預(yù)制T 梁工廠化流水線施工技術(shù)探討

余根寧

（福建省交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢有限公司，福建 福州 350001）

0 引言

某高速項(xiàng)目位于山嶺重丘區(qū)，橋隧比達(dá)約70%，共需生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁442 片，橋隧、橋橋之間路基段落短，主線短路基占比大，最長段落不足300m，且經(jīng)現(xiàn)場探明均為路塹石方段落。本項(xiàng)目因前期諸多原因，工期已經(jīng)滯后原計(jì)劃較多，在現(xiàn)有施工場地條件及合同工期要求下，無法按照傳統(tǒng)預(yù)制工法規(guī)劃建設(shè)預(yù)制梁場及梁片生產(chǎn)。面對工期緊、生產(chǎn)任務(wù)重的現(xiàn)狀，項(xiàng)目管理層果斷摒棄傳統(tǒng)梁片預(yù)制模式，探索采用工廠化流水線生產(chǎn)模式。

1 工廠化流水線預(yù)制T 梁施工工藝技術(shù)

1.1 封閉式室內(nèi)生產(chǎn)

有別于傳統(tǒng)預(yù)制梁場在野外露天作業(yè)模式，本項(xiàng)目預(yù)制混凝土T梁所有生產(chǎn)工序都在封閉式室內(nèi)進(jìn)行，可確保梁片預(yù)制各道工序全天候、不間斷生產(chǎn)，不受大風(fēng)、降雨、冰凍等不利自然氣候條件的影響，顯著提高了預(yù)制梁片產(chǎn)能，同時(shí)梁片預(yù)制生產(chǎn)質(zhì)量更加可控[1-4]。

1.2 工廠化流水線生產(chǎn)預(yù)制T 梁工藝流程

本項(xiàng)目預(yù)制T 梁廠設(shè)置四個(gè)生產(chǎn)流水線性區(qū)域，包含鋼筋綁扎區(qū)、制梁區(qū)、蒸汽養(yǎng)生區(qū)（預(yù)張拉區(qū)）、存梁區(qū)（二次終張拉及壓漿區(qū)），如圖1 所示，具體工藝流程如下：

（1）移動式鋼臺座依靠自身動力裝置移動至鋼筋綁扎區(qū)（綁扎梁肋及橫隔板鋼筋并布設(shè)預(yù)埋支座鋼板、預(yù)應(yīng)力管道等預(yù)埋件）。

（2）移動式鋼臺座依靠自身動力裝置移動至制梁區(qū)，人工操作控制整體鋼模液壓系統(tǒng)合模。

（3）綁扎T 梁面板及翼板鋼筋，布設(shè)負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力管道，調(diào)整梁片橫向坡度。

（4）采用龍門吊配合吊斗澆筑預(yù)制T 梁混凝土。

（5）待12h 混凝土強(qiáng)度達(dá)到拆模要求后，操作控制整體鋼模液壓系統(tǒng)拆去側(cè)模。

（6）移動式鋼臺座依靠自身動力裝置移動至智能蒸汽養(yǎng)生區(qū)養(yǎng)護(hù)24h，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，打開智能蒸汽養(yǎng)生棚，進(jìn)行T 梁預(yù)張拉（應(yīng)力為設(shè)計(jì)值60%）。

（7）T 梁預(yù)張拉完成后，將預(yù)制T 梁吊至存梁區(qū)進(jìn)行常規(guī)噴淋養(yǎng)護(hù)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，進(jìn)行預(yù)制T 梁二次終張拉、壓漿封錨。

（8）移動鋼臺座依靠自身動力裝置往返于鋼筋綁扎區(qū)與智能蒸汽養(yǎng)生區(qū)（預(yù)張拉區(qū)）之間，重復(fù)上述工序流程以達(dá)到工廠化流水線循環(huán)作業(yè)生產(chǎn)。

圖1 工廠化流水線生產(chǎn)區(qū)域布置圖

1.3 兩階段預(yù)應(yīng)力張拉工藝

預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁兩階段張拉工藝原理是利用混凝土初期強(qiáng)度增長較快的特點(diǎn)，通過摻加早強(qiáng)劑及對梁體進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，使梁體在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到允許預(yù)張拉的強(qiáng)度值。對預(yù)制梁片施加部分預(yù)應(yīng)力后使梁體能承受梁體自重荷載和起吊沖擊荷載，再提吊至存梁區(qū)進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)及后期終張拉、壓漿封錨，這樣就提高了移動鋼臺座的使用周轉(zhuǎn)率。同時(shí)，梁體經(jīng)過第一階段施加部分預(yù)應(yīng)力后，可削減T 梁混凝土早期收縮及徐變。

2 預(yù)制T 梁施工智能化系統(tǒng)及設(shè)備

2.1 智能化移動鋼臺座

有別于傳統(tǒng)混凝土固定臺座，本項(xiàng)目預(yù)制梁廠采用智能化移動鋼臺座（圖2），配置移動式軌道鋼筋定位架，極大縮短各工序之間的銜接時(shí)間，實(shí)現(xiàn)鋼筋綁扎、鋼模板安拆、混凝土澆筑、梁片蒸養(yǎng)在移動臺座上自動循環(huán)流水作業(yè)，并且可以錯(cuò)峰作業(yè)，提高臺座使用周轉(zhuǎn)率，克服了傳統(tǒng)工法固定臺座數(shù)量多、占地面積大、生產(chǎn)周期長等諸多缺點(diǎn)[5-8]。同時(shí)相較于傳統(tǒng)模式，移動鋼臺座省去了鋼筋提吊工序，可有效避免因鋼筋提吊而產(chǎn)生變形，提高了預(yù)制梁片鋼筋安裝的整體性。

圖2 智能化移動鋼臺座安裝鋼筋

2.2 液壓式整體鋼模板體系

有別于傳統(tǒng)組合拼裝式模板，本項(xiàng)目預(yù)制梁廠采用智能液壓整體式鋼模板（圖3），該模板是采用同步控制系統(tǒng)將18 個(gè)單缸液壓千斤頂組合成智能液壓動力體系，可實(shí)現(xiàn)鋼模板裝、拆工序的機(jī)械自動化，打破傳統(tǒng)工法依靠人工敲、打、撬的裝、拆模工法，在提高施工效率的同時(shí)，極大地減少了預(yù)制梁體脫模損傷、減少模板變形、提高模板使用壽命，進(jìn)而節(jié)約生產(chǎn)成本[9]。

圖3 液壓整體鋼模板

2.3 智能蒸汽養(yǎng)生系統(tǒng)

有別于傳統(tǒng)土工布覆蓋預(yù)制梁體進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)工藝，本項(xiàng)目預(yù)制梁廠采用智能變溫蒸養(yǎng)系統(tǒng)（圖4），由蒸養(yǎng)棚和變溫蒸養(yǎng)設(shè)備組成蒸汽養(yǎng)護(hù)室。蒸養(yǎng)棚采用工地試驗(yàn)室的恒溫養(yǎng)護(hù)室標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，外包隔熱保溫層，變溫蒸養(yǎng)機(jī)可隨預(yù)埋于梁體的感應(yīng)器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)蒸汽養(yǎng)護(hù)室溫度、濕度，可短時(shí)間內(nèi)提升預(yù)制梁片混凝土強(qiáng)度及彈性模量，以滿足下道工序（梁片預(yù)張拉）要求，極大縮短了工序流轉(zhuǎn)時(shí)間。

圖4 智能蒸汽養(yǎng)生系統(tǒng)

2.4 智能張拉系統(tǒng)

智能張拉機(jī)具采用預(yù)應(yīng)力智能張拉控制系統(tǒng)，主要由智能張拉主機(jī)、從機(jī)、千斤頂、位移傳感器、壓力傳感器等組成，具有一鍵張拉、自動記錄張拉結(jié)果、手動單步張拉、支持多種張拉類型和遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳、數(shù)據(jù)預(yù)警等功能，整個(gè)張拉過程全部可由智能張拉設(shè)備自動完成（圖5）。

圖5 預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)

2.5 智能壓漿系統(tǒng)

智能壓漿設(shè)備采用智能壓漿臺車，主要由供料機(jī)構(gòu)、高速攪拌桶、螺桿泵、儲料桶、廢漿閥、壓力變送器、電瓷流量計(jì)等組成，具有自動供水配料、自動壓漿、自動計(jì)量和實(shí)時(shí)記錄上傳壓漿數(shù)據(jù)、自動保壓穩(wěn)壓及補(bǔ)漿等功能，全自動連續(xù)壓漿，減少人為因素干擾，通過壓力變送器、電磁流量計(jì)自動驗(yàn)證、調(diào)節(jié)壓漿力等參數(shù)，可最大限度地保證預(yù)制梁片孔道內(nèi)漿體飽滿度和密實(shí)度（圖6）。

圖6 管道智能壓漿系統(tǒng)

3 工廠化流水線生產(chǎn)工藝相較傳統(tǒng)工法優(yōu)勢

（1）全天候、四季不間斷生產(chǎn)：該工法所有作業(yè)區(qū)均在室內(nèi)進(jìn)行，確保各道工序可全天候生產(chǎn)，不受大風(fēng)、降雨、冰凍等惡劣條件的影響，顯著提高預(yù)制梁廠生產(chǎn)能力。

（2）減少各工序交叉施工干擾：該工法按照流水線作業(yè)模式分區(qū)施工，每個(gè)分區(qū)內(nèi)完成固定工序任務(wù)，機(jī)械及人工能得到充分利用，有效避免了因工序交叉作業(yè)而造成工效降低問題，同時(shí)各工序的施工質(zhì)量也更加可控。

（3）顯著提高預(yù)制梁片外觀質(zhì)量：該工法采用智能液壓系統(tǒng)控制整體拆、合鋼模板，無需人工敲、打、撬，保證預(yù)制梁片施工過程完好，缺邊掉角現(xiàn)象基本可以避免，一鍵遙控拆合模，極大節(jié)省人工勞動力。

（4）快速提高預(yù)制梁片砼強(qiáng)度及彈性模量：該工法采用智能蒸汽養(yǎng)護(hù)，實(shí)現(xiàn)混凝土快速水化反應(yīng)，短期內(nèi)達(dá)到混凝土預(yù)張拉條件。經(jīng)本項(xiàng)目實(shí)踐數(shù)據(jù)表明：經(jīng)蒸養(yǎng)24h 后，預(yù)制T 梁砼強(qiáng)度和彈性模量均可達(dá)到設(shè)計(jì)值85%以上，而傳統(tǒng)養(yǎng)生條件需7d，在寒冬季節(jié)施工時(shí)該工法產(chǎn)能效率優(yōu)勢更加明顯。

（5）極大節(jié)約臨時(shí)占地面積：該工法采用移動式臺座+液壓整體模板+蒸汽養(yǎng)護(hù)+二次張拉移梁的生產(chǎn)工藝，可以極大提高臺座周轉(zhuǎn)率，進(jìn)而減少臺座數(shù)量，減少梁場臨時(shí)占地，傳統(tǒng)梁場占地長度500m，而采用該工法的預(yù)制梁廠僅需不足200m，節(jié)約臨時(shí)用地50%以上，在施工場地面積受限情況下，預(yù)制梁片規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢顯著。

4 結(jié)束語

綜上所述，采用該工藝工法生產(chǎn)的預(yù)制混凝土T 梁在標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、智能化程度上較高，在預(yù)制產(chǎn)能、質(zhì)量管控、安全作業(yè)、節(jié)約用地、環(huán)境保護(hù)等方面具有先進(jìn)性，當(dāng)預(yù)制梁場臨時(shí)用地受到客觀條件限制、工期緊張、梁片預(yù)制生產(chǎn)規(guī)模越高時(shí)，其經(jīng)濟(jì)效益及社會效益也越高，經(jīng)本項(xiàng)目實(shí)踐結(jié)果表明，該工法生產(chǎn)效率可達(dá)到傳統(tǒng)工法產(chǎn)能的2 倍以上，其對類似不利施工條件下，規(guī)?；A(yù)制生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土梁片具有一定的借鑒意義，具有一定的推廣價(jià)值。