张义文

(中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连116100)

随着国内建设项目的持续大规模的展开，各建设单位承建项目的增多，涉及到公路、铁路、市政等项目建设，在施工中各单位相互借鉴先进的工艺，互通有无，整体提高了国内工程建设的综合水平。梁板的工厂化预制技术，由于其施工质量和施工进展易于控制、不受气候影响等诸多优点而在现代公路建设中广泛应用。河北京石高速公路改扩建工程在梁板预制中通过方案比选后，改变了以往公路梁板预制多采用分散预制的惯例，采用了梁板“工厂化”集中预制的方案，中铁十九局集团第五工程有限公司主要负责改扩建工程24标制梁场，共需生产梁板3 571片。通过本工程的施工，本文从选址、布局、施工工艺、工装设备配备、施工管理等几个方面进行总结，为今后相同工程提供参考。

1 梁场位置选定

场址的选择应综合考虑各方面的因素，既有经济方面的也有技术方面的。

1.1 选址原则

梁场的设置与分布大多根据全线桥梁分布情况、线路结构物分布情况、运架设备效率、工程建设工期、沿线地形地貌等综合考虑，施工单位进场后进行场址比选后确定建场位置。梁场选址应综合考虑以下几点。

(1)梁板的供应范围。梁场选址一般考虑在供梁范围中部或桥梁集中处,力求桥梁运输供应距离最短,以便于运架效率的合理发挥,降低运架成本。

(2)运梁距离较短。较短的运输距离可确保梁片运输安全,提高架梁的施工进度,降低运输费用；确保运架梁通道的顺畅。梁场的设置要考虑运架梁通道上影响架梁关键工程的工期,合理安排施工顺序。

(3)梁场临建工程量小。制梁场的位置应尽量选在地质状况好的地方,减少土石方工程和基础加固工程量,降低工程费用。

(4)交通方便。制梁场的位置应尽量与既有公路或施工便道相连,利于大型制梁设备和大量制梁材料运输进场。

(5)节约用地，永临结合。

1.2 京石改建JS24标梁场

本梁场主要供应4、5、6、7等4个标的桥梁上部结构3 571片梁板的预制运输及架设，覆盖范围K82+400～K138+500。梁场所处里程为K112+600，基本位于梁场梁板覆盖标段的中部。分摊任务合理，利于施工组织，能够保证工期。

梁场位置交通便利，公路网发达，主要有京石高速公路、107国道、333省道等。

总之，制梁场地的选择应综合考虑各方面的因素，本着“因地制宜、节约资金、降低成本、确保安全与质量”的原则统筹规划。在施工前要认真进行施工调查和技术经济比较，选择最佳位置。

2 梁场场区布置

2.1 梁场布置原则

梁场场区布置分为宏观布置及微观布置，宏观布置为梁场的整体布局，微观布置为梁场的细部区域规划及水电应用。梁场的布置安排直接控制施工效率，合理的梁场布置是实现制梁循环最快的关键。应考虑：

(1)梁场整体布局。

(2)梁场生产线布置。

(3)梁场功能区域布置。

(4)水电规划。

因此，在选择制梁场时，应综合考虑桥梁施工周期、制梁场地形条件、拟投入的设备、要求的产量和施工的安全性，选择合理的制梁场，避免造成规模不合理，浪费建设资金。

2.2 京石改建24标梁场

JS24标预制梁场分为制梁区、存梁区、混凝土拌和站区、生活办公区、钢筋存放加工区、钢绞线存放区、库房、试验室、变配电室和发电机房等。

梁场布置采用纵列式布置，共确定了4条生产线。为充分利用土地，4条生产线并排布置。

梁场内从钢筋加工、钢筋绑扎、钢筋吊装、模板立拆及提梁龙门吊的配备等分别设置了4条相对独立的生产线,对于4条生产线的工装设备独立布置，使4条生产线各工序形成顺畅的流水线,大大提高了生产效率,充分发挥了设备利用率,降低了梁片预制成本。

3 施工工艺改进

随着工程建设的快速发展，各项施工技术已经臻于成熟，各施工单位没有停滞在原来的基础上，积极采用国内外各项先进技术，使得各项施工由劳动密集型施工逐渐向着技术密集型转变，由粗放型的施工工艺向“精细化”施工工艺进行迈进。

3.1 钢筋施工工艺

在梁片整个预制过程中，钢筋工程是比较重要的工序。其下料长度的精确、绑扎质量和速度制约着现场预制梁片的施工进度。本梁场在钢筋绑扎时采用胎具绑扎、整体吊装的工艺，节省了钢筋拼装及调整时间，加快了制梁进度。现场配备一套数控自动化钢筋加工设备，可以提高钢筋加工速度及精度。

数控自动化钢筋加工设备由数控钢筋剪切生产线和数控钢筋立式弯曲中心两部分组成，钢筋加工速度快、精度高。

3.2 模板工程

模板分为底模、侧模、端模、内模。底模采用6 mm厚的钢板并根据设计图纸要求设置相应的预拱度，预拱度采用抛物线设置。吊装钢筋前底模用砂轮机除锈并用绵纱擦干静，然后均匀涂抹脱模剂，脱模剂涂抹完毕后用塑料薄膜覆盖防止灰尘污染模板。

3.3 混凝土工程

3.3.1 高性能混凝土的应用

混凝土的各项物理力学及耐久性指标除满足规范标准要求外，同时还要具有养护时间短、施工工作性能好、混凝土初张强度时间短等性能。掺用粉煤灰、矿粉等优质特种矿物掺合料，通过进行优化复合配伍的研究分析，优化配伍复合体系,降低混凝土的成本,改善混凝土和易性、耐久性,适当提高早期强度。

3.3.2 混凝土浇筑

(1)混凝土的浇筑采用连续浇筑一次成型，浇筑时间控制在3 h左右；由试验室对混凝土拌和物进行坍落度损失试验。

(2)在施工中采用按梁的全断面斜向分段，水平分层连续浇筑，先浇筑马蹄部分，再浇筑腹板，最后是顶板及翼板，每层混凝土浇筑厚度30 cm。

3.3.3 养护工艺

梁片养护分为蒸汽养护和自然养护两部分。

(1)蒸汽养护。

为了提高养护效率，采取蒸汽养护模式，优化混凝土养护环境，实现了早强、早拆模。根据本地气候进行热工计算及混凝土强度发展情况确定。

为了能够更好的控制蒸养效果，梁场采用自动蒸养系统：系统主要由一套自动测温软件系统、一台电脑、一台温度采集器、两个电动阀、一台磁阀控制器、若干测温探头等组成，使用时预埋梁体的测温探头测得温度，温度采集器采集后，通过无线传输至电脑，电脑根据设置，分析数据后，通过无线传输对磁阀控制器下达命令，控制电动阀的开、关以控制蒸汽，如温度超过设置上限，则关闭电动阀停止蒸汽。温度自动控制系统实现了制梁台座蒸养棚内温度实时调控，达到蒸汽的定量控制，保证了梁体的质量。

(2)自然养护。

自然养护采用全自动、脉冲式、全天候预制梁片喷淋养护系统。此系统利用先进的全天候时钟式不间断继电器成功实现了梁片喷淋养护的不间断，保证在无人控制的情况下系统自动运行，始终根据设定调整间隔和喷淋时间，解决了梁体养护当中干湿循环的弊端，使梁体始终保持湿润；解决了养护当中存在的养护不及时、干湿不均、水源浪费、占用大量人力、物力、维修量大、养护有死角等普遍问题。

3.3.4 预应力工序

根据设计图纸要求梁体强度达到设计强度的100%时进行张拉。张拉时按照设计张拉顺序两端两侧同时对称张拉，使千斤顶、限位板、工作锚连接在一起，并确保管道、锚具、千斤顶三者同心。千斤顶使用专门吊架提升。张拉时采用自动张拉设备配合内卡式千斤顶进行作业，设备先进、工艺简单。

(1)自动张拉设备。JS24标梁板预制选用开封市齐力预应力设备有限公司生产的QLZK-Ⅱ型预应力梁全自动张拉控制系统，主要用于各种预应力梁的全自动平衡张拉施工，具备张拉安全、数据准确、操作简单等优点。相对于传统的人工操作张拉模式，具备可以根据施工要求做到预应力梁实施应力的精准控制，实时监测张拉过程、报表自动输出、安全报警等功能。张拉之前将控制应力、设计伸长值等数据参数输入系统，按张拉顺序启动任务，可以开始同步张拉。

(2)内卡式千斤顶。内卡式千斤顶是一种预应力穿心式千斤顶，它具有结构紧凑、密封性能好等特点。同时它将工具锚内置，有效地节省了千斤顶张拉所需的空间，特别适合狭小空间的张拉，钢绞线的预留长度也减少了50～60 cm，大量节约预应力筋，经济效益明显。

(3)新型钢绞线穿束机的使用。新型钢绞线穿束机采用全驱型直连式立式电机，体积小、质量轻、操作简单、安装移动方便。操作时只需2人即可。数据精准，无任何浪费。其推进轮与切割轮相距约0.3 m，不会产生像落地式那样的约束管内的钢绞线浪费。新型钢绞线穿束机快速，施工工序简单，集快速自动下料、快速自动编束、快速自动穿束一体化，解决了人工穿束的劳动强度大的问题。减少了人员投入，克服了人工放线的不安全性、下料误差大、耗时长等诸多难题，更是方便了施工、提高了工效、缩短了工期、节约了工程成本。

3.3.5 大循环压浆工序

为保证压浆质量，管道压浆采用大循环压浆工艺；压浆前，密封锚头，确保管道封闭，并将管道内的杂物、积水排出，保证压浆密实、不漏压。压浆时及压浆后3 d内，梁体及环境温度不得低于5℃。压浆泵采用连续式，同一管道压浆连续进行，一次完成。

大循环压浆工艺流程：密封锚头→检查、清理管道→机械设备及相关部件安装→按配合比搅拌浆体→灌浆→压浆完毕设备清理。

4 工装设备配备

4.1 台座

制梁台座的数量取决于制梁周期和效率及工期要求、制梁设备配置情况、制梁工序、存梁台座数量、架梁开始时间等。

4.1.1 制梁台座数量确定

制梁台座数量由下式确定：M=N/η。式中：N为梁场制梁效率，即梁场一天需完成梁片预制的数量；η为单台座制梁效率(片/天)；M为台座数量。

JS24标梁场设计每天生产25片梁；单台座8 d周转1次，η=25/8=0.125片/d；M=N/η=25/0.125=200个。

考虑现场各种因素的影响，难免造成中途赶工期的现象出现，此时梁场制梁效率就要增加，再扩大规模也很困难。因此，JS24标梁场共设置210个制梁台座。

4.1.2 存梁台座数量的确定及布置方式

存梁台座数量的确定受多种因素影响，如制梁进度、制梁台座数量、存梁周期、架梁开始时间和架梁速度、运架梁通道是否畅通等影响因素。综合考虑各种因素，JS24标梁场设计存梁能力900片。

4.2 设备

梁场主要的工装设备有：钢模板、混凝土搅拌站、浇注及运输设备、生产区龙门吊。

4.2.1 模板

模板在梁板的预制过程中，处在相当重要的地位，模板方案的成功与否直接关系到生产过程中的生产进度及劳动用工数量，模板加工质量的好坏直接影响预制梁的尺寸及外观。

JS24标梁场负责3 571片梁板，共有12种梁型。综合各梁型数量，共配备58套模板，能够满足施工生产任务。梁场进场前组织了有关桥梁专家和工程专业、机械专业工程师对模板方案进行科学的论证，要求自行设计，委外加工。这种方案相比完全委托加工单位设计、制造具有投资少、便于施工的优势。目前24标梁场已生产1 000余片梁板，该模板生产速度快、循环周期短，满足施工需要。

4.2.2 混凝土搅拌站配置方案

梁场选用的是2台HZS90混凝土搅拌机组，每套搅拌站采用独立计量系统。采用该方案主要考虑以下因素：梁场的混凝土总量为60 000 m3，设计每天生产25片梁板，混凝土约为350 m3，搅拌站每天需生产混凝土约350 m3，高性能混凝土的搅拌时间要求2～3 s。采用搅拌运输车运输混凝土，按2.5 min考虑搅拌站的搅拌时间，则每台搅拌机1 h能生产混凝土24 m3，2台能生产48 m3，350 m3混凝土需要约8 h，配备两台搅拌站满足施工要求。目前梁场已生产1 000余片梁，事实证明梁场选用的混凝土搅拌站完全满足设计要求，其性能相当稳定，拌制的高性能混凝土质量好，其生产能力完全满足梁片预制的要求。

4.2.3 混凝土的运输及浇筑设备的配置

混凝土的运输及浇筑设备在混凝土的浇筑过程中也是非常重要的设备，其设备的配置直接影响混凝土的灌注质量、灌注速度。选用6辆8 m3混凝土罐车，因场区内拌合站与制梁区域相邻，运距短，能够保证混凝土及时运输至现场。

4.2.4 龙门吊的配置

生产区的龙门吊主要负责钢筋笼的吊装、模板的拆装、提梁作业，一般根据台座的布置来确定龙门吊的跨度，根据生产区最大起吊重物确定其吊装吨位，配置数量由吊装工作量来确定。

JS24标梁场由于梁型较多，台座设置较多，为充分利用场地、设备，场地选用45 m跨龙门吊。龙门吊的内净空高度由生产台座高度、模板高度、梁片钢筋高度、吊具高度来确定，梁场的龙门吊的吊装高度一般在13～15 m。

JS24标梁场每天生产25片梁，平均每个生产线生产6片，每条生产线配置3台龙门吊进行钢筋笼吊装、模板装拆、提梁作业，速度快，有效节约了模板循环时间。

4.2.5 蒸汽养护系统的配置

梁蒸汽养护必须根据梁的养护过程进行热工计算，以确定单位时间内梁的最大蒸汽用量，从而确定蒸汽锅炉的吨位和台数。根据计算，梁场配备4 t/h蒸汽锅炉两台。梁场生产台座的布置确定蒸汽管道的长度，梁的养生温度及供气距离确定蒸汽锅炉压力及蒸汽管道直径。

5 梁场施工管理

梁场在梁场规划、建场配备完善后,如何发挥梁场的制梁生产效率关键在于梁片预制施工管理。梁场施工管理有施工技术质量管理、安全管理、物资管理、设备管理、劳务管理、进度管理等,只有通过有力高效的组织管理才能保证生产线的正常运转。

技术质量管理主要是掌控施工技术质量标准、规范、技术条件,制定场内质量控制标准、指导施工生产,卡控质量重点、制定落实质量预防、纠正措施,确保梁场质量体系的正常运转;对梁片生产中的技术质量信息和数据建立数据库并分析总结以预防质量问题的发生,对生产工序流程中有利于提高生产效率和质量的方案积极进行推广。

安全管理中梁场以多种形式增强广大参建者的安全意识，加强安全生产管理力度，全面落实“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，积极开展“以人为本，以路为本，关注安全，关爱生命”的安全生产活动，使安全生产工作扎根于基层、落实到班组。

物资管理主要包括物资招标采购、物资进料计划、物资逐日消耗、物资日常消耗统计分析、场内材料消耗定额测定。物资正常的进场供应是梁场正常运转的根本保证,物资材料消耗统计分析和定额测定是梁场成本管理的重点。

加强设备管理，梁场的生产线是由各种设备、工装组成的整体,设备的故障会造成整条生产线或整个梁场的瘫痪，梁场需要加强大型设备的检查保养工作，确保生产线的正常运转,发挥其最大效率。

抓好劳务管理，梁场中的各工序属劳动密集性作业工序,要必须控制好施工成本。梁片预制施工劳务应按施工技能和工序进行分工，单独组建施工班组,并进行技能、质量培训,以满足梁片预制质量要求。各工序劳务人员的数量配置,应根据梁场施工循环设计进行合理安排,以满足制梁循 环要求,确保生产线效率的发挥,降低施工成本。

进度管理是梁场施工生产的主线,如果没有进度何谈生产效率。梁片生产线上每道工序的进度管理是梁场进度管理的基本单元,各工序的交叉和衔接是进度管理的关键,只有实现工序的零接口才能让生产线真正实现流水作业。梁场进度管理应建立完善的工序管理制度、工序交接制度,以单孔梁单个循环为最基本的进度考核对象,建立以工序进度保日进度、以日进度保周进度、以周进度保月进度的进度管理的管理方式,以达到最大化的提高制梁生产效率。

6 结束语

随着我国公路建设规模的不断发展，梁片的现场预制愈来愈趋向工场化施工。科学合理地规划和设计梁场、梁场施工中先进工艺的采用，直接影响着梁片施工质量、施工进度、节约成本和提高效率。JS 24标梁场在建场前进行了梁场的选址及场区的规划、设备的选型，施工中积极采用先进的施工工艺，加强过程控制，采用先进的管理理念，使得梁场的各项工作取得了一定的成绩，得到了业主和监理的一致好评，并取得优异的经济效益。

[1] JTGB 01-2003公路工程技术规范[S]

[2] JTG/T F 50-2011公路桥涵施工技术规范[S]

[3] JTG F 80/1-2004公路工程质量检验评定标准.第一册(土建工程)[S]

[4] JTG D 62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]

[5] 河北省交通运输厅.河北省高速公路标准化管理指南[S]

[6] 天津市市政工程研究院.河北省高速公路京石改扩建工程高性能混凝土实施指导书[S].2013

[7] 李志军.梁板预制施工质量技术控制[J].交通世界(运输.车辆),2013(7)

[8] 刘建强,刘剑.预应力梁板张拉施工中的质量缺陷及防范措施[J].交通标准化,2005(4)