淺談山區(qū)高速公路預(yù)制梁場集約化建設(shè)

康海利 劉德

摘 要：基于贛皖界至婺源段新建高速公路工程項目預(yù)制梁場品質(zhì)建設(shè)的應(yīng)用實例，對梁場集約化建設(shè)進行簡要技術(shù)經(jīng)驗總結(jié)。集約化預(yù)制梁場對改進施工技術(shù)水平，促進施工作業(yè)規(guī)范化、提高施工質(zhì)量，達到工程標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化，滿足結(jié)構(gòu)安全性及耐久性的要求，提升標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)均有重要意義。

關(guān)鍵詞：集約化建設(shè)；安全性；標(biāo)準(zhǔn)化

0 引言

在山區(qū)高速公路中，預(yù)制梁場建設(shè)作為臨建設(shè)施的重要一環(huán)，在選址、建設(shè)規(guī)模及標(biāo)準(zhǔn)等方面尤為重要，預(yù)制梁場建設(shè)是品質(zhì)工程、安全文明的基礎(chǔ)保障。在交通運輸部提出平安百年品質(zhì)工程施工理念后，預(yù)制梁場的建設(shè)已不單單局限于滿足施工任務(wù)，更趨向于規(guī)范作業(yè)流程的模塊化、智慧化、信息化建設(shè)，體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。

1 工程概況

項目2#梁場位于兩座特大橋之間的路基主線范圍內(nèi)，受結(jié)構(gòu)物分布和地形地貌限制，預(yù)制場選址局限性較大。預(yù)制場必須充分利用僅有的300 m路基，預(yù)制場占地面積7 800 m2，承擔(dān)636片預(yù)制T梁的生產(chǎn)任務(wù)。共設(shè)置預(yù)制臺座16個，施工周期16個月。

2 做好施工準(zhǔn)備

施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分吸收過往成功案例，抽調(diào)專業(yè)人員，組建起相應(yīng)的管理團隊。在管理團隊組建過程中，要持續(xù)加強管理人員引進，確立管理人員的崗位要求?？梢罁?jù)崗位職責(zé)和專業(yè)要求，組織社會招聘等系列活動，使得管理團隊專業(yè)素養(yǎng)持續(xù)提升，年齡結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，更好地完成施工設(shè)備技術(shù)管理要求[1]。

施工企業(yè)可以針對新型預(yù)制裝配式住宅建筑施工要求，立足技術(shù)設(shè)備類別、技術(shù)特性，與相關(guān)學(xué)校展開深度合作，開展人才定向招聘等活動。同步做好管理人員培訓(xùn)活動，采取人員定向招錄與常規(guī)培訓(xùn)有關(guān)舉措，持續(xù)優(yōu)化施工技術(shù)團隊總體結(jié)構(gòu)，推動裝配式住宅建筑施工技術(shù)管理專業(yè)化。

施工企業(yè)還可以與有關(guān)院校進行深度合作，利用校企合作，快速調(diào)整施工技術(shù)人員的總體構(gòu)成，實現(xiàn)學(xué)歷優(yōu)化與年齡調(diào)整，以更好地增強施工效能。管理團隊要發(fā)揮主觀能動性，嚴(yán)格遵循施工技術(shù)規(guī)范，組織做好基礎(chǔ)施工技術(shù)、樁基施工技術(shù)、混凝土施工技術(shù)等系列技術(shù)應(yīng)用工作，利用裝備技術(shù)的靈活化調(diào)控，搭建起完備的施工流程干預(yù)體系[2]。

通過完善施工技術(shù)應(yīng)用流程、優(yōu)化施工體系，最大程度發(fā)揮施工技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合施工目標(biāo)，有序做好施工技術(shù)應(yīng)用工作。在混凝土施工技術(shù)應(yīng)用過程中，要積極調(diào)整混凝土澆筑過程，依托混凝土攪拌、運輸、灌筑、養(yǎng)護等路徑，形成混凝土制備、成型、硬化的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化施工，有效防范施工漏洞，增強混凝土施工可控性，科學(xué)消除潛在的施工風(fēng)險，保證總體施工效能，為后續(xù)施工活動高質(zhì)量開展奠定堅實基礎(chǔ)。

3 集約化建設(shè)的具體措施與要點

3.1 梁場選址

綜合考慮橋跨與梁型、工期、架橋機類型、地質(zhì)狀況等因素，選擇在橋梁集中地段建設(shè)預(yù)制場，以縮短運梁距離，提高運梁、架梁的施工進度，降低施工安全風(fēng)險，提高預(yù)制梁運輸安全性[3]。

梁場選址要保證基建工程量最小化。預(yù)制梁場的場址應(yīng)選在地形地貌平坦或挖填平衡段落，盡量減少土石方工程量。選取地質(zhì)勘探結(jié)果優(yōu)良的地段，避免產(chǎn)生基礎(chǔ)加固工程量，降低工程造價，確保使用安全。

預(yù)制梁場的選址要在滿足施工工期要求基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃臺座及建設(shè)面積，盡可能不設(shè)置存梁區(qū)的情況下，降低對土地資源的破壞，減少拆遷量，提倡永臨結(jié)合。

梁場選址還應(yīng)考慮交通方便。梁場應(yīng)盡量與已有公路或施工道路相連，以利于大型設(shè)備和大量材料的運輸。

3.2 場區(qū)建設(shè)

該梁場位于高填深挖段路基，為防止后期運營期間路基發(fā)生不均勻沉降，路基土石方施工期間，需在路基填挖交界位置開挖臺階，鋪設(shè)土工合成材料。每填筑8 m，采用落錘式強夯全斷面夯實，提高路基壓實度，增強路基整體強度[4]。綜合考慮預(yù)制梁的單體質(zhì)量、龍門吊工作性能及場區(qū)排水需求，將路基整體設(shè)置1%的縱坡，場區(qū)內(nèi)部硬化混凝土厚度不低于200 mm。

此外，為了避免了不良天氣造成的工期延誤，滿足全天候生產(chǎn)的需要，充分利用既有資源提高生產(chǎn)效率，預(yù)制梁場建設(shè)采用全封閉式大棚。

3.3 臺座設(shè)置

為了保證預(yù)制臺座的穩(wěn)定性，增加基礎(chǔ)整體承載力，在每個預(yù)制臺座端頭設(shè)置擴大基礎(chǔ)。采用鋼筋混凝土澆筑，臺座頂部鋪設(shè)不銹鋼模板。為改善傳統(tǒng)預(yù)制梁場場區(qū)內(nèi)水、電線路布設(shè)雜亂的現(xiàn)象，對所有管線采用地下預(yù)埋的方式，確保管線得到最大的保護[5]。將水電控制總閥設(shè)置在臺座端頭，確保場區(qū)整潔有序，從源頭上杜絕管線亂接亂拉的現(xiàn)象。

為了提高預(yù)制梁梁底預(yù)埋鋼板的安裝精度，摒棄以往固定式端頭臺座，改用廠家定做的預(yù)制螺栓式縱坡調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)裝置可滿足最大縱坡4%調(diào)節(jié)坡度，安拆方便、精確度高、穩(wěn)定性好、適用性強且可重復(fù)利用。架設(shè)后可使梁片端頭底部鋼板、橡膠支座、支座墊石相互密貼，消除支座受剪應(yīng)力、受力不均衡現(xiàn)象，延長支座的使用壽命。

3.4 排水系統(tǒng)設(shè)置

預(yù)制梁場內(nèi)設(shè)置橫向和縱向排水溝，主要用于收集T梁養(yǎng)護、廠區(qū)清理、壓漿作業(yè)等產(chǎn)生的廢水。

結(jié)合傳統(tǒng)梁場經(jīng)驗，將梁場排水溝尺寸加寬加深，增大斷面流量。其中橫向排水溝尺寸為40 cm×50 cm。在行車區(qū)域安裝3 cm厚沖孔鋼板。主排水溝為尺寸為50 cm×80 cm，副排水溝尺寸為20 cm×30 cm，頂部安裝鋼格柵蓋板。

梁場縱橫向排水溝采用暗埋式下穿連接，在施工前提前預(yù)埋，確保梁場整潔有序。為了加強抗壓能力，在水溝兩側(cè)溝幫加設(shè)了2 cm×2 cm的角鋼，確保水溝的整體牢固和穩(wěn)定。且場區(qū)內(nèi)部水經(jīng)排水溝匯入沉淀池，經(jīng)5級沉淀池沉淀后再循環(huán)利用，達到節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保的要求。

3.5 安全設(shè)施

預(yù)制梁場場區(qū)內(nèi)部高空作業(yè)涉及較少，從實際情況來看，預(yù)制梁場區(qū)的安全風(fēng)險主要集中在臨時用電管理、龍門起重機以及安全防護等多個方面。

3.5.1 科學(xué)布置臨時用電線路

加強龍門起重機用電線路布置能力，在預(yù)制梁場龍門起重機外側(cè)設(shè)置滑線槽，設(shè)置高度為2.5 m。所有線路均單獨由絕緣塑料線槽包裹，不僅檢修便捷也起到了防觸電防水的作用，有效防范漏電、短路等情況發(fā)生。

3.5.2 有序開展場區(qū)用電線路檢修

為了提升用電安全性能，加強用電管理，項目在預(yù)制梁場建設(shè)期間將電線預(yù)埋，在預(yù)制臺座端頭設(shè)置用電控制總閥，并安裝安全系數(shù)更高的航空插頭。

3.5.3 龍門軌道設(shè)置

預(yù)制場龍門軌道在安全管理環(huán)節(jié)，施工團隊要建立起完善的管理制度。主要采用鋼筋混凝土進行基礎(chǔ)施工，通過混凝土材料優(yōu)勢的發(fā)揮，提升軌道基礎(chǔ)承載力滿足相關(guān)要求，降低龍門軌道發(fā)生下沉等問題。

龍門起重機軌道基礎(chǔ)采用下沉預(yù)埋式，軌道基礎(chǔ)澆筑前安裝用于固定軌道的地腳螺栓，通過螺栓將軌道固定，解決了壓板受振動易脫落、松動的現(xiàn)象，也讓施工場地內(nèi)更為整潔、有序。

3.6 智能化建設(shè)

3.6.1 應(yīng)用智能變頻振搗控制箱

傳統(tǒng)振搗器無法變動頻率及設(shè)置振搗時間，振搗時間需要人工經(jīng)驗控制，當(dāng)混凝土性能發(fā)生變化時，無法較好的做出調(diào)整。智能變頻振搗控制箱控制面板設(shè)有控制頻率、振搗時間控制按鈕，使用人員可以通過現(xiàn)場混凝土塌落度調(diào)整振動時間和頻率，實現(xiàn)“一拖十”，發(fā)揮振搗的最佳效果，并通過遙控功能減少操作人員，達到機械化減人增效的效果。

3.6.2 搭建梁場信息中心

信息化中心是預(yù)制場的“大腦”，集臺座使用情況、混凝土養(yǎng)生狀態(tài)、電力負(fù)荷及實時監(jiān)控于一體，將預(yù)制場的實時數(shù)據(jù)、動態(tài)情況實時匯報給上級管理部門，隨時掌握施工現(xiàn)場真實數(shù)據(jù)，為項目動態(tài)管理提供有力的信息化數(shù)據(jù)支撐和保障。

為持續(xù)增強項目施工質(zhì)量可控性，消除潛在質(zhì)量風(fēng)險，降低結(jié)構(gòu)性病害發(fā)生概率，施工團隊在預(yù)制梁場施工過程中，應(yīng)當(dāng)圍繞質(zhì)量管控，進行信息化智慧控制質(zhì)量模塊的組建與應(yīng)用。

技術(shù)人員依托BIM技術(shù)搭建起施工平臺，可推動鋼筋工程、混凝土工程順利進行。BIM技術(shù)作為可視化數(shù)字建筑模型，為設(shè)計團隊、施工人員提供了數(shù)據(jù)模擬與信息分析協(xié)作平臺，在三維數(shù)字模型輔助下，可以完成對整個大型預(yù)制梁場高效管控[6]。例如通過Civil 3D軟件，進行梁場場地地形三維模擬，并完成土方計算、土方平衡等基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)獲取、計算工作。在此基礎(chǔ)上，輔助施工團隊完成梁場功能區(qū)科學(xué)布局。功能區(qū)布局過程中，使用Revit單元構(gòu)件，能夠及時發(fā)現(xiàn)功能分區(qū)、構(gòu)造物之間是否存在沖突碰撞，排除不合理規(guī)劃，推動后續(xù)施工建設(shè)活動穩(wěn)步開展。

科學(xué)建立自動化數(shù)控鋼筋加工場，并在相關(guān)區(qū)域設(shè)置原材料放置區(qū)、鋼筋加工制作區(qū)、工具存放區(qū)、廢料堆積區(qū)、成本存儲區(qū)。配備相應(yīng)數(shù)量的數(shù)控彎曲中心、信息展板、排風(fēng)扇等硬件設(shè)備，確保鋼筋加工活動有序開展。例如通過信息展板及時顯示操作規(guī)程、鋼筋大樣圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，便于工作人員獲取，并開展相應(yīng)技術(shù)操作，防止施工活動盲目性。

混凝土工程施工環(huán)節(jié)，要在按照技術(shù)要求，安裝遠程自動控溫系統(tǒng)。通過無線發(fā)射器、測溫探討、計算機終端之間有效聯(lián)動，可以快速掌握混凝土各個區(qū)域溫度數(shù)值，從而根據(jù)混凝土溫度變化情況，靈活調(diào)整后續(xù)施工步驟，減少裂縫等施工質(zhì)量問題發(fā)生。

考慮到預(yù)制梁養(yǎng)護要求，混凝土施工過程中，模板拆除后，應(yīng)當(dāng)使用自動噴淋系統(tǒng)進行必要養(yǎng)護作業(yè)?，F(xiàn)階段自動噴淋系統(tǒng)較為成熟，主要用水箱、增壓泵、時控開關(guān)、上水軟管、子集水溝、噴頭等結(jié)構(gòu)組成。通過上述組成模塊有效聯(lián)動，確保自動噴淋系統(tǒng)運行效能，保證養(yǎng)護噴淋效果。

施工團隊可以借助信息化智慧控制技術(shù)，搭建起安全模塊，形成VR安全體驗館，借助AR、VR以及3D技術(shù)，模擬施工過程中存在的安全風(fēng)險，順利完成安全交底以及培訓(xùn)演練。借助這種方式，持續(xù)提升施工團隊專業(yè)能力，可以在突發(fā)情況下，有效進行自我保護。這種方式有效改變了傳統(tǒng)安全教育方式，保證了安全教育效果[7]。

3.7 創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用

3.7.1 自行式T梁混凝土澆筑臺車

基于工程設(shè)計研發(fā)出的自行式T梁混凝土澆筑臺車，在澆筑作業(yè)時，工人可通過遙控控制作業(yè)車前后移動，并通過中間的工作槽進行布料和振搗作業(yè)，解決了操作人員上下T梁行走的安全問題。自行式T梁混凝土澆筑臺車為T梁混凝土澆筑、振搗、抹面時提供了一個工作平臺，并可避免因人員和小型機具荷載引起頂板鋼筋變形。

3.7.2 鋼絞線牽引網(wǎng)套整體穿束裝置

其由牽引系統(tǒng)+限位導(dǎo)向臺+輸送裝置組成。鋼絞線完成下料后，在輸送裝置上編束，利用牽引網(wǎng)套綁接鋼絞線，由卷揚機通過限位導(dǎo)向臺牽引鋼絞線進入預(yù)應(yīng)力管。其不僅能提高功效，減少工人勞動強度，有效解決鋼絞線纏繞，還能對鋼絞線起到很好的保護作用，減少預(yù)應(yīng)力損失。鋼絞線牽引網(wǎng)套整體穿束實物圖見圖1。

3.7.3T梁護欄預(yù)埋鋼筋采用胎架節(jié)段式加工

根據(jù)護欄預(yù)埋鋼筋的設(shè)計間距，利用角鋼制作護欄加工胎架。提前將護欄預(yù)埋鋼筋按2 m一節(jié)段加工成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，再轉(zhuǎn)移至T梁頂板進行整體安裝。這樣能有效提高護欄預(yù)埋鋼筋的預(yù)埋間距、線形，解決護欄預(yù)埋鋼筋位置不準(zhǔn)確、線型不順直的問題，為防撞護欄施工提供基礎(chǔ)保障，確保護欄線型順直、圓滑，提高護欄鋼筋保護層合格率及使用耐久性，方便操作人員轉(zhuǎn)運，安裝省時，方便快捷。

4 結(jié)束語

集約化預(yù)制梁場建設(shè)的主要目的是節(jié)約資源、提能增效，充分利用新材料、新技術(shù)、新工藝，鼓勵“微改微創(chuàng)”等技術(shù)，規(guī)避傳統(tǒng)預(yù)制梁場在建設(shè)和使用期間發(fā)生的各類問題。本文從場址的選擇、建設(shè)方案、施工工藝等全方面入手，對技術(shù)可靠性、施工安全性、經(jīng)濟可行性等多方面進行進行各項綜合性能指標(biāo)的比選，進行優(yōu)中選優(yōu)。

要不斷提高自動化、智能化、模塊化等設(shè)備使用效率，培養(yǎng)新時代的一線施工人員專業(yè)技能，提升施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和單品合格率，杜絕資源浪費。要提高勞動生產(chǎn)效率、降低體力勞動，努力從科學(xué)技術(shù)、專業(yè)知識方面進行全員素質(zhì)的提升。本文總結(jié)山區(qū)高速公路預(yù)制場在設(shè)備投入、資源利用、產(chǎn)能等方面的經(jīng)驗，為日后同類工程施工中借鑒參考。

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收稿日期：2023-10-11

作者簡介：康海利（1986—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，本科，工程師，研究方向：城市道路、高速公路橋梁工程與隧道工程施工技術(shù)。