谈小型混凝土预制构件标准化施工工艺

张 平

(中铁三局集团第五工程有限公司，山西晋中 030600)

1 工程概况

新建京张铁路六标二分部新保安高架特大桥里程为DK118+472.96 ～DK131+889.83，全长13.416 km，所需伸缩缝立柱、扶手立柱、栏片、柱帽、栏杆遮板、声屏障遮板等小型混凝土预制件累计达到七万多块，全部由项目设立的小型混凝土预制场供应，施工工期紧，施工质量要求较高。为满足施工工期要求，在施工中采用ABS模具，利用时间继电器对振动电机进行自动控制，并在养护过程中采用了智能喷淋系统，实现了小型预制构件的流水线作业，保证了构件的本体质量。

2 施工工艺及操作要点

2.1 施工工艺流程

钢筋下料加工→钢筋骨架绑扎→模型涂刷脱模剂→钢筋骨架入模→混凝土浇筑→养护→脱模→最终养护。

2.2 关键工序施工工艺及操作要点

2.2.1 小型预制件模板加工

模板设计。

模具是决定预制构件外形的基础，模具的刚度、材料选择不当将使构件质量大打折扣，经过反复比选选用ABS整体塑性模具(见图1)。对不适合ABS模板的部分构件，自行设计加工模板(设计图见图2)。

图1 定制ABS模具

图2 自行加工模具设计图

模板加工。

1)加工要求。

加工完成的模板应能够承受混凝土浇筑时候的压力等相关荷载，并具有足够的强度、刚度以及稳定性，同时需确保接缝不漏浆，制作简单，安装方便，便于拆卸和多次使用。

2)加工工序。

a.划线:制作样板的时候要严格按照图纸的尺寸放好大样，并进行划线，划线的时候误差要控制在0.3 mm以内。

b.下料:操作剪板机对面板进行下料，为了使板料保持方正，首先对基准边进行确定，确定好之后可以以基准边为参考剪切其他边(见图3)。

c.钻孔:先画出钻心位置，再用联合冲剪机冲孔(见图4)。

图3 剪板机下料

图4 联合冲剪机冲孔

d.组拼:钢板剪切完成后，将其平放在平台上进行点焊，要按照图纸设计尺寸平铺。当焊接完成后对焊渣进行清理，要保证焊缝外形均匀光滑，且不能有裂纹、漏焊等问题，同时无咬肉、气孔、夹渣等现象。

e.刷防锈漆:对检查合格的大模板和角模配件进行喷漆，涂刷防锈漆时要均匀，喷漆过程中应确保模板板面不沾漆。喷漆完毕后在模板背面标号，标号要清楚。

f.堆放待运:当完成所有加工工序后，将检验合格的模板放在平整硬质地面上。

3)模板使用要求。

模板运达现场后应组织试拼、检查模板各部尺寸，同时应进行表面清理、涂抹脱模剂，脱模后及时清理粘结物，并分类堆放整齐。

2.2.2 小型预制件钢筋安装

1)钢筋原材进场检查。

a.钢筋进场时，要安排专人对规格、数量、产品合格证、外观等内容进行验收检查。

b.验收合格后，试验人员按照规定到现场进行取样，然后将样品送至试验室进行检验。

c.钢筋在加工过程中要对有无裂纹、焊接性能或机械性能不正常等现象进行检查，如发现问题，要立即处理。

2)钢筋加工。

结合钢筋构件设计尺寸、混凝土保护层厚度、钢筋弯曲调整值和弯钩的增加长度，对钢筋进行下料。钢筋骨架的绑扎是在专用胎具上进行(见图5)，绑丝向内边弯曲，不得伸向保护层内。钢筋加工完成的成品以及半成品按照规格型号分开堆放在钢筋棚内，并清楚标识(见图6)。

图5 定位钢筋胎具

图6 成品摆放

2.2.3 混凝土浇筑

1)混凝土浇筑。

混凝土浇筑时将拌制好的混凝土倒至卸料区，卸料区用薄钢板与地面隔离，人工用铁锹将混凝土铲入模内，添加至模具中的混凝土应一次填足，不得出现断续添加现象，以避免后添加部分混凝土振动时间不足出现气泡。

2)混凝土振捣。

为了保证混凝土预制构件振捣质量，在原有振动平台的基础上增加了电气控制箱，根据构件不同实验测得的振捣间隔时间，通过时间继电器对振动电机进行控制(见图7)，实现了自动调整振捣时间，确保构件振捣质量。其中，振动平台钢构部分长112 cm，宽91 cm，高60 cm，由下部加固部分、振动体、工作平台三部分采用型钢焊接而成(见图8)。混凝土振捣过程需确保底角混凝土中的气泡完全散尽，混凝土停止下沉，表面出现平坦、泛浆为止，然后用油灰刀对混凝土表面进行平整、收浆。

图7 时间继电器

图8 可调式振动平台

2.2.4 混凝土养护

混凝土构件养护采用自动喷淋养护设施，养护以保持混凝土面湿润为宜，养护期为14 d。其中，智能喷淋系统由湿度和温度传感器、PLC(可编程控制器)电路控制、喷洒、供水四大部分组成，整个喷洒养护过程每个环节均由一台PLC进行控制，从而实现温度控制、湿度控制、定时控制、曲线控制、分段控制等参数。具体运行方式为:

1)现场设置循环水沉淀池，沉淀池上设置浮球，利用一台自吸泵向循环水沉淀池注水(见图9)，当浮球到达一定水位后自动停止供水;另一台自吸泵从沉淀池内吸水注入压力罐，压力罐到达一定压力停止注水。

2)管道按照现场实际情况配备四组电子控制阀门，每个阀门控制四个自旋转喷头，分为四个喷淋区域，在四个喷淋区域边角设置四组温湿度传感器，温度传感器由PLC控制器控制，按照现场预设的湿度，通过PLC控制器控制电子控制阀门的开关，实现现场空气湿度的智能化控制，最终达到全天候、全湿润、无遗漏养生标准(见图10)。

图9 循环水沉淀池

图10 喷淋养生

2.2.5 成品保护

为了保护栏片、立柱、上梁等预制构件成品，保证在吊装、运输过程中构件完好，技术人员通过对比多种材料，从经济、适用、周转次数等多个方面考虑，对栏片采用内径50 mm的PVC方管，裁成长度为5 cm的U型条，套在栏片两侧;对护栏立柱和上梁的成品保护采用内径100mm的PVC方管，裁成长度为3 cm的U型条，套在立柱两端，有效的保护了成品。

3 其他注意事项

1)钢筋堆放现场应设置材料标识牌，钢筋在贮存过程中应上盖下垫，防止锈蚀、污染和变形。钢筋原材堆放按照不同的规格存放，钢筋贮存在距地面不小于0.3 m的平台、垫木或其他支承上，并应使其不受机械损伤及由于暴露于大气中而产生锈蚀和表面破损。

2)混凝土浇筑时模板应除锈刷油，清除板面上的所有杂物。振捣时需掌握振捣时间，确保预制件外观质量及内在强度。

3)为避免预制件出现缺边、掉角、起皮的现象，混凝土强度达到设计80%以上时方可脱模。脱模后及时清除试模上的残留物，并用脱模机擦拭保养，混凝土预制件经喷淋养护达到设计强度后方可运至现场安装。

4 结语

在混凝土小型预制件施工中，通过采用现代新型产品ABS模具+定型模板形式，确保了混凝土预制构件外露面平整、光洁，棱角顺直分明，色泽均匀一致，无蜂窝、麻面、空洞等现象，一次模具的投入重复率达80次之多，节约了成本;在浇筑过程中通过采用电气控制箱，通过时间继电器对振动电机进行自动控制，提高了浇筑振捣质量和效率，节省了人工;采用智能喷淋养生系统减少了人员投入，大大降低了工人劳动强度。