基于價值工程的橋涵新技術(shù)應(yīng)用

摘要 隨著裝配式施工工藝在高速公路施工領(lǐng)域中的推廣，預(yù)制裝配式箱涵在工程中的應(yīng)用越來越廣泛，為了保證箱涵預(yù)制質(zhì)量，需牢牢把握技術(shù)引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展的基點，完善技術(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)的長效保障體系，提高技術(shù)水平，提升創(chuàng)新能力，實現(xiàn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、效益提升，打造智慧橋梁。

關(guān)鍵詞 裝配式；預(yù)制箱涵；翻轉(zhuǎn)

中圖分類號 U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）01-0109-03

0 引言

目前橋梁施工預(yù)制構(gòu)件多數(shù)采用立式預(yù)制，待養(yǎng)護(hù)至規(guī)定強度，需要轉(zhuǎn)換為橫向，以便存放與安裝，在裝配式箱涵中，需要對預(yù)制裝配式箱涵進(jìn)行90°翻轉(zhuǎn)。但目前沒有完全成熟的方法和設(shè)備完成此項工作，多數(shù)情況下工程中采用簡易支架進(jìn)行翻轉(zhuǎn)操作，翻轉(zhuǎn)時需要在地上固定支架，利用龍門吊將其吊裝至支架上，翻轉(zhuǎn)完成后再吊裝至存放區(qū)存放。該過程一方面施工效率低，另一方面由于箱涵質(zhì)量一般在40～100 t之間，翻轉(zhuǎn)過程存在較大的安全隱患，基于此，急需一種新型預(yù)制裝配式箱涵翻轉(zhuǎn)裝置來解決以上問題。

1 價值工程的基本概念、基本要素

1.1 價值工程的基本概念

價值工程簡稱VE。以產(chǎn)品功能分析為核心力求用最低的壽命周期成本實現(xiàn)產(chǎn)品的必備功能，從而提高價值的一種有組織有計劃的創(chuàng)造性活動和科學(xué)管理方法。

1.2 價值工程的基本要素

價值工程是一門工程技術(shù)理論，價值工程包括功能、價值、壽命周期成本三個基本要素。其基本思想是以最少的費用換取所需要的功能。

2 新型預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)工藝

2.1 技術(shù)先進(jìn)性分析

（1）采用該設(shè)備可避免預(yù)制箱涵設(shè)置吊裝孔或預(yù)埋吊點以提高預(yù)制箱涵的外觀質(zhì)量及整體美觀度。

（2）通過在預(yù)制箱涵預(yù)制臺座上預(yù)留的開口在預(yù)制箱涵養(yǎng)護(hù)完成后直接將預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)設(shè)備卡住預(yù)制箱涵。

（3）通過遠(yuǎn)程遙控的方式實現(xiàn)預(yù)制箱涵的翻轉(zhuǎn)，并利用該設(shè)備將翻轉(zhuǎn)完成后的設(shè)備移至存放區(qū)存放且一次到位。

（4）減少了預(yù)制箱涵的吊裝轉(zhuǎn)運次數(shù)，極大減少了設(shè)備和人員的投入，危險性大大降低，提高了施工的安全性。

（5）減少了對預(yù)制箱涵造成的外觀損傷，相比于傳統(tǒng)的預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)設(shè)備，其作業(yè)效率得到大幅度提高。

2.2 技術(shù)創(chuàng)新點

（1）翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)置為L型，由托架、底座、控制電箱、液壓系統(tǒng)等構(gòu)件組成。采用液壓式箱涵翻轉(zhuǎn)裝置以實現(xiàn)預(yù)制箱涵從“立式”到“躺式”的轉(zhuǎn)變。

（2）該翻轉(zhuǎn)裝置工作時將其放置在工作區(qū)域內(nèi)水平地面上，用龍門吊將預(yù)制構(gòu)件吊放至翻轉(zhuǎn)裝置的底座上。

（3）啟動電機帶動液壓系統(tǒng)工作時液壓缸的伸縮桿伸出，作為翻轉(zhuǎn)過程控制的安全防范儲備手段，把托架沿支腿的銷軸進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)過程中龍門吊同步移動。

（4）當(dāng)構(gòu)件呈臥位狀態(tài)時最大翻轉(zhuǎn)角度為90°，托架翻轉(zhuǎn)動作到達(dá)終點時托架接觸到底座，完成翻轉(zhuǎn)作業(yè)。

（5）翻轉(zhuǎn)裝置可把預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)任何角度且安全、快捷、高效，為預(yù)制構(gòu)件的吊裝及運輸提供一個有利的施工環(huán)境。

2.3 翻轉(zhuǎn)裝置特點分析

（1）該設(shè)備的傳動方式穩(wěn)定、勻速、性能穩(wěn)定。設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、方便檢修。

（2）設(shè)備采用遙控操作，翻轉(zhuǎn)范圍內(nèi)至任意角度啟停，操作簡便、使用靈活、方便可靠。

（3）設(shè)備具有可移動的特點，人員可遠(yuǎn)離翻轉(zhuǎn)工件，避免誤傷。方便生產(chǎn)線的升級、搬運等工作。

（4）根據(jù)工作需求可增加輔助設(shè)備，也可進(jìn)行升級改造應(yīng)用于其他預(yù)制構(gòu)件。

2.4 技術(shù)應(yīng)用效果分析

（1）通過龍門吊與預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)設(shè)備連接，該設(shè)備預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)效率較傳統(tǒng)預(yù)埋吊點翻轉(zhuǎn)工藝效率有較大提升，提高效率約50%。

（2）該設(shè)備翻轉(zhuǎn)預(yù)制箱涵安全可靠，施工速度快，無須預(yù)埋吊點，防止吊裝翻轉(zhuǎn)過程中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，預(yù)制箱涵表面更加美觀。施工人員普遍反映該設(shè)備操作簡單，安全可靠，未出現(xiàn)明顯故障，維修保養(yǎng)方便，翻轉(zhuǎn)效率高，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

2.5 效益分析

新型預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)設(shè)備機械化、自動化程度高，安全可靠，施工效率大幅提升，大量節(jié)省人力投入，降低施工成本10%以上，整體縮短工期25%以上，經(jīng)濟效益顯著。

2.5.1 經(jīng)濟效益

（1）提高了吊裝、吊運及安裝效率，節(jié)約了人工成

本，與傳統(tǒng)的人工配合吊機相比，可節(jié)約施工成本35%以上。

（2）減少了吊裝、吊運及安裝過程中預(yù)制構(gòu)件的破損，降低了構(gòu)件在吊裝過程中的報廢率。

2.5.2 社會效益

（1）吊運預(yù)制構(gòu)件避免了安全事故的發(fā)生，降低了施工事故風(fēng)險，有利于構(gòu)建和諧社會。

（2）提高了工程質(zhì)量，增加了結(jié)構(gòu)物的使用壽命，減少了養(yǎng)護(hù)和維修成本。

3 價值工程實現(xiàn)路徑分析

（1）為了實現(xiàn)對橋涵工程項目造價控制的優(yōu)化，工程技術(shù)部門建立現(xiàn)場核查和變更管理相關(guān)制度，發(fā)現(xiàn)原方案中成本過高的部分，以某橋涵工程項目作為實例，及時對現(xiàn)場工程量變化、地質(zhì)變化等情況進(jìn)行核查和確認(rèn)，基于價值工程角度開展造價控制QC活動。結(jié)合本項目特點，為進(jìn)一步提高員工和管理人員的素質(zhì)，提升項目的技術(shù)管理水平，定期開展有效的培訓(xùn)，應(yīng)用了預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)技術(shù)及其他新技術(shù)11項，從而實現(xiàn)在項目合理化的造價控制。

（2）成本過高是阻礙橋涵工程發(fā)展的原因之一，基于1.1、1.2部分所述價值工程的基本概念、基本要素，從功能價值角度研究了科技研發(fā)新技術(shù)后帶來的效益，以預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)方法為例，該控制方法與傳統(tǒng)控制方法相比可有效降低施工成本，達(dá)到模塊化、規(guī)范化、可追溯化，在實際實踐過程中，一方面通過技術(shù)管理確保質(zhì)量、安全、環(huán)保得到有效提升，另一方面通過積累總結(jié)，不斷提升技術(shù)管理水平，從而達(dá)到“提質(zhì)、降本、增效”的目的。

4 工程實例

4.1 項目基本情況

某項目全線3座橋梁分4個隊伍施工，其中橋梁基礎(chǔ)工程及下部與附屬工程施工隊3個，梁板預(yù)制施工隊1個。計劃施工時間為2020年9月～2022年6月。橋梁隊伍進(jìn)場后首先開展橋梁樁基施工，待樁基檢測合格后開展下部結(jié)構(gòu)施工，根據(jù)預(yù)制場設(shè)置情況，沁河大橋和狼尾河大橋須從小樁號開始順序施工；東河大橋從大樁號向小樁號方向施工，沁源北互通跨線橋為單跨結(jié)構(gòu)，不影響梁板運輸，根據(jù)施工安排，保證在沁河大橋架設(shè)完成后可開始T梁架設(shè)。為跨越341國道，設(shè)計狼尾河大橋左右幅均有一聯(lián)上部為鋼箱梁結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為樁基礎(chǔ)、柱式墩，鋼筋混凝土蓋梁。該鋼箱梁計劃通過招標(biāo)的方式進(jìn)行，選擇信譽良好、實力雄厚的專業(yè)廠家，在服務(wù)區(qū)B場區(qū)建設(shè)臨時鋼箱梁加工廠進(jìn)行現(xiàn)場加工，并聘請有資質(zhì)的檢測單位進(jìn)行檢測，合格后，通過大型車輛運輸至現(xiàn)場進(jìn)行吊裝拼接。

4.2 預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)方法應(yīng)用與效益分析

（1）方法應(yīng)用

箱涵模板在翻轉(zhuǎn)臺上進(jìn)行安裝，水平放置，第一步安裝底面、兩側(cè)面，第二步采用鋼筋籠吊架整體吊裝箱涵鋼筋籠，將鋼筋籠從胎架上吊運至翻轉(zhuǎn)臺水平狀態(tài)入模。第三步安裝好箱涵預(yù)埋件，調(diào)整好保護(hù)層后進(jìn)行剩余的箱涵頂面模板安裝。第四步利用翻轉(zhuǎn)臺配合龍門吊將箱涵模板緩慢進(jìn)行豎轉(zhuǎn)，將箱涵模板從水平狀態(tài)調(diào)整為豎直狀態(tài)，然后采用龍門吊將箱涵模板連同里面安裝好的鋼筋籠整體吊運至箱涵預(yù)制臺座上，最后一步采用高強螺栓將箱涵模板與箱涵預(yù)制臺座進(jìn)行固定。

（2）效益分析

預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)方法的應(yīng)用主要體現(xiàn)在材料費用的節(jié)約，對本項目所需材料部分采用自加工模式，節(jié)約成本446.77萬元。詳見表1。

4.3 橋涵工程新技術(shù)應(yīng)用效益分析

此項目另外還應(yīng)用了11項技術(shù)，共計研發(fā)費用8800元，詳見表2，產(chǎn)生工程效益見表2，通過施工組織模式策劃，將橋梁、路基進(jìn)行大段落分包，降低施工成本投入，減少管理人員，降低管理費。加強成本核算，認(rèn)真分析各分項工程成本預(yù)算及費用執(zhí)行情況，及時糾偏調(diào)整，將施工成本控制在目標(biāo)成本內(nèi)。在施工過程中按照集團(tuán)要求對固廢材料充分利用，節(jié)約施工成本498.1萬元。合計946.62萬元。

5 結(jié)束語

新型預(yù)制箱涵翻轉(zhuǎn)工藝減少了預(yù)制箱涵的吊裝轉(zhuǎn)運次數(shù)，極大減少了設(shè)備和人員的投入，危險性大大降低，提高了施工的安全性。正式工程施工前需對全體參建人員進(jìn)行技術(shù)和施工工藝操作培訓(xùn)，確保施工人員熟練掌握技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)、檢驗檢測方法，從而提高施工技術(shù)水平和科技含量。

參考文獻(xiàn)

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[2]李萬波，徐珂，狄現(xiàn)杰，等.一種裝配式箱涵安裝定位裝置及方法[P].河南省：CN117107681A， 2023-11-24.

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收稿日期：2024-11-14

作者簡介：齊曉峰（1984—），男，本科，工程師，從事公路橋梁建設(shè)管理工作。

通信作者：申鐵軍（1980—），男，本科，正高級工程師，研究方向：公路橋梁工程。