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浅谈高速公路预制小箱梁标准化施工

来源:用户上传      作者: 杨鹏举 张海勇

  摘要:本文结合滨海新区西外环十七标工程实例,简要叙述一下高速公路预制小箱梁标准化施工的一些具体的做法与经验,以供类似工程借鉴。
  关键词:高速公路;预制小箱梁;标准化施工;
  前言:随着近年来我国交通运输业快速发展,公路工程“五化”管理已成为现代公路工程管理的必然趋势,工程施工标准化作为“五化”管理中的重要一环,对充分发挥公路工程投资效益,提升工程质量水平起到巨大的推动作用。滨海新区西外环高速公路十七标作为预制箱梁专业标段,在箱梁施工上积极响应国家交通部关于推进高速公路施工标准化工作的相关要求,结合承建项目特点,先后研发及引进了“箱梁钢筋胎膜绑扎” “预应力箱梁智能张拉”“混凝土机械凿毛” “箱梁自动喷淋养生” “箱梁专用压浆剂压浆”等标准化施工工艺,通过标准化施工工艺的引进,提高了工程品质,节约了施工成本,给企业创造了良好的品牌效应。
  1、箱梁钢筋胎膜绑扎
  箱梁钢筋绑扎传统做法是在箱梁预制台座上进行绑扎,由于缺少钢筋定位模具,以及人为因素的影响,成型钢筋骨架普遍存在钢筋间距偏差大、水平筋不平直、钢筋骨架不顺直、箱梁腹板保护层偏差较大等质量问题,并且钢筋绑扎工效较低,占用预制台座时间较长,对箱梁流水化施工造成影响。
  为解决箱梁钢筋骨架绑扎存在上述通病,规避人为因素的影响,提高功效,本工程设计制作了箱梁钢筋绑扎胎模,实现了集中标准化作业,显著提高了钢筋绑扎工效及质量。首先根据箱梁钢筋设计图,放样出箱梁钢筋骨架结构形状,采用角钢和圆钢制作成钢筋绑扎胎模,组拼成箱梁钢筋骨架框架,然后人工在胎模限位槽口处或定位支架上安放对应的钢筋,绑扎成形,再利用设计的钢筋骨架吊具将箱梁钢筋骨架整体吊装入模。形成工厂化生产模式,流水作业。
  2、箱梁智能张拉
  公路桥梁传统预应力张拉工艺是人工手动操作,即油压表读数、伸长值测量、持荷时间等关键控制指标均由人为控制,精确度因人而易,受人为因素影响极大。大量预应力桥梁调查和检测表明,预应力桥梁质量隐患主要来源于预应力张拉过程不规范、人为控制不稳定,未能建立起有效的预应力体系,从而影响桥梁安全性、可靠性。为了克服传统张拉的缺点,本工程引入了2套预制箱梁智能张拉设备,实现张拉设备的智能化、自动化、标准化。
  智能张拉设备是在传统张拉设备基础上,加装数据采集系统、数模转换系统、实时控制系统、计算机监控系统,升级为智能张拉控制系统,不同泵站之间通过无线信号进行连接,对张拉全过程进行实时控制。数据采集系统是在原千斤顶上安装位移传感器,在原油泵上安装压力传感器。通过高精度传感器实时采集张拉过程数据,将过程数据传输到数模转换系统,通过PLC主机将数据信号转换为控制信号,将控制信号发送到实时控制系统,通过控制电磁阀调整进油压力,控制张拉力加载过程。不同泵站之间数据信号通过无线信号传输到PLC控制主机,由控制主机进行分析,实时向每台泵站发出控制信号,同步控制不同泵站加载动作,保证张拉力同步,智能张拉系统能精确控制张拉力值,将系统误差降到+-1%,实时采集钢绞线伸长值,自动计算伸长量,及时校核伸长量是否在+-6%范围内,实现应力与伸长值同步双控,一台计算机控制两台千斤顶同时、同步对称张拉,实现多顶同步张拉。张拉程序智能控制,不受人为、环境因素影响,停顿点,加载速率和持荷时间等张拉过程要素符合新桥规要求。
  箱梁智能张拉步骤:
  设置张拉参数:接通电源启动智能张拉设备,进入主机参数设定界面,设定张拉施工参数,智能张拉需设定施工参数包括:配套校验回归方程系数、不同孔道设计张拉力、初应力及2倍初应力时对应张拉力、不同孔道理论伸长值。
  参数调用:预应力张拉前,根据梁型、孔道编号对应参数进行调用,以上例为准,参数调用首先选择设定梁型,然后选择孔道编号,数据调出后,再次应核对梁型、孔道编号及其它控制参数是否与施工现场相符,确认无误后方可进行下步工序施工。
  3、箱梁混凝土电动机械凿毛
  传统预制箱梁混凝土凿毛一般使用人工花锤凿毛方法,由于工艺落后,每工时只能凿毛2-4平米,劳动强度大,施工效率低,同时人工凿毛锤凿毛随意性较大,而且只能在混凝土表面凿出大小不一凹坑,极不规范,难以达到对混凝土构件光滑面进行均匀凿毛处理要求。
  本工程在混凝土凿毛上采用了FH-S01手持式混凝土单头凿毛机(风动),该设备具有体积小、重量轻优点,凿毛锤使用空压机带动,凿毛锤锤头直径25mm,锤头上安装四个合金钢尖头,锤头直径较小,合金钢尖头硬度大,凿毛效果很好,非常适合预制箱梁施工缝截面异形、狭小、预留钢筋密集实际情况,且凿毛机每小时凿击面积可达8-10平方米,凿毛深度可控制在2-8mm,可显著提升箱梁混凝土凿毛速度和质量。
  4、箱梁混凝土喷淋养护
  本标段预制箱梁施工前期养生采用人工手持塑料水管移动浇水方式,由于箱梁施工进度较快,高峰期每天约有30片箱梁同时需要养护,因此需要大量工人进行养护作业,人工养护时,工人需不断移动水管,每片箱梁用时较长,养护工效较低,且夏季砼表面水分蒸发较快,箱梁保湿效果较差,尤其腹板部分养护质量难以保证。
  为解决以上问题,后期箱梁养护采用了新型自动喷淋养生工艺。使用钢筋弯钩挂在箱梁腹板两侧,钢筋弯钩上悬挂通长塑料喷淋管,养护用水通过加压泵加压后,在喷淋管一端通水,养护水通过喷淋管上小孔持续性喷淋箱梁腹板表面,实现自动喷淋效果,大大地节省了人工。喷淋养护一段时间后又将自动喷淋升级为自动喷雾养护,每片箱梁两侧悬挂PPR管,管道每隔60cm安装一个喷雾器喷头,通水后,喷头喷出雾状水汽至箱梁表面,箱梁腹板全部湿润,有效保证了箱梁养护质量。
  5、箱梁专用压浆剂压浆技术
  预应力孔道压浆作为箱梁施工关键工序,直接影响箱梁使用耐久性,以往箱梁施工压浆材料大都为水泥+外加剂+膨胀剂+水配比模式,受材料质量及人为操作因素影响,压浆料拌合容易出现配比不准,压浆料流动度、泌水率等检测指标不达标等现象,容易引起箱梁预应力体系病害。为克服这一缺陷,本工程引入了新型JM-8压浆剂,该压浆剂替代了以往压浆料中减水剂及膨胀剂,简化了压浆料配合比,方便了现场计量拌合。采用该压浆剂拌合压浆料具有流动性好,强度高,不泌水、不分层优点,且压浆料具有饱满早强、微膨胀等特性,产品具有高充盈性,可一次性压浆施工,管道内浆体密实无孔隙。压浆料拌浆时搅拌机转速不低于1000r/min,搅拌时先在容器中加入总用水量70%,再加入合适比例水泥和压浆剂,低速搅拌1min后高速搅拌5min,再加入总水量12%水高速搅拌3min,调到低速慢慢加入剩余水,搅拌1min后即可试验和灌浆。
  6、结束语
  经本工程实例验证,以上所述几项预制箱梁标准化施工技术均大幅提升了本合同段预制箱梁施工质量和施工工效,具有较高的推广应用价值,可供其它类似工程借鉴参考。
  参 考 文 献:
  [1]天津市公路工程施工标准化指南 天津市市政公路管理局
  [2]滨海新区西外环高速公路(津汉高速-海景大道)工程施工图设计第十七标段
  作者简介:
  杨鹏举(1983-),男,陕西宝鸡人,工程师,国家一级注册建造师,从事土建施工管理工作。
  张海勇(1987-),男,天津武清人,工程师,国家一级注册建造师,从事土建施工管理工作。
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