高精度預制混凝土蓋梁加工工法分析

劉中怡

（上海建工集團股份有限公司，上海 200080）

0 引言

隨著橋梁預制拼裝施工工藝在城市高架建設中的普及，墩柱、蓋梁的施工已經由傳統現澆轉變為工廠預制、現場拼裝的模式，構件大規模預制面臨著精度控制要求高、體量大、模板拆裝不便等問題。例如采用鋼筋套筒灌漿連接技術的預制混凝土蓋梁，加工過程中需要精確定位鋼筋及預埋灌漿套筒，澆筑時側模體積大、長度長、拆裝效率低。為了提高預制混凝土蓋梁加工工法的應用水平和效率，本文就其特點、流程及加工質量和安全控制進行剖析。

1 混凝土蓋梁預制拼裝施工概況

針對鋼筋及預埋灌漿套筒定位精度要求高、模板拆裝效率低等技術問題，上海建工集團股份有限公司研究開發了高精度預制混凝土蓋梁生產工藝和流水線，加工生產過程中，使用高精度自動化設備進行鋼筋彎剪加工，利用具有精確定位機構的鋼筋胎架進行鋼筋綁扎，采用側模滑移模板體系進行混凝土澆筑，實現了全過程精度的控制，保證預制混凝土蓋梁質量的同時，提高了生產加工的效率。該工法在嘉閔高架路北段二期工程、S3 公路先期實施段工程中得到了應用，取得了較好的施工效果。

2 混凝土蓋梁預制拼裝工法的特點及工藝流程

該工法研發了可精確定位鋼筋及預埋灌漿套筒的鋼筋胎架進行鋼筋綁扎，從而確保了鋼筋及套筒的安裝精度；針對側模體積大、長度長、拆裝不便的技術難題，研發側模滑移模板體系，側模在門架的牽引下通過軌道在多個澆筑臺座間滑移，方便拆裝的同時，實現多套模板共用側模[1]。

該工法大大簡化了預制蓋梁制作的施工工藝，提高工效50%以上，且有效地減小了人為因素的干擾，預制蓋梁的施工質量可以得到很好的控制。該工法模板采用定制化鋼模，在流水作業過程中將精度嚴格控制在±2mm 范圍內。鋼筋胎架、側模滑移模板體系均為定型化、工具化的，可重復利用，與傳統工藝相比，人工消耗降低約30%，模板周轉率提升3 倍左右。且鋼筋胎架、側模滑移模板體系使用的材料均為可回收利用的鋼材，在節能環保方面效果顯著。

該工法形成了涵蓋鋼筋加工、鋼筋綁扎、模板拼合、混凝土澆筑等工序的流水線作業模式，生產過程中通過高精度、自動化設備加工鋼筋和帶精確定位機構的鋼筋胎架，完成鋼筋、預埋套筒的精確定位，利用側模滑移模板體系完成模板拆裝過程的簡化，保證預制蓋梁質量的同時，提高了生產過程的安全與效率[2]。該工法適用于標準預制蓋梁的大規模生產。

工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程

3 主要材料與設備

主要材料見表1，主要設備見表2。

表1 主要材料

表2 主要設備表

4 質量及安全控制要點

4.1 質量控制要點

蓋梁鋼筋胎架制作精度必須符合《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）中的有關要求。利用高精度自動化設備對鋼筋進行斷料加工，切斷精度控制在±1mm 內。鋼筋的表面應潔凈、無損傷；鋼筋應平直、無局部彎折，主要受力鋼筋端頭切斷后應磨平，外露鋼筋應采取臨時防護措施，防止鋼筋產生銹蝕。鋼筋嚴格按施工圖紙進行綁扎，鋼筋綁扎和灌漿連接套筒安裝間距誤差控制在±2mm 的允許精度范圍內。鋼筋綁扎必須牢固，特別是箍筋角與鋼筋的交接點均應扎牢，對必要地方應用氣保焊焊接加強。受力鋼筋同一截面的接頭數量、搭接長度、焊接和機械接頭質量應符合施工技術規范要求。灌漿連接套筒在儲存和運輸過程中應有防止雨淋、銹蝕、玷污和損傷等防護措施。灌漿連接套筒在安裝前，應進行單向拉伸強度試驗，檢驗每批數量不大于600 個，試驗試件不應少于1 個。灌漿連接套筒應與箍筋、錨固鋼筋制作成整體后置于蓋梁鋼筋籠內，并進行相應的加固，避免混凝土澆筑時發生變形或偏移。灌漿連接套筒與箍筋連接應采用綁扎連接，不得焊接。灌漿連接套筒底部應設置止漿塞，防止澆筑時水泥漿滲入。灌漿連接套筒壓漿管、出漿管和對應的壓漿口、出漿口連接應密封牢固，壓漿管、出漿管長度應根據蓋梁尺寸預留準確，并用止漿塞塞緊。蓋梁鋼筋籠吊點處應局部加強，同時應安裝蓋梁成品所需的吊點預埋件、現場調節設備用的預埋件、支座預埋件等各類預埋件。為保證模板的強度和剛度，設計時必須經過計算和經驗預估，確定模板的材質與尺寸要求，鋼模板各種安裝固定連接件和連接焊縫均應作防銹處理，以免銹蝕損壞。在進行模板施工時，一定要對模板的安裝、拆除等關鍵環節進行把控，并對模板拼縫節點處理、對拉螺桿節點處理等細節問題進行實時驗收。澆筑前應對灌漿連接套筒的定位進行復測，允許偏差為±2mm；同時，對澆筑臺座表面標高及水平度進行復測，標高允許偏差為±1mm，水平度允許偏差為±1mm/m。混凝土應一次性澆筑完成，澆筑時宜先行澆筑灌漿連接套筒范圍內。混凝土澆筑時振搗必須到位，避免出現蜂窩麻面甚至露筋現象。同時應密切關注模板拼縫和對拉螺桿節點是否變形，采取有效措施保障混凝土澆搗順利進行。混凝土澆筑完成后，應在收漿后盡快予以覆蓋和灑水養護，每天灑水次數以能保持混凝土表面經常處于濕潤狀態為度。拆模后及時檢查灌漿套筒是否干凈暢通，確保無水泥漿等雜物，如有應及時清理。蓋梁預制完成后，應對蓋梁空間尺寸、灌漿連接套筒定位進行復測，各向允許偏差均為±2mm。

4.2 安全控制要點

工廠所有電氣設施（包括配電箱）應穩妥設置，并編號、驗收掛牌，指定專業電工巡視、維護保養。工廠臨時用電必須滿足“一機、一閘、一漏、一箱”要求。焊接等特殊工種作業時，必須持有特殊工種操作證，并經過安全交底后方可上崗作業。

高精度自動化鋼筋加工設備由專人操控；工廠內安全通道保持暢通，不得隨意占用；流水線各作業區域嚴格區分，并設置隔離警示裝置。各類鋼筋籠、各類構件（吊具、吊架、吊點等）的吊裝方案應進行專項設計。龍門吊、吊車等大型吊裝設備，應進行專項檢測并出具有效安全檢驗合格證。吊具、吊架應定期進行探傷檢查和維護。吊裝設備應符合使用要求，使用前，應檢查機具的維修、使用、檢驗記錄。運輸前應進行試吊裝。起重吊裝作業必須配備專業起重指揮，鳴哨作業，嚴禁無證指揮現場。特種機械設備的操作，必須由具備特種機械設備操作證的作業人員進行操作[3]。

5 高精度預制混凝土蓋梁加工工法的應用

嘉閔高架路北段二期工程JMB2-4 標嘉定南翔滬宜公路（火車站路—真南路），工程主體包括主線高架、上下匝道及地面道路。高架橋整體除樁基、承臺外，立柱、蓋梁、帶防撞護欄小箱梁等均采用工廠預制、現場裝配技術，其中預制蓋梁采用了高精度預制混凝土蓋梁加工工法。S3 公路先期實施段S3X-2 標位于浦東新區康橋鎮、周浦鎮，新建工程北起秀浦路，止于周鄧公路，全長約1.7km，工程主體包括主線高架、上下匝道及地面道路。高架橋整體除樁基、承臺外，立柱、蓋梁、帶防撞護欄小箱梁等均采用工廠預制、現場裝配技術，其中預制蓋梁采用了高精度預制混凝土蓋梁加工工法。

這兩個項目的預制混凝土蓋梁采用高精度自動化鋼筋加工設備、鋼筋胎架和拆裝便利的側模滑移模板體系，節省了約30%的人工成本；多個臺座共用側模，模板周轉率提升3 倍左右。與傳統現場加工、綁扎鋼筋、現場澆筑的方法相比，預制蓋梁鋼筋工程在工廠集中加工，體現集中管理的優勢，材料損耗率可降低0.5%。混凝土預制蓋梁在加工場內直接加工成型，現場僅需進行拼裝，提高施工速度，通過對現澆蓋梁施工工期的比較，預制拼裝避免了支架現澆，大幅提高施工效率，工期縮短一半，具有良好的經濟效益。

6 結束語

綜上所述，高精度預制混凝土蓋梁的加工突破了現場現澆模式，以現代化的流水線和科學的自動化控制方式實現了高質量的安全生產，成本低，效益好，值得大力推廣。