預(yù)制梁快速穿管及吊裝施工技術(shù)

陳健平

（廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司，廣東 廣州 510500）

0 引言

預(yù)制梁場(chǎng)的施工，由于施工現(xiàn)場(chǎng)需求不同，設(shè)計(jì)單位對(duì)預(yù)制梁的設(shè)計(jì)在尺寸、規(guī)格方面不盡相同，從而導(dǎo)致預(yù)制梁場(chǎng)在各預(yù)制梁轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)施工環(huán)節(jié)之間不連貫，施工間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)下一工序窩工的現(xiàn)象。因而目前預(yù)制梁場(chǎng)的施工組織、施工技術(shù)不符合本工程預(yù)制梁多規(guī)格、工期短等要求，項(xiàng)目部為保證如期按質(zhì)保量完成施工作業(yè)，必須組織力量對(duì)預(yù)制梁穿管裝置以及起吊裝置等施工關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性且可持續(xù)的研究，研究成果確?？尚行?、安全性、高效性，從而提高預(yù)制梁的生產(chǎn)效率，滿足業(yè)主的工期要求。

對(duì)穿管裝置以及起吊裝置等施工關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的技術(shù)創(chuàng)新研究，不僅有利于工程如期按質(zhì)保量完成施工作業(yè)，也為以后組織建設(shè)預(yù)制梁場(chǎng)或其他相關(guān)施工作業(yè)提供技術(shù)參考和施工經(jīng)驗(yàn)[1-2]。

1 工程概況

本項(xiàng)目一共包含151座危橋（清遠(yuǎn)市18座、韶關(guān)20座、云浮市56座、肇慶市57座）。其中：大橋12座，中橋58座，小橋81座。

采用重建橋梁寬度原則上執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)寬度。但不符合相應(yīng)等級(jí)公路建筑限界標(biāo)準(zhǔn)的、超寬的橋梁（如9.6m、10.8m、13m、16m、18m、25.3m），應(yīng)采用現(xiàn)行公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)速度相應(yīng)的橋梁寬度10m、12m、15m（行車(chē)道、路肩或非機(jī)動(dòng)慢車(chē)道或人行道構(gòu)成），重建原相當(dāng)于一級(jí)、二級(jí)的公路橋梁，寬度最寬不超過(guò)一級(jí)公路20m、二級(jí)公路15m。

本工程需要生產(chǎn)各規(guī)格的預(yù)制梁數(shù)量達(dá)1 000余片，為保持高效率的生產(chǎn)，沿用傳統(tǒng)的人工進(jìn)行預(yù)制梁金屬波紋管穿管不可行，需要對(duì)預(yù)制梁金屬波紋管穿管技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的創(chuàng)新研究，以提高預(yù)制梁的生產(chǎn)效率，滿足工程工期的要求。預(yù)制梁金屬波紋管位置剖面圖見(jiàn)圖1。

圖1 預(yù)制梁金屬波紋管位置剖面圖

預(yù)制梁生產(chǎn)、張拉完畢后，將預(yù)制梁進(jìn)行轉(zhuǎn)移到存梁區(qū)，用傳統(tǒng)的預(yù)埋吊環(huán)施工技術(shù)顯然無(wú)法滿足本工程的工期要求，不同規(guī)格的預(yù)制梁導(dǎo)致預(yù)埋吊環(huán)的預(yù)埋點(diǎn)不同，從而導(dǎo)致需要頻繁更換吊具，降低了預(yù)制梁的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，影響后續(xù)工序的正常進(jìn)行，因此預(yù)制梁的精準(zhǔn)起吊也成為預(yù)制梁快速施工技術(shù)需要攻克的一個(gè)難點(diǎn)。

2 施工的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 預(yù)制梁金屬波紋管穿管裝置

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)方案是：預(yù)制梁金屬波紋管穿管裝置，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和遇障收縮機(jī)構(gòu)，遇障收縮機(jī)構(gòu)固定在待穿金屬波紋管的前端，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在待穿金屬波紋管上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)待穿金屬波紋管移動(dòng)[3]；遇障收縮機(jī)構(gòu)包括固定桿、收縮桿和彈簧，固定桿可以固定在待穿金屬波紋管的前端，收縮桿活動(dòng)設(shè)置在固定桿的前端，收縮桿可以向固定桿方向收回，彈簧連接在固定桿與收縮桿之間。

為了保證波紋管就位準(zhǔn)確，在施工前，將每一根波紋管的位置與線型根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)在計(jì)算機(jī)中放樣，繪制出波紋管坐標(biāo)位置圖用以指導(dǎo)施工；本工程中鋼束僅有腹板束但線型較為復(fù)雜、數(shù)量較大。

（1）安裝遇障收縮器：在金屬波紋管端口上、下、左、右各安裝一組遇障收縮器；

（2）固定穿管裝置：使用棘輪式繩帶拉緊器固定四組遇障收縮器使其形成整體的穿管裝置；

（3）調(diào)整動(dòng)力裝置位置：根據(jù)預(yù)制梁的規(guī)格、以及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的金屬波紋管位置標(biāo)高進(jìn)行動(dòng)力裝置的調(diào)整，保證動(dòng)力裝置與預(yù)制梁鋼筋骨架一端平行放置；

（4）固定動(dòng)力裝置上的金屬波紋管：調(diào)緊棘輪式繩帶拉緊器，保證動(dòng)力裝置輸送金屬波紋管的穩(wěn)定性；

（5）檢查穿管裝置、動(dòng)力裝置：按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)穿管裝置、動(dòng)力裝置進(jìn)行必要性檢查，保證施工過(guò)程的安全運(yùn)行；

（6）穿管：動(dòng)力裝置開(kāi)始輸送金屬波紋管，穿管裝置中的遇障收縮器在過(guò)程中會(huì)受到預(yù)焊鋼束定位鋼筋的阻力作用，在阻力作用下壓縮位于夾片后的彈簧，使包裹在穿管裝置中間的金屬波紋管順利通過(guò)鋼束定位鋼筋，直至通過(guò)所有的鋼束定位鋼筋到達(dá)預(yù)制梁鋼筋骨架的另一端；

（7）拆卸穿管裝置、動(dòng)力裝置：確定金屬波紋管完成穿管作業(yè)，并符合圖紙定位要求后，拆除穿管裝置以及動(dòng)力裝置。詳見(jiàn)圖2。

圖2 預(yù)制梁金屬波紋管穿管裝置細(xì)節(jié)圖

用于工程的波紋管需附帶成品質(zhì)量證明書(shū)以及相關(guān)的質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，并依據(jù)要求現(xiàn)場(chǎng)取樣復(fù)驗(yàn)；波紋管的位置嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行并保證整體線型平順，與鋼筋骨架采用“井”字鋼筋架進(jìn)行固定，固定點(diǎn)的直線段間距為75cm，曲線段適當(dāng)加密至50cm；待底板及腹板鋼筋綁扎完畢后，放置腹板波紋管及錨具，在安裝波紋管前先依據(jù)坐標(biāo)位置在腹板箍筋上焊定位鋼筋架。

波紋管的接頭使用專用的接頭管，同時(shí)在其外部使用膠帶纏裹起來(lái)，確保接頭的嚴(yán)密性，杜絕因漏漿造成預(yù)應(yīng)力筋管道阻塞，在施工過(guò)程中注意對(duì)波紋管進(jìn)行保護(hù)，防止電焊等施工過(guò)程中的損傷。詳見(jiàn)圖3。

長(zhǎng)孔內(nèi)穿管是建設(shè)工程中常見(jiàn)的一種工藝流程，例如本項(xiàng)目預(yù)制梁體內(nèi)需要穿設(shè)金屬波紋管。傳統(tǒng)的穿管一般采用人工直接穿孔的方式，金屬波紋管在管內(nèi)行進(jìn)時(shí)遇到障礙物時(shí)容易卡塞，此時(shí)需要借助人工或外力處理才能繼續(xù)穿管，這種方式穿管流暢性差，穿管的效率也低。因此，設(shè)計(jì)一種能根據(jù)預(yù)制梁的固定筋判別快速穿管的裝置就顯得尤為重要。

2.2 一種預(yù)制梁精確起吊裝置

在預(yù)制梁施工過(guò)程中，由于梁體自重較大，預(yù)制梁預(yù)制完成后需將梁移至存梁區(qū)，形成流水作業(yè)方可降低成本且不影響總體施工進(jìn)度。如何保證移梁作業(yè)過(guò)程中預(yù)制梁及施工人員的安全是必須解決的問(wèn)題。目前預(yù)制梁的吊裝施工中，通常的解決辦法為：在梁體結(jié)構(gòu)中預(yù)埋吊環(huán)用于梁體起吊移位、安裝[5]。預(yù)制梁采用這種方法吊裝時(shí)，容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：①梁體一般截面較小，鋼筋較密，加之預(yù)應(yīng)力孔道布置及施工時(shí)的誤差，預(yù)埋大直徑吊環(huán)較難實(shí)施；②梁體重量較大，預(yù)埋吊環(huán)集中受力且受力較大，若加工吊環(huán)時(shí)稍有損傷，在起吊過(guò)程中吊環(huán)易損壞，造成安全事故；③預(yù)埋的吊環(huán)僅為一種起吊工具，對(duì)梁體結(jié)構(gòu)沒(méi)有作用，在梁體施工時(shí)植入梁體混凝土結(jié)構(gòu)中不能重復(fù)利用。本項(xiàng)目預(yù)制梁數(shù)量較多，預(yù)埋吊環(huán)使用較多，從而增加了項(xiàng)目的生產(chǎn)成本，必須進(jìn)行預(yù)制梁精準(zhǔn)起吊技術(shù)的研究。

本項(xiàng)目首創(chuàng)使用精準(zhǔn)起吊技術(shù)，較好地解決了傳統(tǒng)預(yù)埋吊環(huán)起吊的常見(jiàn)問(wèn)題：①預(yù)制梁截面小、鋼筋密度大，導(dǎo)致預(yù)埋吊環(huán)難于預(yù)埋到位；②預(yù)制梁重量較大，若預(yù)埋出現(xiàn)偏差，吊環(huán)集中受力過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致吊環(huán)損壞，發(fā)生安全事故。精準(zhǔn)起吊技術(shù)使用改進(jìn)的承托件、緩沖板、扁擔(dān)梁和鋼絲繩構(gòu)成一個(gè)起吊裝置，實(shí)現(xiàn)了多種規(guī)格預(yù)制梁的精準(zhǔn)起吊，解決了吊梁時(shí)存在的“頭重腳輕”的現(xiàn)象，且應(yīng)用廣泛，吊裝期間無(wú)需更換扁擔(dān)梁，大幅降低了起吊成本，提高了預(yù)制梁起吊效率。施工方案為：

圖3 預(yù)制梁金屬波紋管穿管動(dòng)力裝置示意圖

（1）安裝起吊裝置：使用承托件、緩沖板、扁擔(dān)梁和鋼絲繩組成其吊裝；承托件上滑動(dòng)設(shè)置有第一滑塊，扁擔(dān)梁沿中部往兩端設(shè)置有兩傾斜面，并在傾斜面上分別滑動(dòng)設(shè)置有第二滑塊；承托件和扁擔(dān)梁上均設(shè)置有調(diào)位裝置，第一滑塊和第二滑塊能夠通過(guò)調(diào)位裝置在承托件和扁擔(dān)梁上進(jìn)行位置調(diào)節(jié)和定位；第一滑塊、第二滑塊和緩沖板上均設(shè)有與鋼絲繩相適配的卡槽。

（2）調(diào)節(jié)起吊裝置：承托件設(shè)置在預(yù)制梁底部的端角處，以對(duì)預(yù)制梁進(jìn)行限位和承托；緩沖板設(shè)在預(yù)制梁的翼緣，用以定位鋼絲繩和緩沖鋼絲繩對(duì)預(yù)制梁作用力；扁擔(dān)梁位于起吊點(diǎn)，起吊裝置通過(guò)鋼絲繩繞接在第一滑塊、第二滑塊和緩沖板的卡槽。完成對(duì)預(yù)制梁的精確起吊。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著城市組團(tuán)之間及城市出入口快速路建設(shè)的推進(jìn)，道路網(wǎng)絡(luò)密度進(jìn)一步加密，城市立交成為重要的組成部分。本項(xiàng)目提出的多截面、多坡度預(yù)制梁快速施工方法，有利于提高施工效率，縮短施工時(shí)間，緩解城市的交通壓力。相較于傳統(tǒng)的施工技術(shù)，本預(yù)制梁快速施工技術(shù)可將成本降低20%以上，并能顯著節(jié)省施工材料，預(yù)制梁底模原材料鋼板用量節(jié)省了70%以上。在未來(lái)預(yù)制梁施工中，應(yīng)用多截面、多坡度預(yù)制梁施工技術(shù)，能在保證安全可靠的前提下產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和建設(shè)行業(yè)工業(yè)化，踐行綠色節(jié)能環(huán)保理念。