連續梁智能施工關鍵技術研究與應用

譚祖春

（中鐵十一局集團第五工程有限公司，重慶 400037）

0 引言

連續梁在施工過程具有明顯的周期短優勢，并且連續梁具有較大的剛度，在車輛行駛期間能夠保持較高的穩定性，且運營維護的方法相對容易，使用期限內不會產生較多的伸縮縫，具有較強的抗震能力，因此在如今的公路、鐵路施工中被廣泛的運用，使得我國目前的連續梁工程項目正在不斷增加。

1 連續梁智能施工技術體系框架

在目前的連續梁施工過程中，涉及許多較為復雜的工藝，需要對繁多的施工工序進行有效規劃，才能夠確保施工的順利進行。目前連續梁施工常用的技術方法主要包括懸臂澆筑法、移動模架法、滿堂支架法、拼裝法、頂推法等等。其中懸臂澆筑法的施工操作相對比較簡便，施工成本也相對較低，能夠在較短的周期內完成高質量的施工任務，讓連續梁具備更好的整體結構，且不會對周邊交通產生較大的影響，因此受到人們的青睞。在使用懸臂澆筑法時，以橋墩為中心，隨后按照對稱的模板向兩側分別實施混凝土的澆筑工作，當混凝土的強度達到了規定的標準之后，實現預應力束的張拉工作，并根據施工需求將掛籃移動到下一段，完成下一段梁段的澆筑工作。在懸臂澆筑的過程中，主要的工序包括以下幾點：首先需要完成樁基承臺的建設，其次需要安裝支柱，并對墩梁采取臨時固結的處理，隨后進行0 號塊的施工工作，并通過懸臂在墩梁兩側進行分段施工，最后完成箱梁合龍工作[1]。在這些工序中包含較多的關鍵技術點。例如，混凝土溫度的控制、合龍工作的平衡問題、支架結構的計算、線形監控等等，此通過智能施工技術進一步加強施工監督和管理，才能夠確保連續梁順利達到驗收標準，提高連續梁施工的質量。

2 連續梁智能施工技術的主要內容

在使用連續梁智能施工技術時，可以分為綜合管控部分和關鍵環節管控部分。綜合管控部分主要是對連續梁施工過程中的各種原材料場、施工進度和施工質量檢驗等環節進行全面的管理與監督；關鍵環節管控部分主要是對連續梁施工中的各種工序進行有效管理，確保各項施工工序能夠達到規范標準，以此來促進連續梁智能施工質量的不斷提升。

2.1 綜合管控

在進行綜合管控的過程中，管理人員借助各種信息化的手段實現對連續梁施工進度的有效把握，并根據相關規定和要求規范的填寫電子施工日志，并完成檢驗批的電子文檔錄入。在進行一些隱蔽工程的施工時，工作人員需要根據規定拍攝圖片和影像，并將拍攝的材料上傳到建設管理網絡平臺中，為日后的驗收與維護做好準備。同時在進行混凝土生產的過程中，管理人員還需要將混凝土的攪拌工序和攪拌質量納入生產管理系統中進行實時監控。

在對連續梁進行施工進度的管理時，管理人員可以參考其他建筑工程的進度管理模式，將工程的實際進度和工程施工計劃中的進度進行有效對比，準確評估續梁施工進度是否達到標準。在進行計劃進度的編制時，應該立足于連續梁施工的實際情況進行合理的編排，也可以依據建筑企業之前的各類連續梁施工經驗進行科學調整。管理人員通過電子施工日志來記錄每日的施工進度，為施工進度的有效管理提供可靠的參考依據。

2.2 關鍵環節管控

2.2.1 樁基檢測

在連續梁施工過程中，樁基是否穩定關系到整體的施工質量，因此需要進一步加強樁基檢測工作。目前，在對連續梁樁基進行檢測時一般會采用高應變檢測、低應變檢測、超聲波檢測或靜載試驗法等手段。高應變檢測方式可以對樁基的豎向抗壓承載力進行評估；低應變檢測方式能夠對樁基內部存在的缺陷進行有效判斷；超聲波檢測方式能夠檢測樁基是否完整，但是需要提前將檢測管安置在鋼筋籠上；靜載試驗法能夠有效的檢測樁基質量是否達到驗收標準，一般會通過千斤頂對樁基增加荷載來判斷。

在智能化施工中，樁基檢測系統可以分為兩個模塊，首先是現場檢測端口的設置，技術人員在施工現場樁基檢測儀上安裝相應的數據傳輸模塊，從而通過模塊中的檢測程序實時采集施工現場的各項數據，并對數據進行有效的處理和分析，將數據傳輸到相應的管理平臺，實現有效的數據分享；其次是檢測平臺端口設置，技術人員通過平臺端上的不同檢測軟件對數據進行有效檢測，從而評估樁基施工進度是否達到標準，根據檢測的結果判斷樁基施工質量是否達到要求，從而實現對樁基施工的智能化管理，向現場施工人員提供更加真實可靠的數據參考，便于現場施工人員對施工中的問題進行有效調整和改良，有利于進一步提高樁基施工的質量和水平。

2.2.2 大體積混凝土溫度檢測

在連續梁施工過程中，橋墩、連續梁等部位往往需要使用大體積的混凝土來完成，因此在施工過程中必須充分考慮水化熱的基本原理，對混凝土中產生的溫度應力進行有效檢測，避免混凝土中出現較大的裂縫。如果混凝土中因為溫度應力產生了裂縫，就有可能出現上下貫通的風險，不僅會對梁體的承載能力造成嚴重影響，也會對連續梁的防水能力產生破壞，最終影響連續梁的使用壽命。因此在實際施工的過程中，需要對連續梁中的大體積混凝土進行有效的溫度場分析，并評估大體積混凝土中的應力分布情況，同時通過智能化的溫度檢測系統有效監控施工過程中大體積混凝土中的水化熱反應，確保混凝土內外的溫度差保持在合理的界限內，從而有效控制大體積混凝土中的溫度應力，避免大體積混凝土中出現裂縫，讓連續梁的施工質量得到提升，確保連續梁的使用壽命[2]。

首先，根據大體積混凝土的澆筑尺寸和澆筑的走向對測溫點進行合理的布置，并通過智能化的混凝土測溫系統對大體積混凝土中的溫度變化進行實時監控；其次，根據智能化測中的數據反饋，技術人員需要及時對大體積混凝土進行覆蓋工作，讓混凝土表面能夠保持良好的保溫狀態，并根據內外部的溫度變化情況對覆蓋厚度進行有效調整，使內外部的溫差保持在合理的范圍內；再次，在選擇混凝土材料配比時，應該充分考慮水化熱的參數，讓混凝土能夠實現更加有效的水化熱放散；最后，按實際施工中可以根據具體的施工要求，將冷卻水管預先埋放在混凝土澆筑的部位，從而有效的控制大體積混凝土的內外溫差，保證混凝土澆筑的質量。

2.2.3 0 號塊施工模擬

連續梁的0 號塊具有較為復雜的結構，并且施工體積較大，因此在施工過程中的質量控制存在較大的難度。同時，0 號塊中的鋼筋較多，預應力管道也較為復雜，特別是在支座附近存在十分密集的鋼筋布置，給施工增添了更大的難度。因此在施工過程中，往往會借助BIM 模型系統建立起三維視圖，對0 號塊中的混凝土澆筑、鋼筋布置、預應力計算、預埋件設計、支座設計等進行統籌規劃，從而進一步優化施工方案，對后續施工進行提前模擬，以此來提高0 號塊的施工質量。

首先，對連續梁進行有效的受力分析，并根據施工需求選擇合適的施工工藝，讓連續梁中的梁體預埋件不會與預應力鋼筋、其他普通鋼筋產生相互干擾的情況，并在BIM 模型的幫助下實現模擬施工和優化，以便在實際施工時能夠更加快速的安裝鋼筋、澆筑混凝土等。

其次，通過BIM 管理系統能夠將實際施工中的各項數據準確的錄入BIM 模型中，從而實現對施工全過程的有效管理，讓不同施工單位可以根據BIM 模型對施工工序進行有效分析，實現不同施工單位之間技術資料、施工進度和梁體結構數據的有效分享，讓施工單位能夠實時根據BIM 模型掌握施工的具體情況，動態的分析施工質量和施工安全問題，讓BIM 系統可以為施工團隊提供更加完整的施工方案。

2.2.4 連續梁模板檢測

高支模如果出現了較大的變形或者承載了過大的壓力，就有可能使內部的鋼構件出現失效的問題，從而導致高支模出現坍塌的情況，給正常施工帶來嚴重的風險。在連續梁施工過程中，主要是針對高支模的梁和墩柱進行有效監測。梁的監測主要是確保在澆筑過程中保持均衡的狀態，使梁能夠受力均勻，避免出現模板傾覆的問題；墩柱的監測主要是確保在澆筑的過程中底層模板能夠保持均衡的受力，避免底層模板出現爆模的情況。

在智能化施工中，一般會采用智能無線高支模數據采集設備對高支模的施工進行有效監管，借助各種傳感器有效的監控模板的沉降情況，觀測支架的變形情況，并通過無線通信技術將收集到的數據上傳到工程項目的管理平臺，從而在出現問題時能夠及時發出警報，對施工人員進行有效預警，并為施工管理人員進行更加科學，安全的施工規劃，提供數據參考。

2.2.5 連續梁預應力施工檢測

（1）張拉環節。

在智能化施工的過程中，預應力自動張拉系統已經被廣泛運用在連續梁的施工中，能夠實現預應力的自動張拉和靜停，并完成自動化的錨固工作。同時借助預應力自動裝拉系統，能夠對預應力施工的全過程進行有效監管，對張拉力進行更加精準的控制，確保預應力筋能夠達到規定的伸長值[3]。同時借助智能系統能夠實現有效的信息化管理，將施工的各項數據和施工結果及時存儲到管理平臺，確保施工數據能夠真實的反映施工質量，促進預應力施工安全性的有效提升。

預應力自動張拉系統能夠自動平衡連續梁兩側的預應力張拉參數，確保張拉力值達到規定標準；同時可以實時監控張拉力和伸長值，并完成有效的人機交互實現更加便捷的數據采集和數據分析。因此在施工過程中，需要定期維護預應力張拉設備，對測力傳感器和儀表、量具進行周期性檢查，按照張拉設備的配套標準設置參數。在使用自動張拉系統時，應該將精度控制在1.5%以內。在張拉的過程中，對伸長值進行實時的誤差校核，確保偏差值控制在6%以內。在張拉階段，持荷時間應該嘗過5min。同時，各千斤頂之間的張拉力誤差不應該超過2%。在使用系統時，首次使用千斤頂需要進行有效的校準，在使用千斤頂超過一個月后也需要再次進行校準，自動張拉次數超過300 次時同樣需要有效校準。

（2）壓漿環節。

預應力管道的壓漿施工環節是連續梁施工中的重要隱蔽工程，提高壓漿質量能讓預應力筋具備更高的抗腐蝕能力，并且讓預應力筋能夠更好地粘合混凝土，避免出現嚴重的預應力損失情況，讓連續梁具備更高的抗彎剛度。智能壓漿系統主要包括制漿-儲漿系統、自動加水系統、壓漿泵、高壓膠管、監測系統和控制系統組成。漿液在經過高速攪拌機攪拌后進入壓漿泵，再經過進漿管流入預應力管道，并結合反漿管實現有效的內循環，在泵排流量的控制下有效地排出孔道中空氣和其他雜質，確保壓降的質量。除此之外，通過自動壓漿系統能夠使壓漿施工中的各項工序更加協調，實現全過程的自動化管理，讓水膠比的數值更加精確，同時更加精準的調控壓降壓力，確保壓漿過程中的流量速度，并更加合理的設置保壓時間。在自動壓漿的過程中，自動化系統可以更加準確的評估壓漿是否達到了規定的飽滿程度，從而提高壓漿的質量，確保連續梁施工的有效性。圖1 是一種自動壓漿智能系統。

圖1 自動壓漿智能系統

2.2.6 連續梁施工線形控制

在連續梁施工過程中，線形控制同樣是十分關鍵的環節。通過自動化的線形預測和監控系統，能夠有效地對連續梁的線形狀態進行預測和識別，從而進行更有效的修正。在進行懸臂澆筑施工之前，需要嚴格遵循設計圖紙對相關澆筑參數進行分析，并通過連續梁結構分析軟件進行有效模擬，更加準確的把握梁體的施工狀態，從而對撓度變化情況進行有效分析，以便在施工過程中做出更加科學的指導。但實際施工過程中，技術人員通過自動監控設備對施工過程中的梁體變化情況進行實時監測，將監測到數據進行有效的誤差分析，從而及時對施工參數進行調整，以此提高施工的質量效率。

3 結語

綜上所述，在連續梁的施工過程中，通過對關鍵技術環節的有效把握，借助智能施工的便捷性和準確性，進一步提高連續梁的施工質量，有利于確保連續梁順利達到驗收標準，為日后的安全運營奠定良好的基礎。