集成化工廠在大規模T梁預制生產中的運用

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

某鄰近城區高速公路工程全長29.3km，橋梁占比高達89%，橋梁上部結構主要以預制T梁簡支連續為主，預制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）、恒溫蒸養以及二次張拉技術”集成一體的工廠化流水線作業”新工藝。探尋采用“工廠智能集成化流水線作業”新工藝，來解決預制T梁產能工效低、質量差、成本高等問題，是行業在當前用地緊縮、工期緊、大規模預制T梁工程項目環境背景下，孕育發展的必然趨勢。

二、新工藝與傳統工藝對比分析

（一）流水線設計

集成化工廠每條生產流水線均設置了鋼筋制作區、鋼筋胎架安裝區、制梁區（固定側模區）、蒸養區、初張拉區及終張拉區。

（二）新舊工藝對比分析

傳統工藝主要采用“彎起設備（人工輔助運料）+鋼筋胎模架+固定臺座+散拼模板+自然濕養+一次張拉”等設備和技術，每片梁生產周期為10天，每條生產線由1套鋼筋彎起加工設備、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梁預制新工藝采用“MEP鋼筋智能彎起設備+鋼筋胎模架+移動臺座[2]+液壓模板（固定式）+恒溫蒸養+二次張拉”等設備和技術集成為一體的工廠流水線預制工藝，每片梁生產周期為3天，每條生產線由1套鋼筋彎起加工設備、1套鋼筋安裝胎模架、4個移動臺座、1套液壓模板、2套恒溫蒸養設備及配套龍門吊等組成。

新工藝與傳統工藝相比具有顯著優勢。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線完成，機械利用率高、運轉效率快，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，構件標準、統一，成品質量好，大大提升了工程品質；第三，該工藝流水線作業從綁扎鋼筋開始至初張拉結束，一個臺座占用時間僅3天左右，工效卻是傳統工藝的3倍以上，且以機械作業為主，人為不利因素影響小，施工質量、進度可以得到有效保障。

三、關鍵工藝與質量控制

（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場，施工時現場組拼成型。模板配備相應的鍥塊模板調節，以適應不同梁長的需求。標準T梁預制模板采用全液壓系統，系統由T梁側模、端頭模、底模臺車、油缸及油路、同步液壓系統、電氣控制操作系統（模板只需橫向移動）、混凝土澆筑平臺等構成。模板側模為固定結構，底模為可移動結構，底部設置行走軌道，通過電機驅動整體縱向行走。預制區至初張拉區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梁橫向鋼筋保護側厚度設計值為30±5mm，縱向檢測鋼筋保護側厚度設計值為20±5mm，實測合格率均達到98%以上。模板的質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，基本無缺邊掉角現象，模板接縫平順，線形順暢，總體外觀質量優良。

（二）智能恒溫蒸養養生

T梁的智能蒸養系統主要由無線溫濕度測試終端、養護系統主機、多臺養護從機養護終端幾部分構成。

蒸汽養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，關鍵是溫度變化與時間關系，其升溫速率一般設定為7℃／小時，恒溫溫度為40～45℃，恒溫養護時間約30 小時，降溫速率約為3.5℃／小時。

1.靜置階段

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

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)蒸汽避免混凝土產生裂紋現象。在升溫過程中，其溫度數據系統會自動記錄，與此同時調整升溫的速率是通過系統自動控制蒸汽導入電磁閥開關調節的，待升溫結束后將會自動進入恒溫的養生狀態。

3.恒溫階段

當棚內溫度升到45℃左右時，進入恒溫狀態，而暖棚內溫度偏離45℃時，系統會根據監測數據自動調整蒸汽輸入的頻率和總量，保持恒溫狀態，當偏離較大無法在30分鐘內迅速完成調整時，報警系統將啟動，實時提醒技術人員檢查相關設備是否故障或覆蓋措施是否得當等。

4.降溫階段

其速率一般控制于每小時3.5℃以內，在降溫過程中依舊保持蒸汽輸送，系統會根據降溫時自動控制輸送的頻率。

5.自然養護階段

當蒸汽養護結束以后，T梁立即進入自然養護狀態。

采用智能蒸汽養護系統，全程時間只需約50小時，隨機抽取蒸汽養護后初張拉前、終張拉前及28天在相同養護條件下的試塊進行抗壓強度檢測，結果表明，采用智能蒸汽養護系統的C50混凝土在3個時間段的抗壓強度均達到規范的要求，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）預應力分次張拉

1.預應力初張拉

依據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應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.預應力終張拉

T梁在存梁區待混凝土強度及彈性模量達到設計值90%，且混凝土齡期達到10天后，進行終張拉施工，終張拉力至設計總張拉力的100%，張拉順序：100%N2→100%N3→100N1%，終張拉完成后48h內完成壓漿、封錨施工。

四、結語

本文結合工廠智能集成化預制T梁施工工藝在實際項目中成功實施的經驗，對該新工藝關鍵技術、質量并成本等方面進行了分析、介紹，相比于傳統的預制T梁生產線，新型的“集成化工廠”在大規模T梁預制中能充分體現經濟效率并提升品質工程，隨著交通網絡不斷向多層高架發展，預制拼裝結構將成趨勢，產業化、專業化、集成化、流水線的標準構件預制生產必將得到更廣泛的運用。