集成化工廠在大規(guī)模T梁預(yù)制生產(chǎn)中的運(yùn)用

華軍 周晟

（江西省交通工程集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000）

一、引言

某鄰近城區(qū)高速公路工程全長(zhǎng)29.3km，橋梁占比高達(dá)89%，橋梁上部結(jié)構(gòu)主要以預(yù)制T梁簡(jiǎn)支連續(xù)為主，預(yù)制T梁總量為13744片，控制工期為360天。該項(xiàng)目對(duì)標(biāo)準(zhǔn)T梁采用“移動(dòng)臺(tái)座、液壓模板（固定式）、恒溫蒸養(yǎng)以及二次張拉技術(shù)”集成一體的工廠化流水線作業(yè)”新工藝。探尋采用“工廠智能集成化流水線作業(yè)”新工藝，來(lái)解決預(yù)制T梁產(chǎn)能工效低、質(zhì)量差、成本高等問(wèn)題，是行業(yè)在當(dāng)前用地緊縮、工期緊、大規(guī)模預(yù)制T梁工程項(xiàng)目環(huán)境背景下，孕育發(fā)展的必然趨勢(shì)。

二、新工藝與傳統(tǒng)工藝對(duì)比分析

（一）流水線設(shè)計(jì)

集成化工廠每條生產(chǎn)流水線均設(shè)置了鋼筋制作區(qū)、鋼筋胎架安裝區(qū)、制梁區(qū)（固定側(cè)模區(qū)）、蒸養(yǎng)區(qū)、初張拉區(qū)及終張拉區(qū)。

（二）新舊工藝對(duì)比分析

傳統(tǒng)工藝主要采用“彎起設(shè)備（人工輔助運(yùn)料）+鋼筋胎模架+固定臺(tái)座+散拼模板+自然濕養(yǎng)+一次張拉”等設(shè)備和技術(shù)，每片梁生產(chǎn)周期為10天，每條生產(chǎn)線由1套鋼筋彎起加工設(shè)備、1套鋼筋安裝胎模架、10個(gè)固定臺(tái)座、1.5套模板、10組自動(dòng)噴淋管道及配套龍門吊等組成。

T梁預(yù)制新工藝采用“MEP鋼筋智能彎起設(shè)備+鋼筋胎模架+移動(dòng)臺(tái)座[2]+液壓模板（固定式）+恒溫蒸養(yǎng)+二次張拉”等設(shè)備和技術(shù)集成為一體的工廠流水線預(yù)制工藝，每片梁生產(chǎn)周期為3天，每條生產(chǎn)線由1套鋼筋彎起加工設(shè)備、1套鋼筋安裝胎模架、4個(gè)移動(dòng)臺(tái)座、1套液壓模板、2套恒溫蒸養(yǎng)設(shè)備及配套龍門吊等組成。

新工藝與傳統(tǒng)工藝相比具有顯著優(yōu)勢(shì)。第一，新工藝工廠集成化程度高，從鋼筋加工、安裝至砼澆筑、張拉等各工序一條生產(chǎn)線完成，機(jī)械利用率高、運(yùn)轉(zhuǎn)效率快，各工序間能做到無(wú)縫銜接；第二，機(jī)械智能化的廣泛運(yùn)用，加工控制精度高，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一，成品質(zhì)量好，大大提升了工程品質(zhì)；第三，該工藝流水線作業(yè)從綁扎鋼筋開(kāi)始至初張拉結(jié)束，一個(gè)臺(tái)座占用時(shí)間僅3天左右，工效卻是傳統(tǒng)工藝的3倍以上，且以機(jī)械作業(yè)為主，人為不利因素影響小，施工質(zhì)量、進(jìn)度可以得到有效保障。

三、關(guān)鍵工藝與質(zhì)量控制

（一）自行式液壓模板

該項(xiàng)目T梁模板采用分段加工的整體鋼模板，在工廠加工完成后運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)，施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)組拼成型。模板配備相應(yīng)的鍥塊模板調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同梁長(zhǎng)的需求。標(biāo)準(zhǔn)T梁預(yù)制模板采用全液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)由T梁側(cè)模、端頭模、底模臺(tái)車、油缸及油路、同步液壓系統(tǒng)、電氣控制操作系統(tǒng)（模板只需橫向移動(dòng)）、混凝土澆筑平臺(tái)等構(gòu)成。模板側(cè)模為固定結(jié)構(gòu)，底模為可移動(dòng)結(jié)構(gòu)，底部設(shè)置行走軌道，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)整體縱向行走。預(yù)制區(qū)至初張拉區(qū)軌道安裝允許偏差需達(dá)到30m范圍高差±3mm，兩條軌道間距偏差±5mm。

通過(guò)隨機(jī)抽取部分不同澆筑日期T梁進(jìn)行橫向和縱向檢測(cè)，T梁橫向鋼筋保護(hù)側(cè)厚度設(shè)計(jì)值為30±5mm，縱向檢測(cè)鋼筋保護(hù)側(cè)厚度設(shè)計(jì)值為20±5mm，實(shí)測(cè)合格率均達(dá)到98%以上。模板的質(zhì)量保證了主梁混凝土外觀顏色一致、色澤光亮，氣泡少且相對(duì)較小，無(wú)裂紋，棱角分明，基本無(wú)缺邊掉角現(xiàn)象，模板接縫平順，線形順暢，總體外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良。

（二）智能恒溫蒸養(yǎng)養(yǎng)生

T梁的智能蒸養(yǎng)系統(tǒng)主要由無(wú)線溫濕度測(cè)試終端、養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)主機(jī)、多臺(tái)養(yǎng)護(hù)從機(jī)養(yǎng)護(hù)終端幾部分構(gòu)成。

蒸汽養(yǎng)護(hù)流程簡(jiǎn)而言之可分為靜置階段、升溫階段、恒溫階段、降溫階段，關(guān)鍵是溫度變化與時(shí)間關(guān)系，其升溫速率一般設(shè)定為7℃／小時(shí)，恒溫溫度為40～45℃，恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間約30 小時(shí)，降溫速率約為3.5℃／小時(shí)。

1.靜置階段

其溫度一般設(shè)定至10℃左右，靜置時(shí)間約為5小時(shí)，待其靜置后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)從而進(jìn)入升溫狀態(tài)。

2.升溫階段

升溫速率一般約為7℃／小時(shí)，為了防止混凝土因受熱而急劇膨脹變形導(dǎo)致開(kāi)裂。所以一般采用低壓(小于0.7MPa，飽濕度在90%與95%之間)蒸汽避免混凝土產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象。在升溫過(guò)程中，其溫度數(shù)據(jù)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄，與此同時(shí)調(diào)整升溫的速率是通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)控制蒸汽導(dǎo)入電磁閥開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)的，待升溫結(jié)束后將會(huì)自動(dòng)進(jìn)入恒溫的養(yǎng)生狀態(tài)。

3.恒溫階段

當(dāng)棚內(nèi)溫度升到45℃左右時(shí)，進(jìn)入恒溫狀態(tài)，而暖棚內(nèi)溫度偏離45℃時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整蒸汽輸入的頻率和總量，保持恒溫狀態(tài)，當(dāng)偏離較大無(wú)法在30分鐘內(nèi)迅速完成調(diào)整時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)將啟動(dòng)，實(shí)時(shí)提醒技術(shù)人員檢查相關(guān)設(shè)備是否故障或覆蓋措施是否得當(dāng)?shù)取?/p>

4.降溫階段

其速率一般控制于每小時(shí)3.5℃以內(nèi)，在降溫過(guò)程中依舊保持蒸汽輸送，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)降溫時(shí)自動(dòng)控制輸送的頻率。

5.自然養(yǎng)護(hù)階段

當(dāng)蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束以后，T梁立即進(jìn)入自然養(yǎng)護(hù)狀態(tài)。

采用智能蒸汽養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，全程時(shí)間只需約50小時(shí)，隨機(jī)抽取蒸汽養(yǎng)護(hù)后初張拉前、終張拉前及28天在相同養(yǎng)護(hù)條件下的試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，結(jié)果表明，采用智能蒸汽養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的C50混凝土在3個(gè)時(shí)間段的抗壓強(qiáng)度均達(dá)到規(guī)范的要求，且混凝土強(qiáng)度基本均勻度100%，如表1所示。

表1 混凝土試塊抗壓強(qiáng)度

（三）預(yù)應(yīng)力分次張拉

1.預(yù)應(yīng)力初張拉

依據(jù)初張拉后使梁體能承受梁體自重荷載和起吊運(yùn)輸時(shí)的沖擊荷載，以及考慮兩次張拉預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量有一定的差值，確保終張拉時(shí)夾具不在初張拉損傷位置，確定初張拉力大小為總張拉力的50%，其張拉順序?yàn)?0%N2～50%N3～50%N1。

2.預(yù)應(yīng)力終張拉

T梁在存梁區(qū)待混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值90%，且混凝土齡期達(dá)到10天后，進(jìn)行終張拉施工，終張拉力至設(shè)計(jì)總張拉力的100%，張拉順序：100%N2→100%N3→100N1%，終張拉完成后48h內(nèi)完成壓漿、封錨施工。

四、結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合工廠智能集成化預(yù)制T梁施工工藝在實(shí)際項(xiàng)目中成功實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該新工藝關(guān)鍵技術(shù)、質(zhì)量并成本等方面進(jìn)行了分析、介紹，相比于傳統(tǒng)的預(yù)制T梁生產(chǎn)線，新型的“集成化工廠”在大規(guī)模T梁預(yù)制中能充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效率并提升品質(zhì)工程，隨著交通網(wǎng)絡(luò)不斷向多層高架發(fā)展，預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)將成趨勢(shì)，產(chǎn)業(yè)化、專業(yè)化、集成化、流水線的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)必將得到更廣泛的運(yùn)用。