽養(yǎng)護(hù)技術(shù)大幅減少養(yǎng)護(hù)時(shí)間，從而節(jié)約大量預(yù)制場(chǎng)地，并大幅縮短制梁周期，具有很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用價(jià)值。

一、預(yù)制箱梁新技術(shù)

采用自行式臺(tái)座工廠化流水線作業(yè)的箱梁預(yù)制新技術(shù)采用了“施工工序區(qū)域固定、流水線作業(yè)”的預(yù)制新模式：通過(guò)自行式臺(tái)座將鋼筋骨架制作胎膜區(qū)、制梁區(qū)、蒸汽養(yǎng)護(hù)區(qū)、預(yù)應(yīng)力張拉區(qū)和存梁區(qū)有機(jī)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)工廠化流水線作業(yè)的橋梁預(yù)制施工。

施工工序流程為：移動(dòng)式臺(tái)座自行移至胎膜區(qū)，將綁扎成型的底板和腹板鋼筋骨架吊至臺(tái)座上，依次安裝外模和內(nèi)模，再吊裝成型的頂板鋼筋；待驗(yàn)收合格后再移至制梁區(qū)澆筑混凝土；達(dá)到拆模條件，拆除內(nèi)模和外模；自行式臺(tái)座將梁體移至養(yǎng)護(hù)區(qū)進(jìn)行蒸汽養(yǎng)生；當(dāng)梁體達(dá)到張拉條件，移至預(yù)應(yīng)力智能張拉區(qū)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉；待外觀檢測(cè)合格后將梁體吊運(yùn)至存梁區(qū)，同時(shí)將自行式臺(tái)座吊運(yùn)至下一條生產(chǎn)線投入生產(chǎn)，其主要施工工序流程如圖1所示。

圖1 工廠化流水線施工主要流程圖

二、工程應(yīng)用

京臺(tái)高速公路平潭段G2標(biāo)位于福建平潭島，起于福建平潭平原鎮(zhèn)梧鳳樓村，終點(diǎn)與平潭壇西大道銜接，路線全長(zhǎng)1.88km，需預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁343片。

該工程橋址周圍遍布灘涂和養(yǎng)殖區(qū)，若采用傳統(tǒng)預(yù)制梁施工方法，需要設(shè)置大面積預(yù)制場(chǎng)地，不僅施工難度大，而且受預(yù)制梁噴淋養(yǎng)生時(shí)間長(zhǎng)的限制，存在著制梁周期長(zhǎng)、臺(tái)座使用率低等問(wèn)題，無(wú)法大規(guī)模預(yù)制梁施工，加上平潭島臺(tái)風(fēng)與雨季影響，常年6級(jí)以上風(fēng)力超過(guò)200天，每年可施工時(shí)間不到180天，嚴(yán)重影響工程建設(shè)進(jìn)度。因此，采用自行式臺(tái)座工廠化流水線作業(yè)的箱梁預(yù)制新技術(shù)進(jìn)行施工。

預(yù)制場(chǎng)地利用現(xiàn)有狹長(zhǎng)的未通車快速路（240m×25m）作為預(yù)制場(chǎng)地，布置兩條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線依次分為臺(tái)座周轉(zhuǎn)區(qū)、制梁區(qū)、蒸汽養(yǎng)護(hù)區(qū)、智能張拉區(qū)、檢測(cè)區(qū)，其場(chǎng)地布置詳如圖2所示，其主要施工工序照片如圖3所示。

圖2 自行式臺(tái)座工廠化生產(chǎn)箱梁施工場(chǎng)地平面布置示意圖

圖3 自行式臺(tái)座工廠化生產(chǎn)箱梁圖片

自行式臺(tái)座工廠化流水線預(yù)制箱梁施工新技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）所有梁體均在廠房?jī)?nèi)預(yù)制，實(shí)現(xiàn)工廠化施工，不受氣候條件影響，改善作業(yè)環(huán)境，可全天候進(jìn)行預(yù)制梁生產(chǎn)；

（2）自行式臺(tái)座將各施工區(qū)域串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)流水線作業(yè)；

（3）各施工區(qū)域同步平行作業(yè)，提高生產(chǎn)效率；

（4）采用蒸汽養(yǎng)生方法，在保證梁體質(zhì)量的同時(shí)，縮短制梁周期；

（5）與傳統(tǒng)預(yù)制梁施工相比，大大減小施工場(chǎng)地。

三、應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

（一）施工性能方面

與傳統(tǒng)固定式臺(tái)座施工方法相比，采用自行式臺(tái)座工廠化流水線預(yù)制箱梁施工新技術(shù)在臺(tái)座數(shù)量、占地面積、施工天數(shù)、養(yǎng)生時(shí)間和生產(chǎn)效率均具有明顯優(yōu)勢(shì)。

表1 兩種箱梁預(yù)制方法施工性能比較

（二）經(jīng)濟(jì)效益方面

與傳統(tǒng)固定式臺(tái)座施工方法相比，除了臺(tái)座、預(yù)制廠棚、蒸汽養(yǎng)護(hù)棚和水電費(fèi)的投入較高外，其他項(xiàng)目均為自行式臺(tái)座工廠化預(yù)制箱梁施工方法的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更為優(yōu)越，如表2所示。

表2 兩種箱梁預(yù)制方法經(jīng)濟(jì)性能比較

（三）社會(huì)效益方面

隨著我國(guó)交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，橋梁預(yù)制施工工藝因其自身的優(yōu)越性得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)固定底座上的橋梁預(yù)制模式存在易受氣候條件、場(chǎng)地大小、人工機(jī)械臺(tái)班、施工周期、施工質(zhì)量等因素的制約，制梁效率低，預(yù)制梁場(chǎng)占地大，不利于大規(guī)模的梁體預(yù)制。若能采用“施工工序固定、施工區(qū)域循環(huán)”的預(yù)制新模式。通過(guò)自行式移動(dòng)臺(tái)座系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)施工工序固定，工人分區(qū)域完成單一工序任務(wù)的作業(yè)模式，即流水線作業(yè)模式，較好地解決工序穿插作業(yè)時(shí)對(duì)生產(chǎn)效率帶來(lái)的不利影響，能使勞動(dòng)力和機(jī)械設(shè)備得到充分利用，提高工裝設(shè)備的使用效率，節(jié)約梁場(chǎng)占地面積，提高制梁效率，符合橋梁快速施工需求，特別適應(yīng)于受氣候環(huán)境影響大、施工任務(wù)重而工期短、預(yù)制場(chǎng)地受限等的項(xiàng)目，具有較好的應(yīng)用推廣前景。