连续梁智能施工关键技术研究与应用

2022-09-03谭祖春

大科技 2022年35期

谭祖春

（中铁十一局集团第五工程有限公司，重庆 400037）

0 引言

连续梁在施工过程具有明显的周期短优势，并且连续梁具有较大的刚度，在车辆行驶期间能够保持较高的稳定性，且运营维护的方法相对容易，使用期限内不会产生较多的伸缩缝，具有较强的抗震能力，因此在如今的公路、铁路施工中被广泛的运用，使得我国目前的连续梁工程项目正在不断增加。

1 连续梁智能施工技术体系框架

在目前的连续梁施工过程中，涉及许多较为复杂的工艺，需要对繁多的施工工序进行有效规划，才能够确保施工的顺利进行。目前连续梁施工常用的技术方法主要包括悬臂浇筑法、移动模架法、满堂支架法、拼装法、顶推法等等。其中悬臂浇筑法的施工操作相对比较简便，施工成本也相对较低，能够在较短的周期内完成高质量的施工任务，让连续梁具备更好的整体结构，且不会对周边交通产生较大的影响，因此受到人们的青睐。在使用悬臂浇筑法时，以桥墩为中心，随后按照对称的模板向两侧分别实施混凝土的浇筑工作，当混凝土的强度达到了规定的标准之后，实现预应力束的张拉工作，并根据施工需求将挂篮移动到下一段，完成下一段梁段的浇筑工作。在悬臂浇筑的过程中，主要的工序包括以下几点：首先需要完成桩基承台的建设，其次需要安装支柱，并对墩梁采取临时固结的处理，随后进行0 号块的施工工作，并通过悬臂在墩梁两侧进行分段施工，最后完成箱梁合龙工作[1]。在这些工序中包含较多的关键技术点。例如，混凝土温度的控制、合龙工作的平衡问题、支架结构的计算、线形监控等等，此通过智能施工技术进一步加强施工监督和管理，才能够确保连续梁顺利达到验收标准，提高连续梁施工的质量。

2 连续梁智能施工技术的主要内容

在使用连续梁智能施工技术时，可以分为综合管控部分和关键环节管控部分。综合管控部分主要是对连续梁施工过程中的各种原材料场、施工进度和施工质量检验等环节进行全面的管理与监督；关键环节管控部分主要是对连续梁施工中的各种工序进行有效管理，确保各项施工工序能够达到规范标准，以此来促进连续梁智能施工质量的不断提升。

2.1 综合管控

在进行综合管控的过程中，管理人员借助各种信息化的手段实现对连续梁施工进度的有效把握，并根据相关规定和要求规范的填写电子施工日志，并完成检验批的电子文档录入。在进行一些隐蔽工程的施工时，工作人员需要根据规定拍摄图片和影像，并将拍摄的材料上传到建设管理网络平台中，为日后的验收与维护做好准备。同时在进行混凝土生产的过程中，管理人员还需要将混凝土的搅拌工序和搅拌质量纳入生产管理系统中进行实时监控。

在对连续梁进行施工进度的管理时，管理人员可以参考其他建筑工程的进度管理模式，将工程的实际进度和工程施工计划中的进度进行有效对比，准确评估续梁施工进度是否达到标准。在进行计划进度的编制时，应该立足于连续梁施工的实际情况进行合理的编排，也可以依据建筑企业之前的各类连续梁施工经验进行科学调整。管理人员通过电子施工日志来记录每日的施工进度，为施工进度的有效管理提供可靠的参考依据。

2.2 关键环节管控

2.2.1 桩基检测

在连续梁施工过程中，桩基是否稳定关系到整体的施工质量，因此需要进一步加强桩基检测工作。目前，在对连续梁桩基进行检测时一般会采用高应变检测、低应变检测、超声波检测或静载试验法等手段。高应变检测方式可以对桩基的竖向抗压承载力进行评估；低应变检测方式能够对桩基内部存在的缺陷进行有效判断；超声波检测方式能够检测桩基是否完整，但是需要提前将检测管安置在钢筋笼上；静载试验法能够有效的检测桩基质量是否达到验收标准，一般会通过千斤顶对桩基增加荷载来判断。

在智能化施工中，桩基检测系统可以分为两个模块，首先是现场检测端口的设置，技术人员在施工现场桩基检测仪上安装相应的数据传输模块，从而通过模块中的检测程序实时采集施工现场的各项数据，并对数据进行有效的处理和分析，将数据传输到相应的管理平台，实现有效的数据分享；其次是检测平台端口设置，技术人员通过平台端上的不同检测软件对数据进行有效检测，从而评估桩基施工进度是否达到标准，根据检测的结果判断桩基施工质量是否达到要求，从而实现对桩基施工的智能化管理，向现场施工人员提供更加真实可靠的数据参考，便于现场施工人员对施工中的问题进行有效调整和改良，有利于进一步提高桩基施工的质量和水平。

2.2.2 大体积混凝土温度检测

在连续梁施工过程中，桥墩、连续梁等部位往往需要使用大体积的混凝土来完成，因此在施工过程中必须充分考虑水化热的基本原理，对混凝土中产生的温度应力进行有效检测，避免混凝土中出现较大的裂缝。如果混凝土中因为温度应力产生了裂缝，就有可能出现上下贯通的风险，不仅会对梁体的承载能力造成严重影响，也会对连续梁的防水能力产生破坏，最终影响连续梁的使用寿命。因此在实际施工的过程中，需要对连续梁中的大体积混凝土进行有效的温度场分析，并评估大体积混凝土中的应力分布情况，同时通过智能化的温度检测系统有效监控施工过程中大体积混凝土中的水化热反应，确保混凝土内外的温度差保持在合理的界限内，从而有效控制大体积混凝土中的温度应力，避免大体积混凝土中出现裂缝，让连续梁的施工质量得到提升，确保连续梁的使用寿命[2]。

首先，根据大体积混凝土的浇筑尺寸和浇筑的走向对测温点进行合理的布置，并通过智能化的混凝土测温系统对大体积混凝土中的温度变化进行实时监控；其次，根据智能化测中的数据反馈，技术人员需要及时对大体积混凝土进行覆盖工作，让混凝土表面能够保持良好的保温状态，并根据内外部的温度变化情况对覆盖厚度进行有效调整，使内外部的温差保持在合理的范围内；再次，在选择混凝土材料配比时，应该充分考虑水化热的参数，让混凝土能够实现更加有效的水化热放散；最后，按实际施工中可以根据具体的施工要求，将冷却水管预先埋放在混凝土浇筑的部位，从而有效的控制大体积混凝土的内外温差，保证混凝土浇筑的质量。

2.2.3 0 号块施工模拟

连续梁的0 号块具有较为复杂的结构，并且施工体积较大，因此在施工过程中的质量控制存在较大的难度。同时，0 号块中的钢筋较多，预应力管道也较为复杂，特别是在支座附近存在十分密集的钢筋布置，给施工增添了更大的难度。因此在施工过程中，往往会借助BIM 模型系统建立起三维视图，对0 号块中的混凝土浇筑、钢筋布置、预应力计算、预埋件设计、支座设计等进行统筹规划，从而进一步优化施工方案，对后续施工进行提前模拟，以此来提高0 号块的施工质量。

首先，对连续梁进行有效的受力分析，并根据施工需求选择合适的施工工艺，让连续梁中的梁体预埋件不会与预应力钢筋、其他普通钢筋产生相互干扰的情况，并在BIM 模型的帮助下实现模拟施工和优化，以便在实际施工时能够更加快速的安装钢筋、浇筑混凝土等。

其次，通过BIM 管理系统能够将实际施工中的各项数据准确的录入BIM 模型中，从而实现对施工全过程的有效管理，让不同施工单位可以根据BIM 模型对施工工序进行有效分析，实现不同施工单位之间技术资料、施工进度和梁体结构数据的有效分享，让施工单位能够实时根据BIM 模型掌握施工的具体情况，动态的分析施工质量和施工安全问题，让BIM 系统可以为施工团队提供更加完整的施工方案。

2.2.4 连续梁模板检测

高支模如果出现了较大的变形或者承载了过大的压力，就有可能使内部的钢构件出现失效的问题，从而导致高支模出现坍塌的情况，给正常施工带来严重的风险。在连续梁施工过程中，主要是针对高支模的梁和墩柱进行有效监测。梁的监测主要是确保在浇筑过程中保持均衡的状态，使梁能够受力均匀，避免出现模板倾覆的问题；墩柱的监测主要是确保在浇筑的过程中底层模板能够保持均衡的受力，避免底层模板出现爆模的情况。

在智能化施工中，一般会采用智能无线高支模数据采集设备对高支模的施工进行有效监管，借助各种传感器有效的监控模板的沉降情况，观测支架的变形情况，并通过无线通信技术将收集到的数据上传到工程项目的管理平台，从而在出现问题时能够及时发出警报，对施工人员进行有效预警，并为施工管理人员进行更加科学，安全的施工规划，提供数据参考。

2.2.5 连续梁预应力施工检测

（1）张拉环节。

在智能化施工的过程中，预应力自动张拉系统已经被广泛运用在连续梁的施工中，能够实现预应力的自动张拉和静停，并完成自动化的锚固工作。同时借助预应力自动装拉系统，能够对预应力施工的全过程进行有效监管，对张拉力进行更加精准的控制，确保预应力筋能够达到规定的伸长值[3]。同时借助智能系统能够实现有效的信息化管理，将施工的各项数据和施工结果及时存储到管理平台，确保施工数据能够真实的反映施工质量，促进预应力施工安全性的有效提升。

预应力自动张拉系统能够自动平衡连续梁两侧的预应力张拉参数，确保张拉力值达到规定标准；同时可以实时监控张拉力和伸长值，并完成有效的人机交互实现更加便捷的数据采集和数据分析。因此在施工过程中，需要定期维护预应力张拉设备，对测力传感器和仪表、量具进行周期性检查，按照张拉设备的配套标准设置参数。在使用自动张拉系统时，应该将精度控制在1.5%以内。在张拉的过程中，对伸长值进行实时的误差校核，确保偏差值控制在6%以内。在张拉阶段，持荷时间应该尝过5min。同时，各千斤顶之间的张拉力误差不应该超过2%。在使用系统时，首次使用千斤顶需要进行有效的校准，在使用千斤顶超过一个月后也需要再次进行校准，自动张拉次数超过300 次时同样需要有效校准。

（2）压浆环节。

预应力管道的压浆施工环节是连续梁施工中的重要隐蔽工程，提高压浆质量能让预应力筋具备更高的抗腐蚀能力，并且让预应力筋能够更好地粘合混凝土，避免出现严重的预应力损失情况，让连续梁具备更高的抗弯刚度。智能压浆系统主要包括制浆-储浆系统、自动加水系统、压浆泵、高压胶管、监测系统和控制系统组成。浆液在经过高速搅拌机搅拌后进入压浆泵，再经过进浆管流入预应力管道，并结合反浆管实现有效的内循环，在泵排流量的控制下有效地排出孔道中空气和其他杂质，确保压降的质量。除此之外，通过自动压浆系统能够使压浆施工中的各项工序更加协调，实现全过程的自动化管理，让水胶比的数值更加精确，同时更加精准的调控压降压力，确保压浆过程中的流量速度，并更加合理的设置保压时间。在自动压浆的过程中，自动化系统可以更加准确的评估压浆是否达到了规定的饱满程度，从而提高压浆的质量，确保连续梁施工的有效性。图1 是一种自动压浆智能系统。

图1 自动压浆智能系统

2.2.6 连续梁施工线形控制

在连续梁施工过程中，线形控制同样是十分关键的环节。通过自动化的线形预测和监控系统，能够有效地对连续梁的线形状态进行预测和识别，从而进行更有效的修正。在进行悬臂浇筑施工之前，需要严格遵循设计图纸对相关浇筑参数进行分析，并通过连续梁结构分析软件进行有效模拟，更加准确的把握梁体的施工状态，从而对挠度变化情况进行有效分析，以便在施工过程中做出更加科学的指导。但实际施工过程中，技术人员通过自动监控设备对施工过程中的梁体变化情况进行实时监测，将监测到数据进行有效的误差分析，从而及时对施工参数进行调整，以此提高施工的质量效率。