張義文

(中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連116100)

隨著國內(nèi)建設(shè)項目的持續(xù)大規(guī)模的展開，各建設(shè)單位承建項目的增多，涉及到公路、鐵路、市政等項目建設(shè)，在施工中各單位相互借鑒先進的工藝，互通有無，整體提高了國內(nèi)工程建設(shè)的綜合水平。梁板的工廠化預制技術(shù)，由于其施工質(zhì)量和施工進展易于控制、不受氣候影響等諸多優(yōu)點而在現(xiàn)代公路建設(shè)中廣泛應用。河北京石高速公路改擴建工程在梁板預制中通過方案比選后，改變了以往公路梁板預制多采用分散預制的慣例，采用了梁板“工廠化”集中預制的方案，中鐵十九局集團第五工程有限公司主要負責改擴建工程24標制梁場，共需生產(chǎn)梁板3 571片。通過本工程的施工，本文從選址、布局、施工工藝、工裝設(shè)備配備、施工管理等幾個方面進行總結(jié)，為今后相同工程提供參考。

1 梁場位置選定

場址的選擇應綜合考慮各方面的因素，既有經(jīng)濟方面的也有技術(shù)方面的。

1.1 選址原則

梁場的設(shè)置與分布大多根據(jù)全線橋梁分布情況、線路結(jié)構(gòu)物分布情況、運架設(shè)備效率、工程建設(shè)工期、沿線地形地貌等綜合考慮，施工單位進場后進行場址比選后確定建場位置。梁場選址應綜合考慮以下幾點。

(1)梁板的供應范圍。梁場選址一般考慮在供梁范圍中部或橋梁集中處,力求橋梁運輸供應距離最短,以便于運架效率的合理發(fā)揮,降低運架成本。

(2)運梁距離較短。較短的運輸距離可確保梁片運輸安全,提高架梁的施工進度,降低運輸費用；確保運架梁通道的順暢。梁場的設(shè)置要考慮運架梁通道上影響架梁關(guān)鍵工程的工期,合理安排施工順序。

(3)梁場臨建工程量小。制梁場的位置應盡量選在地質(zhì)狀況好的地方,減少土石方工程和基礎(chǔ)加固工程量,降低工程費用。

(4)交通方便。制梁場的位置應盡量與既有公路或施工便道相連,利于大型制梁設(shè)備和大量制梁材料運輸進場。

(5)節(jié)約用地，永臨結(jié)合。

1.2 京石改建JS24標梁場

本梁場主要供應4、5、6、7等4個標的橋梁上部結(jié)構(gòu)3 571片梁板的預制運輸及架設(shè)，覆蓋范圍K82+400～K138+500。梁場所處里程為K112+600，基本位于梁場梁板覆蓋標段的中部。分攤?cè)蝿?wù)合理，利于施工組織，能夠保證工期。

梁場位置交通便利，公路網(wǎng)發(fā)達，主要有京石高速公路、107國道、333省道等。

總之，制梁場地的選擇應綜合考慮各方面的因素，本著“因地制宜、節(jié)約資金、降低成本、確保安全與質(zhì)量”的原則統(tǒng)籌規(guī)劃。在施工前要認真進行施工調(diào)查和技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇最佳位置。

2 梁場場區(qū)布置

2.1 梁場布置原則

梁場場區(qū)布置分為宏觀布置及微觀布置，宏觀布置為梁場的整體布局，微觀布置為梁場的細部區(qū)域規(guī)劃及水電應用。梁場的布置安排直接控制施工效率，合理的梁場布置是實現(xiàn)制梁循環(huán)最快的關(guān)鍵。應考慮：

(1)梁場整體布局。

(2)梁場生產(chǎn)線布置。

(3)梁場功能區(qū)域布置。

(4)水電規(guī)劃。

因此，在選擇制梁場時，應綜合考慮橋梁施工周期、制梁場地形條件、擬投入的設(shè)備、要求的產(chǎn)量和施工的安全性，選擇合理的制梁場，避免造成規(guī)模不合理，浪費建設(shè)資金。

2.2 京石改建24標梁場

JS24標預制梁場分為制梁區(qū)、存梁區(qū)、混凝土拌和站區(qū)、生活辦公區(qū)、鋼筋存放加工區(qū)、鋼絞線存放區(qū)、庫房、試驗室、變配電室和發(fā)電機房等。

梁場布置采用縱列式布置，共確定了4條生產(chǎn)線。為充分利用土地，4條生產(chǎn)線并排布置。

梁場內(nèi)從鋼筋加工、鋼筋綁扎、鋼筋吊裝、模板立拆及提梁龍門吊的配備等分別設(shè)置了4條相對獨立的生產(chǎn)線,對于4條生產(chǎn)線的工裝設(shè)備獨立布置，使4條生產(chǎn)線各工序形成順暢的流水線,大大提高了生產(chǎn)效率,充分發(fā)揮了設(shè)備利用率,降低了梁片預制成本。

3 施工工藝改進

隨著工程建設(shè)的快速發(fā)展，各項施工技術(shù)已經(jīng)臻于成熟，各施工單位沒有停滯在原來的基礎(chǔ)上，積極采用國內(nèi)外各項先進技術(shù)，使得各項施工由勞動密集型施工逐漸向著技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，由粗放型的施工工藝向“精細化”施工工藝進行邁進。

3.1 鋼筋施工工藝

在梁片整個預制過程中，鋼筋工程是比較重要的工序。其下料長度的精確、綁扎質(zhì)量和速度制約著現(xiàn)場預制梁片的施工進度。本梁場在鋼筋綁扎時采用胎具綁扎、整體吊裝的工藝，節(jié)省了鋼筋拼裝及調(diào)整時間，加快了制梁進度?，F(xiàn)場配備一套數(shù)控自動化鋼筋加工設(shè)備，可以提高鋼筋加工速度及精度。

數(shù)控自動化鋼筋加工設(shè)備由數(shù)控鋼筋剪切生產(chǎn)線和數(shù)控鋼筋立式彎曲中心兩部分組成，鋼筋加工速度快、精度高。

3.2 模板工程

模板分為底模、側(cè)模、端模、內(nèi)模。底模采用6 mm厚的鋼板并根據(jù)設(shè)計圖紙要求設(shè)置相應的預拱度，預拱度采用拋物線設(shè)置。吊裝鋼筋前底模用砂輪機除銹并用綿紗擦干靜，然后均勻涂抹脫模劑，脫模劑涂抹完畢后用塑料薄膜覆蓋防止灰塵污染模板。

3.3 混凝土工程

3.3.1 高性能混凝土的應用

混凝土的各項物理力學及耐久性指標除滿足規(guī)范標準要求外，同時還要具有養(yǎng)護時間短、施工工作性能好、混凝土初張強度時間短等性能。摻用粉煤灰、礦粉等優(yōu)質(zhì)特種礦物摻合料，通過進行優(yōu)化復合配伍的研究分析，優(yōu)化配伍復合體系,降低混凝土的成本,改善混凝土和易性、耐久性,適當提高早期強度。

3.3.2 混凝土澆筑

(1)混凝土的澆筑采用連續(xù)澆筑一次成型，澆筑時間控制在3 h左右；由試驗室對混凝土拌和物進行坍落度損失試驗。

(2)在施工中采用按梁的全斷面斜向分段，水平分層連續(xù)澆筑，先澆筑馬蹄部分，再澆筑腹板，最后是頂板及翼板，每層混凝土澆筑厚度30 cm。

3.3.3 養(yǎng)護工藝

梁片養(yǎng)護分為蒸汽養(yǎng)護和自然養(yǎng)護兩部分。

(1)蒸汽養(yǎng)護。

為了提高養(yǎng)護效率，采取蒸汽養(yǎng)護模式，優(yōu)化混凝土養(yǎng)護環(huán)境，實現(xiàn)了早強、早拆模。根據(jù)本地氣候進行熱工計算及混凝土強度發(fā)展情況確定。

為了能夠更好的控制蒸養(yǎng)效果，梁場采用自動蒸養(yǎng)系統(tǒng)：系統(tǒng)主要由一套自動測溫軟件系統(tǒng)、一臺電腦、一臺溫度采集器、兩個電動閥、一臺磁閥控制器、若干測溫探頭等組成，使用時預埋梁體的測溫探頭測得溫度，溫度采集器采集后，通過無線傳輸至電腦，電腦根據(jù)設(shè)置，分析數(shù)據(jù)后，通過無線傳輸對磁閥控制器下達命令，控制電動閥的開、關(guān)以控制蒸汽，如溫度超過設(shè)置上限，則關(guān)閉電動閥停止蒸汽。溫度自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了制梁臺座蒸養(yǎng)棚內(nèi)溫度實時調(diào)控，達到蒸汽的定量控制，保證了梁體的質(zhì)量。

(2)自然養(yǎng)護。

自然養(yǎng)護采用全自動、脈沖式、全天候預制梁片噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)。此系統(tǒng)利用先進的全天候時鐘式不間斷繼電器成功實現(xiàn)了梁片噴淋養(yǎng)護的不間斷，保證在無人控制的情況下系統(tǒng)自動運行，始終根據(jù)設(shè)定調(diào)整間隔和噴淋時間，解決了梁體養(yǎng)護當中干濕循環(huán)的弊端，使梁體始終保持濕潤；解決了養(yǎng)護當中存在的養(yǎng)護不及時、干濕不均、水源浪費、占用大量人力、物力、維修量大、養(yǎng)護有死角等普遍問題。

3.3.4 預應力工序

根據(jù)設(shè)計圖紙要求梁體強度達到設(shè)計強度的100%時進行張拉。張拉時按照設(shè)計張拉順序兩端兩側(cè)同時對稱張拉，使千斤頂、限位板、工作錨連接在一起，并確保管道、錨具、千斤頂三者同心。千斤頂使用專門吊架提升。張拉時采用自動張拉設(shè)備配合內(nèi)卡式千斤頂進行作業(yè)，設(shè)備先進、工藝簡單。

(1)自動張拉設(shè)備。JS24標梁板預制選用開封市齊力預應力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的QLZK-Ⅱ型預應力梁全自動張拉控制系統(tǒng)，主要用于各種預應力梁的全自動平衡張拉施工，具備張拉安全、數(shù)據(jù)準確、操作簡單等優(yōu)點。相對于傳統(tǒng)的人工操作張拉模式，具備可以根據(jù)施工要求做到預應力梁實施應力的精準控制，實時監(jiān)測張拉過程、報表自動輸出、安全報警等功能。張拉之前將控制應力、設(shè)計伸長值等數(shù)據(jù)參數(shù)輸入系統(tǒng)，按張拉順序啟動任務(wù)，可以開始同步張拉。

(2)內(nèi)卡式千斤頂。內(nèi)卡式千斤頂是一種預應力穿心式千斤頂，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、密封性能好等特點。同時它將工具錨內(nèi)置，有效地節(jié)省了千斤頂張拉所需的空間，特別適合狹小空間的張拉，鋼絞線的預留長度也減少了50～60 cm，大量節(jié)約預應力筋，經(jīng)濟效益明顯。

(3)新型鋼絞線穿束機的使用。新型鋼絞線穿束機采用全驅(qū)型直連式立式電機，體積小、質(zhì)量輕、操作簡單、安裝移動方便。操作時只需2人即可。數(shù)據(jù)精準，無任何浪費。其推進輪與切割輪相距約0.3 m，不會產(chǎn)生像落地式那樣的約束管內(nèi)的鋼絞線浪費。新型鋼絞線穿束機快速，施工工序簡單，集快速自動下料、快速自動編束、快速自動穿束一體化，解決了人工穿束的勞動強度大的問題。減少了人員投入，克服了人工放線的不安全性、下料誤差大、耗時長等諸多難題，更是方便了施工、提高了工效、縮短了工期、節(jié)約了工程成本。

3.3.5 大循環(huán)壓漿工序

為保證壓漿質(zhì)量，管道壓漿采用大循環(huán)壓漿工藝；壓漿前，密封錨頭，確保管道封閉，并將管道內(nèi)的雜物、積水排出，保證壓漿密實、不漏壓。壓漿時及壓漿后3 d內(nèi)，梁體及環(huán)境溫度不得低于5℃。壓漿泵采用連續(xù)式，同一管道壓漿連續(xù)進行，一次完成。

大循環(huán)壓漿工藝流程：密封錨頭→檢查、清理管道→機械設(shè)備及相關(guān)部件安裝→按配合比攪拌漿體→灌漿→壓漿完畢設(shè)備清理。

4 工裝設(shè)備配備

4.1 臺座

制梁臺座的數(shù)量取決于制梁周期和效率及工期要求、制梁設(shè)備配置情況、制梁工序、存梁臺座數(shù)量、架梁開始時間等。

4.1.1 制梁臺座數(shù)量確定

制梁臺座數(shù)量由下式確定：M=N/η。式中：N為梁場制梁效率，即梁場一天需完成梁片預制的數(shù)量；η為單臺座制梁效率(片/天)；M為臺座數(shù)量。

JS24標梁場設(shè)計每天生產(chǎn)25片梁；單臺座8 d周轉(zhuǎn)1次，η=25/8=0.125片/d；M=N/η=25/0.125=200個。

考慮現(xiàn)場各種因素的影響，難免造成中途趕工期的現(xiàn)象出現(xiàn)，此時梁場制梁效率就要增加，再擴大規(guī)模也很困難。因此，JS24標梁場共設(shè)置210個制梁臺座。

4.1.2 存梁臺座數(shù)量的確定及布置方式

存梁臺座數(shù)量的確定受多種因素影響，如制梁進度、制梁臺座數(shù)量、存梁周期、架梁開始時間和架梁速度、運架梁通道是否暢通等影響因素。綜合考慮各種因素，JS24標梁場設(shè)計存梁能力900片。

4.2 設(shè)備

梁場主要的工裝設(shè)備有：鋼模板、混凝土攪拌站、澆注及運輸設(shè)備、生產(chǎn)區(qū)龍門吊。

4.2.1 模板

模板在梁板的預制過程中，處在相當重要的地位，模板方案的成功與否直接關(guān)系到生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)進度及勞動用工數(shù)量，模板加工質(zhì)量的好壞直接影響預制梁的尺寸及外觀。

JS24標梁場負責3 571片梁板，共有12種梁型。綜合各梁型數(shù)量，共配備58套模板，能夠滿足施工生產(chǎn)任務(wù)。梁場進場前組織了有關(guān)橋梁專家和工程專業(yè)、機械專業(yè)工程師對模板方案進行科學的論證，要求自行設(shè)計，委外加工。這種方案相比完全委托加工單位設(shè)計、制造具有投資少、便于施工的優(yōu)勢。目前24標梁場已生產(chǎn)1 000余片梁板，該模板生產(chǎn)速度快、循環(huán)周期短，滿足施工需要。

4.2.2 混凝土攪拌站配置方案

梁場選用的是2臺HZS90混凝土攪拌機組，每套攪拌站采用獨立計量系統(tǒng)。采用該方案主要考慮以下因素：梁場的混凝土總量為60 000 m3，設(shè)計每天生產(chǎn)25片梁板，混凝土約為350 m3，攪拌站每天需生產(chǎn)混凝土約350 m3，高性能混凝土的攪拌時間要求2～3 s。采用攪拌運輸車運輸混凝土，按2.5 min考慮攪拌站的攪拌時間，則每臺攪拌機1 h能生產(chǎn)混凝土24 m3，2臺能生產(chǎn)48 m3，350 m3混凝土需要約8 h，配備兩臺攪拌站滿足施工要求。目前梁場已生產(chǎn)1 000余片梁，事實證明梁場選用的混凝土攪拌站完全滿足設(shè)計要求，其性能相當穩(wěn)定，拌制的高性能混凝土質(zhì)量好，其生產(chǎn)能力完全滿足梁片預制的要求。

4.2.3 混凝土的運輸及澆筑設(shè)備的配置

混凝土的運輸及澆筑設(shè)備在混凝土的澆筑過程中也是非常重要的設(shè)備，其設(shè)備的配置直接影響混凝土的灌注質(zhì)量、灌注速度。選用6輛8 m3混凝土罐車，因場區(qū)內(nèi)拌合站與制梁區(qū)域相鄰，運距短，能夠保證混凝土及時運輸至現(xiàn)場。

4.2.4 龍門吊的配置

生產(chǎn)區(qū)的龍門吊主要負責鋼筋籠的吊裝、模板的拆裝、提梁作業(yè)，一般根據(jù)臺座的布置來確定龍門吊的跨度，根據(jù)生產(chǎn)區(qū)最大起吊重物確定其吊裝噸位，配置數(shù)量由吊裝工作量來確定。

JS24標梁場由于梁型較多，臺座設(shè)置較多，為充分利用場地、設(shè)備，場地選用45 m跨龍門吊。龍門吊的內(nèi)凈空高度由生產(chǎn)臺座高度、模板高度、梁片鋼筋高度、吊具高度來確定，梁場的龍門吊的吊裝高度一般在13～15 m。

JS24標梁場每天生產(chǎn)25片梁，平均每個生產(chǎn)線生產(chǎn)6片，每條生產(chǎn)線配置3臺龍門吊進行鋼筋籠吊裝、模板裝拆、提梁作業(yè)，速度快，有效節(jié)約了模板循環(huán)時間。

4.2.5 蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)的配置

梁蒸汽養(yǎng)護必須根據(jù)梁的養(yǎng)護過程進行熱工計算，以確定單位時間內(nèi)梁的最大蒸汽用量，從而確定蒸汽鍋爐的噸位和臺數(shù)。根據(jù)計算，梁場配備4 t/h蒸汽鍋爐兩臺。梁場生產(chǎn)臺座的布置確定蒸汽管道的長度，梁的養(yǎng)生溫度及供氣距離確定蒸汽鍋爐壓力及蒸汽管道直徑。

5 梁場施工管理

梁場在梁場規(guī)劃、建場配備完善后,如何發(fā)揮梁場的制梁生產(chǎn)效率關(guān)鍵在于梁片預制施工管理。梁場施工管理有施工技術(shù)質(zhì)量管理、安全管理、物資管理、設(shè)備管理、勞務(wù)管理、進度管理等,只有通過有力高效的組織管理才能保證生產(chǎn)線的正常運轉(zhuǎn)。

技術(shù)質(zhì)量管理主要是掌控施工技術(shù)質(zhì)量標準、規(guī)范、技術(shù)條件,制定場內(nèi)質(zhì)量控制標準、指導施工生產(chǎn),卡控質(zhì)量重點、制定落實質(zhì)量預防、糾正措施,確保梁場質(zhì)量體系的正常運轉(zhuǎn);對梁片生產(chǎn)中的技術(shù)質(zhì)量信息和數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫并分析總結(jié)以預防質(zhì)量問題的發(fā)生,對生產(chǎn)工序流程中有利于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量的方案積極進行推廣。

安全管理中梁場以多種形式增強廣大參建者的安全意識，加強安全生產(chǎn)管理力度，全面落實“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針，積極開展“以人為本，以路為本，關(guān)注安全，關(guān)愛生命”的安全生產(chǎn)活動，使安全生產(chǎn)工作扎根于基層、落實到班組。

物資管理主要包括物資招標采購、物資進料計劃、物資逐日消耗、物資日常消耗統(tǒng)計分析、場內(nèi)材料消耗定額測定。物資正常的進場供應是梁場正常運轉(zhuǎn)的根本保證,物資材料消耗統(tǒng)計分析和定額測定是梁場成本管理的重點。

加強設(shè)備管理，梁場的生產(chǎn)線是由各種設(shè)備、工裝組成的整體,設(shè)備的故障會造成整條生產(chǎn)線或整個梁場的癱瘓，梁場需要加強大型設(shè)備的檢查保養(yǎng)工作，確保生產(chǎn)線的正常運轉(zhuǎn),發(fā)揮其最大效率。

抓好勞務(wù)管理，梁場中的各工序?qū)賱趧用芗宰鳂I(yè)工序,要必須控制好施工成本。梁片預制施工勞務(wù)應按施工技能和工序進行分工，單獨組建施工班組,并進行技能、質(zhì)量培訓,以滿足梁片預制質(zhì)量要求。各工序勞務(wù)人員的數(shù)量配置,應根據(jù)梁場施工循環(huán)設(shè)計進行合理安排,以滿足制梁循 環(huán)要求,確保生產(chǎn)線效率的發(fā)揮,降低施工成本。

進度管理是梁場施工生產(chǎn)的主線,如果沒有進度何談生產(chǎn)效率。梁片生產(chǎn)線上每道工序的進度管理是梁場進度管理的基本單元,各工序的交叉和銜接是進度管理的關(guān)鍵,只有實現(xiàn)工序的零接口才能讓生產(chǎn)線真正實現(xiàn)流水作業(yè)。梁場進度管理應建立完善的工序管理制度、工序交接制度,以單孔梁單個循環(huán)為最基本的進度考核對象,建立以工序進度保日進度、以日進度保周進度、以周進度保月進度的進度管理的管理方式,以達到最大化的提高制梁生產(chǎn)效率。

6 結(jié)束語

隨著我國公路建設(shè)規(guī)模的不斷發(fā)展，梁片的現(xiàn)場預制愈來愈趨向工場化施工?？茖W合理地規(guī)劃和設(shè)計梁場、梁場施工中先進工藝的采用，直接影響著梁片施工質(zhì)量、施工進度、節(jié)約成本和提高效率。JS 24標梁場在建場前進行了梁場的選址及場區(qū)的規(guī)劃、設(shè)備的選型，施工中積極采用先進的施工工藝，加強過程控制，采用先進的管理理念，使得梁場的各項工作取得了一定的成績，得到了業(yè)主和監(jiān)理的一致好評，并取得優(yōu)異的經(jīng)濟效益。

[1] JTGB 01-2003公路工程技術(shù)規(guī)范[S]

[2] JTG/T F 50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]

[3] JTG F 80/1-2004公路工程質(zhì)量檢驗評定標準.第一冊(土建工程)[S]

[4] JTG D 62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S]

[5] 河北省交通運輸廳.河北省高速公路標準化管理指南[S]

[6] 天津市市政工程研究院.河北省高速公路京石改擴建工程高性能混凝土實施指導書[S].2013

[7] 李志軍.梁板預制施工質(zhì)量技術(shù)控制[J].交通世界(運輸.車輛),2013(7)

[8] 劉建強,劉劍.預應力梁板張拉施工中的質(zhì)量缺陷及防范措施[J].交通標準化,2005(4)