集成化工厂在大规模T梁预制生产中的运用

华军 周晟

（江西省交通工程集团有限公司，江西 南昌 330000）

一、引言

某邻近城区高速公路工程全长29.3km，桥梁占比高达89%，桥梁上部结构主要以预制T梁简支连续为主，预制T梁总量为13744片，控制工期为360天。该项目对标准T梁采用“移动台座、液压模板（固定式）、恒温蒸养以及二次张拉技术”集成一体的工厂化流水线作业”新工艺。探寻采用“工厂智能集成化流水线作业”新工艺，来解决预制T梁产能工效低、质量差、成本高等问题，是行业在当前用地紧缩、工期紧、大规模预制T梁工程项目环境背景下，孕育发展的必然趋势。

二、新工艺与传统工艺对比分析

（一）流水线设计

集成化工厂每条生产流水线均设置了钢筋制作区、钢筋胎架安装区、制梁区（固定侧模区）、蒸养区、初张拉区及终张拉区。

（二）新旧工艺对比分析

传统工艺主要采用“弯起设备（人工辅助运料）+钢筋胎模架+固定台座+散拼模板+自然湿养+一次张拉”等设备和技术，每片梁生产周期为10天，每条生产线由1套钢筋弯起加工设备、1套钢筋安装胎模架、10个固定台座、1.5套模板、10组自动喷淋管道及配套龙门吊等组成。

T梁预制新工艺采用“MEP钢筋智能弯起设备+钢筋胎模架+移动台座[2]+液压模板（固定式）+恒温蒸养+二次张拉”等设备和技术集成为一体的工厂流水线预制工艺，每片梁生产周期为3天，每条生产线由1套钢筋弯起加工设备、1套钢筋安装胎模架、4个移动台座、1套液压模板、2套恒温蒸养设备及配套龙门吊等组成。

新工艺与传统工艺相比具有显著优势。第一，新工艺工厂集成化程度高，从钢筋加工、安装至砼浇筑、张拉等各工序一条生产线完成，机械利用率高、运转效率快，各工序间能做到无缝衔接；第二，机械智能化的广泛运用，加工控制精度高，构件标准、统一，成品质量好，大大提升了工程品质；第三，该工艺流水线作业从绑扎钢筋开始至初张拉结束，一个台座占用时间仅3天左右，工效却是传统工艺的3倍以上，且以机械作业为主，人为不利因素影响小，施工质量、进度可以得到有效保障。

三、关键工艺与质量控制

（一）自行式液压模板

该项目T梁模板采用分段加工的整体钢模板，在工厂加工完成后运送至现场，施工时现场组拼成型。模板配备相应的锲块模板调节，以适应不同梁长的需求。标准T梁预制模板采用全液压系统，系统由T梁侧模、端头模、底模台车、油缸及油路、同步液压系统、电气控制操作系统（模板只需横向移动）、混凝土浇筑平台等构成。模板侧模为固定结构，底模为可移动结构，底部设置行走轨道，通过电机驱动整体纵向行走。预制区至初张拉区轨道安装允许偏差需达到30m范围高差±3mm，两条轨道间距偏差±5mm。

通过随机抽取部分不同浇筑日期T梁进行横向和纵向检测，T梁横向钢筋保护侧厚度设计值为30±5mm，纵向检测钢筋保护侧厚度设计值为20±5mm，实测合格率均达到98%以上。模板的质量保证了主梁混凝土外观颜色一致、色泽光亮，气泡少且相对较小，无裂纹，棱角分明，基本无缺边掉角现象，模板接缝平顺，线形顺畅，总体外观质量优良。

（二）智能恒温蒸养养生

T梁的智能蒸养系统主要由无线温湿度测试终端、养护系统主机、多台养护从机养护终端几部分构成。

蒸汽养护流程简而言之可分为静置阶段、升温阶段、恒温阶段、降温阶段，关键是温度变化与时间关系，其升温速率一般设定为7℃／小时，恒温温度为40～45℃，恒温养护时间约30 小时，降温速率约为3.5℃／小时。

1.静置阶段

其温度一般设定至10℃左右，静置时间约为5小时，待其静置后系统将会自动启动从而进入升温状态。

2.升温阶段

升温速率一般约为7℃／小时，为了防止混凝土因受热而急剧膨胀变形导致开裂。所以一般采用低压(小于0.7MPa，饱湿度在90%与95%之间)蒸汽避免混凝土产生裂纹现象。在升温过程中，其温度数据系统会自动记录，与此同时调整升温的速率是通过系统自动控制蒸汽导入电磁阀开关调节的，待升温结束后将会自动进入恒温的养生状态。

3.恒温阶段

当棚内温度升到45℃左右时，进入恒温状态，而暖棚内温度偏离45℃时，系统会根据监测数据自动调整蒸汽输入的频率和总量，保持恒温状态，当偏离较大无法在30分钟内迅速完成调整时，报警系统将启动，实时提醒技术人员检查相关设备是否故障或覆盖措施是否得当等。

4.降温阶段

其速率一般控制于每小时3.5℃以内，在降温过程中依旧保持蒸汽输送，系统会根据降温时自动控制输送的频率。

5.自然养护阶段

当蒸汽养护结束以后，T梁立即进入自然养护状态。

采用智能蒸汽养护系统，全程时间只需约50小时，随机抽取蒸汽养护后初张拉前、终张拉前及28天在相同养护条件下的试块进行抗压强度检测，结果表明，采用智能蒸汽养护系统的C50混凝土在3个时间段的抗压强度均达到规范的要求，且混凝土强度基本均匀度100%，如表1所示。

表1 混凝土试块抗压强度

（三）预应力分次张拉

1.预应力初张拉

依据初张拉后使梁体能承受梁体自重荷载和起吊运输时的冲击荷载，以及考虑两次张拉预应力筋的伸长量有一定的差值，确保终张拉时夹具不在初张拉损伤位置，确定初张拉力大小为总张拉力的50%，其张拉顺序为50%N2～50%N3～50%N1。

2.预应力终张拉

T梁在存梁区待混凝土强度及弹性模量达到设计值90%，且混凝土龄期达到10天后，进行终张拉施工，终张拉力至设计总张拉力的100%，张拉顺序：100%N2→100%N3→100N1%，终张拉完成后48h内完成压浆、封锚施工。

四、结语

本文结合工厂智能集成化预制T梁施工工艺在实际项目中成功实施的经验，对该新工艺关键技术、质量并成本等方面进行了分析、介绍，相比于传统的预制T梁生产线，新型的“集成化工厂”在大规模T梁预制中能充分体现经济效率并提升品质工程，随着交通网络不断向多层高架发展，预制拼装结构将成趋势，产业化、专业化、集成化、流水线的标准构件预制生产必将得到更广泛的运用。