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预制梁场标准化建设工法

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2020年4月19日
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预制梁场建设标准化和施工工艺标准化工法
作者：欧阳亮
（一）前言
预制梁以较为成熟的施工工艺，在当前国内桥梁上部结构组成仍占有主导地位，也是我公司在建桥梁工程中最为常见的梁体形式。预制梁场的建设是否规范、梁体的内在质量和外观是否优良，往往是体现一个建筑企业施工技术力量、管理能力的一个重要窗口，也是最容易打造工程亮点的推广平台，对企业形象的树立、信誉的保持、社会及经济效益的提升有着决定性的推动作用。
（二）工法特点
1、以预制梁场区域规划为基础，从硬件设施标准化方面打造工程建设亮点。
2、推行梁体预制十项标准化施工工艺，提升梁体内在质量和外观，打造工程产品亮点。
3、以兴赣项目预制梁场施工实践为基础进行提炼总结，形成预制梁场标准化施工工法，为其它项目同类施工工艺提供经验交流及模板参照。
（三）工法简介
一、场地规划
1、场地规划
1）、结合桥梁分布位置，尽可能缩短梁体运距，方便梁体架设。
2）、梁场布置的面积及地基应满足要求。
3）、做到混凝土供应、用水、电力供应尽可能集中。
4）、最好是在主线范围或主线附近，施工便道通畅、附近其它工程量相对较少、整体形象较好的部位，同时考虑作为必要的工程观摩点。
2、区域规划
1）钢筋加工区域
设置钢筋加工区、原材堆放区、半成品领料区、废料区，相关材料分区堆放，标示清晰。设置移动式钢筋加工棚，临电线路布置规范上墙。
2）、梁体预制区域
台座的数量根据施工进度、模板配备数量、设计允许的张拉周期进行推算，做到匹配。台座间距基于模板拆除要求及空间最大限度利用原则，一般横向间距以2.3-2.5m为宜、纵向间距以5m为宜。排水设施及供水设施应一并考虑，台座纵横向间隔出均应设置硬化排水明沟。供电主线采用轨道外侧平行架空或地下埋设，支线采用套管保护地下布线分区域设置外露插头和漏电保护装置。
3）、存梁区域
对梁体预制进度和架设进度的工序时间差进行精确计算，同时考虑梁体架设顺序，合理布置存梁台座数量。
4）、运梁通道设置
运梁通道设置从施工安全角度及空间冲突角度考虑，应与梁体预制区域分离，宜设置在靠门吊轨道内侧，宽度以3.5-4m为宜。梁场内运梁通道考虑重车行驶频率，硬化厚度以15-20cm为宜。如场地允许，运梁便道最好不要和施工便道共用。
5）、宣传展示区域
五牌一图、企业形象展板等主展示区宜设置在与梁场平行的施工便道外侧；区域标示牌宜设置在各分区域中部或区域交界处外侧，标示位置应固定。标语、横幅等宣传区域可选择在移动钢筋棚两端及门吊上方横梁。其它展示区可根据现场地形条件灵活增加。
6）、办公区域
必备的办公区域有库房、值班房和工地临时会议室，宜与钢筋加工厂一同布置。如场地条件允许，工区驻地可考虑在梁场附近布置。
7）、其它附属设施设置区域
发电机房、蓄水池、增压泵房、油库等附属设施宜靠梁场两端设置，其中发电机房和油库应分开布置且必须远离办公区域及工区驻地。
二、工艺亮点
1、止浆措施技术化
1）台座拼缝止浆：台座与模板接缝处在台座两侧采用角钢包边后外贴止水橡胶条。台座钢板的拼缝采用玻璃胶进行封堵刮平。

图1：台座止水条包边 图2：台座拼缝及平整度处理
2）模板拼缝止浆：梁体模板间拼缝采用双面胶条进行挤压密实，外漏部分用铲刀刮平处理。面板两侧梳子板孔洞宜采用内侧设置帆布条或薄钢板进行封堵。

图3：梳子板内侧设置止浆带
3）预留孔洞止浆：横隔板钢筋、梁端外漏钢筋、波纹管外漏预留孔洞及预应力锚头部分均可采用泡沫胶予以封堵.梁体面板、底板预留的排气孔、排水孔，可采用PVC管内置干砂进行预埋封堵，对于箱室设置内模的预留孔洞，为防止内模因自重压坏预留孔道，可在PVC沙筒内设置竖向钢筋作为受力支点。

图4：孔洞泡沫胶封堵 图5：横隔板处止浆效果
2、临电线路隐蔽化
场地硬化期间，在门吊轨道内侧纵向预埋PVC管并穿入电缆主线，在每排台座中心轴线处设置1个三级配电柜，并安装相应漏电保护器等支线控制开关。横向位置采用硬化场地内预埋PVC管并穿入电缆支线，并在每个台座中部两侧设置取电插座，插座外露面应嵌入台座内部5cm，外侧设置防水活动盒盖，用以作为钢筋焊接、T梁浇筑、T梁张拉及其它辅助使用供电端口。使用期间可采用通用插头直接插入取电，使用完毕后应及时关闭防水封盖，避免使用用水流入造成短路或插座损伤，有效杜绝临电安全施工，也确保现场临电线路使用规范。 图6：线路及取电端口隐蔽化设置
3、钢筋加工数控化
引进钢筋数控加工中心，该设备采用CNC伺服控制系统，可自动完成钢筋矫直、定尺、弯箍、切断等工序，确保严格按设计图纸进行钢筋下料和后场加工，做到半成品加工标准化。当前国内主流的数控加工设备成套价格一般在10-20万元，二人操作单天完成的加工量可达到以往常规加工十人完成的工作量，大大较少了工费成本，且下料尺寸、弯曲角度的精准度远高于人工半自动加工。

图7：钢筋数控加工弯箍机应用 图8：钢筋数控加工弯曲中心应用
4、钢筋安装无尺化
1）、马蹄钢筋标线定位
梁体底板钢筋安装前，在台座两侧以梁中往两端依次按竖向钢筋间距进行油漆画线标示，并就每m整数长度进行加重标示，既可作为梁长控制的标尺，梁板竖向钢筋亦可一一对应进行绑扎。

图9：台座标尺定位 图10：成型后的马蹄钢筋
2）、腹板钢筋定位架定位
在梁板每35m整里程处设置简易腹板钢筋定位架，其中竖向定位架采用角钢制作，底部同梁板尺寸设置马蹄形并采用对拉螺杆将其与台座固定。竖向部分按腹板水平筋布设间距设置5-10cm长，内径为12mm的空心钢管，腹板水平钢筋安装前在钢管内穿入10-12mm圆钢作为固定平台，确保腹板水平的安装间距和顺直度。竖向定位架的上部设置横向活动梳子板，梳子板可由钢筋焊接而成，其设置间距根据梁板竖向钢筋布置间距进行设计，单片长度根据竖向定位架的布置间距进行设置并预留30-50cm搭接长度以方便固定。在水平钢筋绑扎前根据梳子板的各齿口位置调整腹板竖向钢筋位置，确保间距均匀一致。

图11：箱梁腹板钢筋定位 图12：T梁腹板钢筋定位
3）、波纹管道坐标定位架定位
波纹管定位架与腹板定位架的制作方式一致，设置间距为每m设置一道，按梁中往两端对称布置并进行依次编号标示。每m处的定位架支点高度由技术人员根据波纹管坐标表进行一一标示固定焊接，每次波纹管安装前依次安装定位架后逐点对照完成波纹管定位钢筋的焊接，避免单次坐标系放样产生定位错误。 图13：波纹管管道坐标定位
4）、面板钢筋梳子板定位
梁体侧模及顶板两侧梳子板模型安装完毕后再进行面板钢筋安装，梳子板的齿口间距均按面部钢筋布置间距进行设置，面板钢筋安装只需一一对应槽口进行固定绑扎即可。
图14：面板钢筋定位
5、材料领取超市化
梁板半成品钢筋经过数控加工设备制作完毕后，根据大样图中标示的编号进行分类存放并设置固定产品标示牌。特别要注意的部分是梁端变截面、面板悬臂调节段钢筋按单片梁体变化顺序进行捆绑区分。每次梁片钢筋安装前，由钢筋班长针对拟施工梁板参数进行配料并开具发料单，发料单中应注明钢筋的编号、数量，发料人员只需对照钢筋编号逐项进行发料。
图15：材料分类标示

6、质量外观精细化
为确保梁体外露棱角及转角位置混凝土在拆模过程不受损伤，模板加工时翼缘板与腹板交界处、腹板与横隔板交界处一节负弯矩张拉预留槽口处均采用小半径圆形倒角设置，以利于拆模。

图16：半成品分型号标示归类 图17：模板圆弧倒角设置

图18：成型后的T梁负弯矩张拉
面板钢筋按设计要求每10cm布置一道，并在梁间湿接缝位置有外露预埋。为解决模板竖向背肋槽钢与湿接缝外露钢筋位置冲突问题，在模板设计是考虑竖向背肋横向布置，并使用]8的槽钢。槽钢间距采用10cm的倍数进行设置，确保顶部拉杆处槽钢位于两道面板钢筋之间。

图19：侧模贝肋槽钢尺寸、方向 图20：槽钢贝肋与梳子板缺口错开布置
为确保湿接缝外露钢筋预留长度一致、线性顺畅，在梁体侧模顶部位置单侧设置一道通长纵向钢筋。面板钢筋安装时只需将一头与一般定位钢筋靠拢即可保证横向外露长度均匀一致。

图21：面板外露钢筋长度定位 图22：面板外露钢筋竖向定位固定
梁体混凝土浇筑方式采用斜面推进、两次成型，第一次以单块模板为单元逐层浇筑至腹板顶部，由低端向高端依次推进完成整梁腹板及底板浇筑，防止在腹板范围内产生结构冷缝。第二次浇筑梁体顶板，完成收面和提浆后及时将顶板多余砼清除并进行拉毛处理，避免浮浆过多，温度裂缝反射明显。
箱梁浇筑方式考虑内模上浮问题不宜采用附着式振捣器，宜单独采用插入式振捣棒进行振捣。同时在底板混凝土浇筑时，应采用横梁支墩形式将芯模与台座进行对拉防止上浮。T梁浇筑则采用插入式振捣棒配合附着式振动器进行捣固，振捣的时间根据现场混凝土塌落度实际情况灵活调节，以气泡充分排出为度，可经过前期梁片拆模后的外观进行适当调整和优化。
7、界面凿毛自动化
梁体模板的拆除应根据现场温度进行调节，以赣州地区5-9月份气温情况来看，梁体侧模拆除时间大概在6-12个小时左右，时间的确定以不粘模、不损伤棱角为度。模板拆除后，应及时对梁体外露结合部位进行凿毛处理，经验凿毛时间以6倍温度小时为参考，拟采用手持式气动凿毛工具进行专业凿毛（主要为梁端湿接缝、横隔板、翼缘板外露砼部分），确保新老混凝土结合面咬合密贴，提升混凝土二次成型质量。

图23：气动凿毛锤专业凿毛 图24凿毛后混凝土交界面效果
8、养生喷淋常态化
梁场混凝土成品养生采用自动喷流系统，由存水灌、增压泵、时间断电装置、供水管及喷淋头组成。为满足供水顺畅，拟设置2台增压泵进行水压增强处理。存水系统采用专用铁皮水罐，容积不小于15m3。供水主管及支管均采用PVC管，主管均在排水沟内进行预埋，支管采用活口外接，根据施工区域调配使用。
场地规划前在梁场临时排水沟施工期间预埋8cm的供水主管，并在台座范围段每2m预留养生支管外接接头。T梁预制期间采用专用封头对支管接头进行封堵处理，模板拆除完毕后，于T梁台座两侧预留供水管处外接1.2m高支管并设置养生喷头对梁体进行喷淋养生。为了保证梁片养生时间，预制场设置10套自动喷淋设备，并装备两台加压泵，保证提供足够的水压，确保梁片的每个部位都能养生到位，喷淋设备设置过滤网，以防止喷嘴堵塞。

图25：单向喷淋效果 图26：多向喷淋效果
9、张拉压浆智能化
引入预应力智能张拉系统。该系统可利用计算机程控技术和远程控制技术，能够实现桥梁预应力施工全过程自动化，系统依靠高灵敏传感器和控制系统，使得预应力张拉施工精确到位、数据自动记录，还可进行远程监控，实时掌握施工质量。相对于传统张拉技术，智能张拉技术实现了工程施工实时跟踪，自动张拉自动记录张拉数据同步精确率高达99%。

图27：智能张拉设备实施张拉 图28：张拉数据数控显示自动记录
引入大循环智能控制压浆系统，该系统由系统主机、测控系统、循环压浆系统组成。浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内持续循环排净管道内空气，及时发现管道堵塞等情况，并经过加大压力进行冲孔，排出杂质，保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，确保压浆饱满和密实。该系统具有系统集成度高、简单适用、压浆过程规范、人为因素影响小、工效高等特点。该系统采用PLC技术一键完成，能完全排除管道内空气、精确控制浆液质量、即时调控灌浆压力大小和稳压时间，从而确保预应力管道压浆密实。

图29：现场大循环梁体压浆作业 图30：压浆设备数控操作台
10、钢保措施精准化
采用数控设备进行钢筋加工制作，确保下料尺寸一致。同时针对T梁两端变截面的处理，箍筋尺寸设计为渐变尺寸，下料时应细化到单根后逐一编号进行安装。
腹板钢筋安装采用定位台架法进行施工，确保箍筋及水平筋安装后线型顺直，间距均匀。腹板内的拉钩筋应按设计图纸中的间距和数量进行梅花型布置，确保钢筋骨架整体受力，不因模板安装局部挤压造成骨架变形。
腹板处钢筋保护层控制采用同梁体标号的C50砼圆形垫块进行设置，设置的纵、竖向间距50cm梅花型布置。固定方式采用水平筋穿入垫块中间圆孔进行绑扎固定。本标段设计钢筋净保护层厚度为3cm，圆形垫块按有效直径5cm（穿孔后钢筋外边缘据垫块外边缘距离为2.5cm）进行设置。梁底钢筋保护层控制采用同梁体标号的C50梅花型垫块进行设置，垫块的设置方向为长边立放，支撑的部位为梁底纵向主筋，间距为50cm-80cm为宜，其有效的保护层厚度为3.5cm。以单片30mT梁为例，腹板钢筋保护层圆形垫块设置数量约360个、梅花方型垫块设置数量约160个。经过以上控制措施，梁体工后保护层检测合格率在85%-100%之间，效果显著。

图31：工前钢筋保护层垫块设置 图32：工后保护层检测数据统计

图33：预制梁场整体效果