集成化工廠在大規(guī)模T梁預(yù)制生產(chǎn)中的運用

華軍 周晟

（江西省交通工程集團有限公司，江西 南昌 330000）

一、引言

某鄰近城區(qū)高速公路工程全長29.3km，橋梁占比高達89%，橋梁上部結(jié)構(gòu)主要以預(yù)制T梁簡支連續(xù)為主，預(yù)制T梁總量為13744片，控制工期為360天。該項目對標準T梁采用“移動臺座、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，來解決預(yù)制T梁產(chǎn)能工效低、質(zhì)量差、成本高等問題，是行業(yè)在當(dāng)前用地緊縮、工期緊、大規(guī)模預(yù)制T梁工程項目環(huán)境背景下，孕育發(fā)展的必然趨勢。

二、新工藝與傳統(tǒng)工藝對比分析

（一）流水線設(shè)計

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）新舊工藝對比分析

傳統(tǒng)工藝主要采用“彎起設(shè)備（人工輔助運料）+鋼筋胎模架+固定臺座+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個固定臺座、1.5套模板、10組自動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+移動臺座[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個移動臺座、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。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，機械利用率高、運轉(zhuǎn)效率快，各工序間能做到無縫銜接；第二，機械智能化的廣泛運用，加工控制精度高，構(gòu)件標準、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)從綁扎鋼筋開始至初張拉結(jié)束，一個臺座占用時間僅3天左右，工效卻是傳統(tǒng)工藝的3倍以上，且以機械作業(yè)為主，人為不利因素影響小，施工質(zhì)量、進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送至現(xiàn)場，施工時現(xiàn)場組拼成型。模板配備相應(yīng)的鍥塊模板調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同梁長的需求。標準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）、混凝土澆筑平臺等構(gòu)成。模板側(cè)模為固定結(jié)構(gòu)，底模為可移動結(jié)構(gòu)，底部設(shè)置行走軌道，通過電機驅(qū)動整體縱向行走。預(yù)制區(qū)至初張拉區(qū)軌道安裝允許偏差需達到30m范圍高差±3mm，兩條軌道間距偏差±5mm。

通過隨機抽取部分不同澆筑日期T梁進行橫向和縱向檢測，T梁橫向鋼筋保護側(cè)厚度設(shè)計值為30±5mm，縱向檢測鋼筋保護側(cè)厚度設(shè)計值為20±5mm，實測合格率均達到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，氣泡少且相對較小，無裂紋，棱角分明，基本無缺邊掉角現(xiàn)象，模板接縫平順，線形順暢，總體外觀質(zhì)量優(yōu)良。

（二）智能恒溫蒸養(yǎng)養(yǎng)生

T梁的智能蒸養(yǎng)系統(tǒng)主要由無線溫濕度測試終端、養(yǎng)護系統(tǒng)主機、多臺養(yǎng)護從機養(yǎng)護終端幾部分構(gòu)成。

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

1.靜置階段

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

2.升溫階段

升溫速率一般約為7℃／小時，為了防止混凝土因受熱而急劇膨脹變形導(dǎo)致開裂。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。在升溫過程中，其溫度數(shù)據(jù)系統(tǒng)會自動記錄，與此同時調(diào)整升溫的速率是通過系統(tǒng)自動控制蒸汽導(dǎo)入電磁閥開關(guān)調(diào)節(jié)的，待升溫結(jié)束后將會自動進入恒溫的養(yǎng)生狀態(tài)。

3.恒溫階段

當(dāng)棚內(nèi)溫度升到45℃左右時，進入恒溫狀態(tài)，而暖棚內(nèi)溫度偏離45℃時，系統(tǒng)會根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動調(diào)整蒸汽輸入的頻率和總量，保持恒溫狀態(tài)，當(dāng)偏離較大無法在30分鐘內(nèi)迅速完成調(diào)整時，報警系統(tǒng)將啟動，實時提醒技術(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3.5℃以內(nèi)，在降溫過程中依舊保持蒸汽輸送，系統(tǒng)會根據(jù)降溫時自動控制輸送的頻率。

5.自然養(yǎng)護階段

當(dāng)蒸汽養(yǎng)護結(jié)束以后，T梁立即進入自然養(yǎng)護狀態(tài)。

采用智能蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)，全程時間只需約50小時，隨機抽取蒸汽養(yǎng)護后初張拉前、終張拉前及28天在相同養(yǎng)護條件下的試塊進行抗壓強度檢測，結(jié)果表明，采用智能蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)的C50混凝土在3個時間段的抗壓強度均達到規(guī)范的要求，且混凝土強度基本均勻度100%，如表1所示。

表1 混凝土試塊抗壓強度

（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輸時的沖擊荷載，以及考慮兩次張拉預(yù)應(yīng)力筋的伸長量有一定的差值，確保終張拉時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%，其張拉順序為50%N2～50%N3～50%N1。

2.預(yù)應(yīng)力終張拉

T梁在存梁區(qū)待混凝土強度及彈性模量達到設(shè)計值90%，且混凝土齡期達到10天后，進行終張拉施工，終張拉力至設(shè)計總張拉力的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

本文結(jié)合工廠智能集成化預(yù)制T梁施工工藝在實際項目中成功實施的經(jīng)驗，對該新工藝關(guān)鍵技術(shù)、質(zhì)量并成本等方面進行了分析、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，產(chǎn)業(yè)化、專業(yè)化、集成化、流水線的標準構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)必將得到更廣泛的運用。