智慧梁場施工技術創新與實踐
——以泉南高速公路桂柳改擴建項目為例

謝波，石琦

（中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528400）

1 引言

山嶺地區高速公路與鐵路建設過程中，橋梁占比大，而工程施工中預制梁的施工速度、質量和成本是施工控制中的關鍵環節。臨時預制梁場的成本投入高，生產效率低，建筑垃圾多，無法滿足當前工程建設智能化與綠色環境的發展需要[1-2]。以信息化和流水線式作業模式為主的智慧梁場模式能夠滿足裝配式、大噸位、大體積預制梁的生產需求，將傳統預制梁的生產方式轉變為智慧化生產方式，符合工程建設向綠色與智能建設的發展方向[3-5]。

本文針對預制梁的高效高質生產、占地少、成本低及環保等方面難題，以G72 泉州—南寧高速公路廣西桂林至柳州段改擴建工程為背景，重點介紹預應力混凝土T 梁工廠化流水線主要施工流程及技術，分析了與傳統預制梁工法對比的優勢。

2 工程背景

G72 泉州—南寧高速公路廣西桂林至柳州段改擴建工程No.03 合同段采用雙向8 車道高速公路標準。中交路橋建設有限公司承建樁號為K1172+913.949～K1193+200，路線全長20.411 km，主要施工內容包括路基、橋涵、隧道等，其中包括預制梁板2581 片。

項目共設置3 座預制場，其中3#梁場預制1 358 片，占地面積28 000 m2，場內設制梁臺座36 個。預制場分為胎架綁區、制梁區和存梁區，場外周邊設置排水溝，引至集中處理點，外圍設置磚砌圍墻，實行封閉式管理。

根據梁場地設置在路基上的情況，3#智慧梁場共布設4 條自動化生產線，相鄰生產線錯位布置，使其可共同生產，各條生產線間距小，占地更窄，生產線之間采用自制移動式步梯進行行走。每條自動化生產線配置3 個移動底座和1 套智能化液壓式模板，可通過智能化控制實現預制梁流水線生產。桂柳改擴建3#標準智慧梁場如圖1 所示。

圖1 桂柳改擴建3#標準智慧梁場

3 智慧梁場信息管理平臺

在智慧化梁場先進硬件及軟件系統的基礎上，項目部創新運用“物聯網+數據分析”技術，打造了智慧梁場中央控制平臺。該平臺分混凝土振搗、蒸汽養護、智能張拉壓漿、智慧用電、智慧噴淋、視頻監控6 大板塊，將整個梁片生產過程完成智慧檢測和數字化存檔，保證了梁片標準化、系統化的生產。

建設梁場施工統一管理平臺，對下轄項目梁場的施工體系、生產過程、質量信息等進行統一管理，促進梁場生產標準化與規范化，以及智慧梁場信息化建設成本。平臺可實現梁場的生產計劃管理、梁場進度管理、預制梁與臺座管理、張拉監測、壓漿監測、設備管理、物資與人員管理等。智慧梁場信息管理平臺可以提高工程質量，加快工程進度，減少工程投資。實現信息化提高管理水平、智慧化提高企業效益。生產流程的數字化技術應用，可以減少能耗、降低成本、提升質量。

4 智慧梁場控制系統

智慧梁場各系統組成與應用如圖2 所示?？刂浦行氖钦麄€智慧梁廠的控制中樞，負責分配梁場作業施工，切換移動臺車的控制模式，控制移動臺座的流轉?？刂颇０逡绘I啟停作業，并且配合MES 系統判斷模板作業條件，做到模板自動開合模，實現預制梁振搗單元控制、蒸汽養護室的開關及棚內溫度的控制?？稍诳刂浦行慕邮諒埨瓑簼{數據，實現張拉壓漿過程數據管控，控制工人調度等。

圖2 智慧梁場各系統組成與應用

移動臺座及橫移臺車控制系統由底模模板和底模小車組成，由移動臺座變頻行走控制系統控制移動。移動臺座自動行走控制系統可同時操作多條線的臺座，實現速度可調、微動調整，柔性啟動和柔性停止，以及定位控制，自動避撞。電源通過滑線接入，空間整潔便于管理和維護。

液壓模板控制系統采用智能控制器、位移傳感器、電動執行器，精確控制橫移的同步性，脫模時操作人員可直觀地看到脫模數字量?？蓪崿F指定脫模、一鍵脫模，以及實現與遠端監控系統通信，實現同時控制多套模板脫、合模。

智能振搗控制系統和養護控制系統如圖3 所示。附著式振搗控制系統主要用于混凝土澆筑過程中的密實度控制。在混凝土澆筑過程中具有振動頻率、強度可調，振動時間可調，振動時序和先后順序可調，以及振動過程記憶等功能，可通過智能控制系統實現啟停工作。根據施工工藝，對每路振動器的振動數據及時間進行記錄，以便后續工藝改善。養護室內設置蒸汽發生器3 臺、梁溫度測試儀壓力表、液壓門，控制蒸汽發生器釋放蒸汽的溫度，實現有針對性的養護。

圖3 智能振搗和養護控制系統

5 傳統梁場與智慧梁場生產效率對比

表1 列出了傳統梁場與智慧梁場預制T 梁流水線施工工效對比數據。根據預制梁生產時間功效分析，預制1 片梁智慧梁場比傳統預制方法節省了約103 h。智慧梁場采用了蒸汽養護的方式進行養護，蒸養26 h 預制梁可達到張拉強度，比之傳統噴淋養護方式節省了118 h，蒸養工藝的應用縮短了梁片養護時間。智慧梁場的應用既能保證施工作業安全，又能實現高效高質量生產，大幅度提高生產效率。

表1 預制T梁流水線施工工效對比數據

由表1 可知，預制梁生產過程中養護時間占比極大，在自然條件下完成噴淋養護是傳統預制梁體的主要養護技術。該養護方法的周期通常為一周且需要用拼裝式移動棚，蒸養效果欠佳且浪費較多的熱量。如果制梁周期過長，就會給大規模預制T 梁施工造成嚴重的負面影響。

兩種T 梁預制方法功效對比數據如表2 所示?？梢钥闯?，移動式工廠化預制T 流水線施工比較高效，預制T 梁拆模后即可通過移動臺座行走至固定蒸養棚內進行蒸養，快速提升強度，然后達到一定的強度即可進行預張拉施工，在棚內施工對環境具有較強的適應能力，能夠快速實現預制區循環作業，移動臺座吊至鋼筋綁扎區進行下一片T 梁的鋼筋綁扎工序。

表2 綜合分析

智慧梁場的建設，從人員使用上來分析，智慧梁場生產一片梁所用人工為48 人，比普通梁場使用人工減少了6 人，節省了人工成本的投入。主要體現在模板拆除方面，液壓式模板拆模方式快捷方便，節省了人工的投入，增大了預制梁的生產效益。

6 結語

智慧梁場信息管理平臺在泉南高速中預制梁場的應用，實現了信息化提高管理水平、智慧化提高企業效益。生產流程的數字化技術應用，減少了能耗、降低了成本、提升了質量、優化了資源配置，為企業加速邁向現代化、信息化、智慧化新時代提供了有力支撐。為此對該新工藝進行分析和總結，可供以后類似工程項目借鑒。智慧梁場信息管理平臺為我國橋梁工程智能信息技術應用提供了有效參考。