上海S6公路工程“三集中”施工工藝研究

姜海西

（上海滬申高速公路建設(shè)發(fā)展有限公司，上海市 201108）

0 前言

改革開放后我國的公路工程建設(shè)取得了較大的成績，公路的覆蓋面基本已經(jīng)擴(kuò)大到了我國的各個角落，但是我國公路工程行業(yè)仍處于勞動密集型模式，且施工人員多為專業(yè)水平相對較低的農(nóng)民工，機(jī)械化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化的水平同發(fā)達(dá)國家相比落后較多。因此為貫徹落實交通運輸部《關(guān)于開展高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化活動的通知》的有關(guān)要求，S6公路工程努力創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化工地，并針對公路橋梁的結(jié)構(gòu)特點，提出、研究并大力推行“三集中”施工工藝。

“三集中”施工即鋼筋加工集中、混凝土拌合集中、構(gòu)件預(yù)制集中。鋼筋加工集中即設(shè)置專門的鋼筋加工車間，鋼筋統(tǒng)一集中加工，并大量采用自動化的機(jī)械設(shè)備；混凝土拌合集中即要求所有混凝土采用商品混凝土或自建工廠化攪拌站；構(gòu)件預(yù)制集中即將小箱梁及小型預(yù)制構(gòu)件放在具有一定規(guī)模的專業(yè)工廠內(nèi)集中預(yù)制。

1 S6公路工程簡介

S6公路是上海市高速公路網(wǎng)三聯(lián)中的一聯(lián)，東起S20公路北段西端，向西跨越S5公路，西止G15公路，全長約11.77 km。主線道路以高架橋梁形式為主（高架橋總長約9.6 km），沿線設(shè)置外環(huán)高速、沈海高速兩座樞紐立交以及瀏翔公路、永盛路兩座菱形立交，新建主線收費廣場一處。工程范圍見圖1。

2 鋼筋加工集中

2.1 鋼筋加工車間操作流程

鋼筋加工集中具體的操作流程及措施見圖2。

圖1 S6工程范圍

圖2 鋼筋加工集中操作流程及措施圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化的鋼筋加工車間

為改變目前施工現(xiàn)場設(shè)多處鋼筋加工棚的現(xiàn)狀，將鋼筋加工由分散到集中，建造一個具有一定規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化鋼筋加工車間，見圖3。

2.3 鋼筋數(shù)控加工設(shè)備

商品混凝土配送和專業(yè)模板技術(shù)發(fā)展很快，而鋼筋加工發(fā)展較慢，已經(jīng)成為制約施工現(xiàn)代化程度提高的一個瓶頸。隨著科技的發(fā)展，可采用數(shù)控技術(shù)使得鋼筋加工自動化成為現(xiàn)實，工效得以大幅度提高，勞動強(qiáng)度大幅度降低，同時確保了鋼筋加工精度，大大提高了鋼筋加工質(zhì)量。

2.3.1 鋼筋數(shù)控彎曲中心

圖3 標(biāo)準(zhǔn)化的鋼筋加工車間

鋼筋數(shù)控彎曲中心（見圖4）采用數(shù)字控制，操作簡單，自動測長，電控程序內(nèi)可儲存多達(dá)上百種圖形并設(shè)有數(shù)據(jù)庫，能在一個工作單元內(nèi)同時進(jìn)行多向彎曲，兩個彎曲主機(jī)同時工作，可承載5 t原材料，生產(chǎn)效率和質(zhì)量大幅度提高，同時設(shè)備投資小，大大節(jié)約工人成本。鋼筋數(shù)控彎曲設(shè)備和傳統(tǒng)工藝的對比見表1。

圖4 鋼筋數(shù)控彎曲中心

2.3.2 數(shù)控全自動鋼筋籠滾焊機(jī)

針對人工加工鋼筋籠的缺點，在S6公路工程中使用鋼筋籠滾焊機(jī)進(jìn)行鋼筋籠加工，見圖5。

數(shù)控全自動鋼筋籠滾焊機(jī)產(chǎn)能分析：

（1）人員配置：正常情況下，5人一班即可作業(yè)。具體分配如下：備料、上料需2人，滾焊操作需1人，內(nèi)箍圈（加強(qiáng)箍圈）等安裝需2人；

（2）鋼筋籠加工基本成本：電費15～20元/t，焊絲、焊條及CO2氣體約20～30元/t；

（3）生產(chǎn)效率：一天可加工300 m左右的籠子。

表1 鋼筋數(shù)控彎曲設(shè)備和傳統(tǒng)工藝對比

圖5 數(shù)控全自動鋼筋籠滾焊機(jī)

2.4 鋼筋連接

由于采用了鋼筋加工車間模式，作業(yè)環(huán)境好，加工精度高，因此鋼筋連接可采用較為先進(jìn)的氣體保護(hù)焊方式及鐓粗直螺紋機(jī)械連接，具體優(yōu)點見表2。

表2 CO2氣體保護(hù)焊及鐓粗直螺紋機(jī)械連接技術(shù)優(yōu)點

2.5 鋼筋胎架

鋼筋加工的精度直接決定了土木工程結(jié)構(gòu)的混凝土保護(hù)層厚度，因此為了提高工程結(jié)構(gòu)的耐久性，必須在提高鋼筋加工的精度上下功夫。一方面，要提高鋼筋原材的加工精度，如采用數(shù)控彎曲設(shè)備；另一方面，要提高鋼筋骨架的成型精度，即要在專用的胎架上（見圖6）制作鋼筋骨架，減少人工加工的隨意性。

圖6 鋼筋胎架

2.6 鋼筋加工車間規(guī)模

S6公路某標(biāo)段工程范圍約1.2 km，其鋼筋加工車間占地尺寸為50 m×65 m，約3 250 m2。根據(jù)鋼筋加工車間的功能，設(shè)置了鋼筋原材堆放區(qū)、鋼筋斷料區(qū)、鋼筋鐓粗區(qū)、半成品加工區(qū)（數(shù)控加工等）、半成品堆放區(qū)、胎架加工區(qū)、成品堆放區(qū)等，并形成了流水線作業(yè)。鋼筋加工車間場地布置及設(shè)備見表3。

表3 S6公路某標(biāo)段鋼筋加工車間場地布置及設(shè)備一覽表

3 混凝土拌合集中

為確?；炷恋馁|(zhì)量，S6公路工程采用混凝土集中攪拌，如采用商品混凝土和預(yù)制小箱梁廠自建工廠化攪拌樓，見圖7。

圖7 混凝土拌合集中

與現(xiàn)場攪拌混凝土相比，混凝土拌合集中有以下優(yōu)點：

（1）對原材料的進(jìn)場嚴(yán)格把關(guān)，堆放和管理更規(guī)范，同時水泥采用甲供材料，并定期對原材料進(jìn)行抽檢，因此混凝土的性能更穩(wěn)定；

（2）采用專業(yè)大型攪拌樓，投料更精準(zhǔn)，自檢和抽檢條件好，有利于保證混凝土質(zhì)量；

（3）對環(huán)境的污染小，減少了粉塵、噪音等環(huán)境污染，有利于文明施工；

（4）有利于采用新技術(shù)、新材料，也有利于節(jié)約水泥。

4 構(gòu)件預(yù)制集中

構(gòu)件集中預(yù)制的最主要目的就是保證混凝土構(gòu)件的質(zhì)量。構(gòu)件預(yù)制集中分為小箱梁預(yù)制集中和小型構(gòu)件預(yù)制集中。小箱梁在具有一定規(guī)模的專業(yè)工廠內(nèi)集中預(yù)制（見圖8），小箱梁鋼筋在鋼筋加工車間集中加工，鋼筋彎配采用數(shù)控彎曲機(jī)，箱梁底腹板鋼筋骨架及保護(hù)層墊塊在定型胎架上制作安裝后，整體吊裝至模板內(nèi)；預(yù)應(yīng)力管道按照50 cm間距進(jìn)行U型卡定位加固；外模采用特定的保溫材料進(jìn)行保溫；混凝土澆筑采用液壓布料機(jī)進(jìn)行澆筑；混凝土養(yǎng)護(hù)采用自動噴淋養(yǎng)生工藝。同時，S6公路所有小型預(yù)制構(gòu)件（見圖9）如保護(hù)層墊塊、預(yù)制路側(cè)石、預(yù)制路平石、六角塊、六角塊防護(hù)C30預(yù)制塊、路肩邊溝、中分帶緣石、邊溝預(yù)制水泥混凝土板、急流槽預(yù)制水泥混凝土板等都在工廠內(nèi)集中加工。

圖8 小箱梁在專業(yè)工廠內(nèi)集中預(yù)制

5 總結(jié)

圖9 小型預(yù)制構(gòu)件集中預(yù)制

鋼筋在加工車間集中加工，實現(xiàn)“野外作業(yè)工廠化、高空作業(yè)平地化、水中作業(yè)陸地化”，可以保證鋼筋原材料供貨地址唯一性，提高了構(gòu)件鋼筋加工制作的精度，保證了構(gòu)件鋼筋骨架的強(qiáng)度和剛度，有效地控制和提高了構(gòu)件質(zhì)量；混凝土拌合集中從源頭上保證了混凝土的質(zhì)量和供應(yīng)速度；構(gòu)件預(yù)制集中不僅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)能，更能保證構(gòu)件的質(zhì)量，特別是改變了小型預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量良莠不齊的通病。“三集中”施工工藝在保證質(zhì)量的同時，更改善了操作工人的工作環(huán)境，降低了監(jiān)理的工作強(qiáng)度。

在S6公路工程“標(biāo)準(zhǔn)化”建設(shè)過程中，通過“三集中”施工工藝的研究和推行，改分散為集中，改按施工區(qū)域劃分為按工序劃分，由粗放型的建設(shè)模式向集約型的建設(shè)模式發(fā)展，取得了良好的效果，為各施工單位廣泛接受和推廣。

[1]《建筑施工手冊》編寫組.建筑施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.

[2]交通部第一公路工程總公司.橋涵(上)[M].北京:人民交通出版社,2000.

[3]交通部第一公路工程總公司.橋涵(下)[M].北京:人民交通出版社,2000.

[4]J TG_TF50-2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2011.