公路桥梁预制梁板智能施工及控制要点

王 洋

(四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司，四川 成都 610200)

1 公路桥梁预制梁板施工准备工作

1.1 预制梁板技术准备工作

结合公路桥梁工程实际施工要求，制定出专项施工组织设计方案，确保选择出的最终方案具有显著的技术可行性与经济实用性。对技术人员进行技术交底，确保各施工班组能够明确预制梁板施工技术、安全管控要点。

对施工图纸内容进行复核，优化设计图纸，使设计施工深度融合，在保证施工安全、质量前提下，加快施工进度。确保施工图纸能够在指导预制梁板施工有序开展过程中发挥出重要作用。

1.2 预制梁板各施工工序机械设备准备

结合构件钢筋特点，运用智能生产线进行机械化钢筋加工、绑扎，运用机械臂自动进行拾取、存放、安装、绑扎和焊接；钢筋制作、绑扎均在钢筋厂内完成，钢筋厂实现流水化作业，形成生产线的生产方式。达到钢筋制作和绑扎大部分由设备完成，达到了机械化换人、自动化减人。

根据预制梁几何尺寸，对预制梁模板按照预先输入的几何尺寸进行数字化管控，实现预制梁几何尺寸mm计；整个模板同时实现一键开合，所有生产线进行集成数字化智能集成管控。

依照预制厂规模以及预制梁重量，选择适宜跨径与起重重量的运架体系设备。对特种设备进行智能化改装，从而实现操作工准入制，禁止无证操作；设备使用可视化管理，杜绝违章作业；主要受力构件应力监测，杜绝疲劳使用；特殊工况管理(运梁炮车动态实时监控、架桥机主梁自动调平，横移轨道平行度自动监测、梁板安装可视化操作)。

选择智能张拉+智能压浆+信息化管理平台的管控智能手段，智能控制张拉应力、加载速率、持荷时间，记录张拉应力与伸长量，并进行应力与伸长量校核，对异常情况进行预警；精确控制水胶比、压浆方向、自动调节压力与流量、自动记录压浆数据、稳压时间，更好保证压浆饱满密实。

选择智能振捣机械设备，依照公路桥梁工程模板刚度、面板厚度、梁体腹板厚度等技术参数，使振捣器功率能够切实满足实际施工要求。根据混凝土坍落度、入模温度等，进行自动附着式振捣，辅以人工振捣。根据振捣系统信息化管理平台的实时记录，对应混凝土振捣效果，进行修订。所有工序实现智能质检，实现检测数据自动采集。

1.3 施工材料准备

钢筋是公路桥梁工程预制梁板结构中的重要材料之一，需要加强钢筋质量管控力度，要求钢筋应当配备完整的质量证明书[2]。对运输到现场的钢筋进行抽样检查。

对水泥、外加剂与砂石原料质量进行管理，要求相应的抽检试验工作需要遵照相关标准执行，水泥等材料需具备较高的稳定性。

对钢绞线及锚具质量进行严格管控。确保钢绞线及锚具符合国家颁布的技术鉴定标准，并对此些材料进行现场抽验检验。在检验通过后才可以正式使用。

2 公路桥梁预制梁板施工要点

2.1 钢筋加工与安装

要求预制梁板钢筋加工及安装过程中，钢筋存储、加工及安装环节均应当严格遵照相关规范开展。将钢筋材料依照相关功能分类存放，确保钢筋存放地点整齐有序，便于后续质量检验[3]。整个钢筋实现智能操作，采用数智能控设备及机械臂进行钢筋制作和安装。

在边梁与端梁预制过程中，需要严格依照设计要求明确预埋钢筋位置，将量体内钢筋进行点焊加固，避免在混凝土浇筑过程中出现位置偏移问题。要求防撞墙钢筋、伸缩缝钢筋与预埋钢筋能够有效连接在一起。

2.2 预应力管道安装

在公路桥梁工程预制梁预应力管道安装前，根据预制梁预应力管道线型及坐标，设计预应力管道坐标制作胎架，所用坐标实现精确定位。

在预应力管道实际安装期间，应当依照施工图纸所给出的预应力曲线坐标安装位置，做好安装间距控制工作。在穿入波纹管后，需要将定位钢筋网片固定在腹板钢筋处，避免在混凝土浇筑过程中出现波纹管移动问题。

波纹管间的连接需要使用套管方式，要求接头管长度应当为波纹管直径的5～7倍。波纹管定位筋及梁护板钢筋点需采用点焊方式连接，且是保证钢筋定位的准确性。

2.3 模板安装

模板安装前需要注重清除底模杂物，保证梁底结构光滑。严格遵循模板安装顺序，依照设计要求安装端模板，采用螺栓及侧膜固定方式，用双层橡胶条+泡沫螺栓剂填缝[4]。根据预制梁几何尺寸，对预制梁模板按照预先输入的几何尺寸进行数字化管控，实现预制梁几何尺寸mm计；整个模板同时实现一键开合，所有生产线进行集成数字化智能集成管控，保障模板安装位置的精准度。

2.4 混凝土浇筑

在公路桥梁工程预制梁混凝土浇筑前，需要对模板安装位置、钢筋、波纹管、预埋件的安装情况进行全面检查，确保检查合格后才可开展后续浇筑工作。混凝土拌和采用无人化拌和+自动化系统，自动采集原材料含水率。采用目前国内最先进的混凝土运输及浇筑方式，智能控制混凝土运输及浇筑。混凝土采用鱼雷罐运输，通过布料器进行布料。从运输至混凝土振捣的全过程进行一键化操作。根据混凝土坍落度、入模温度等，进行自动附着式振捣，辅以人工振捣。所有工序实现智能质检，实现检测数据自动采集。

为确保预制梁板结构稳定性及承载力满足实际设计要求，需做好混凝土配合比试验工作。由于梁板结构钢筋间距较小，因此需要使用细石混凝土，将碎石最大粒径控制在20 mm以内。对混凝土原材料进行筛分试验，确保混凝土配比工作能够符合级配要求。

做好混凝土搅拌及运输环节，在搅拌期间应当尽量使用同一批次砂石料，避免原材料粒径、含水量变化对混凝土各项性能造成不利影响。混凝土搅拌时间应当控制在120 s以上，确保原材料能够均匀地拌和在一起。

在混凝土浇筑过程中，应当由一端走向另一端浇筑。配合使用水平分段、斜向分层等浇筑手段，从根本上提升混凝土浇筑质量水平[5]。要求混凝土分层下料、振捣厚度不宜超过30 cm，上层混凝土必须在下层混凝土振捣密实后才可浇筑，以便切实保障混凝土整体的密实度。

为切实保障混凝土振捣水平，需要遵循快插慢拔原则，振捣至混凝土表面不下落、不冒气泡为止。

3 公路桥梁预制梁板施工智能化管控

为切实满足各地区建设对公路桥梁建设规模、建设质量水平提出的更高要求，需配合使用更加先进的自动化、智能化管控技术，降低人为因素对公路桥梁预制梁板结构施工质量造成的不利影响。现阶段应用在工程管理中的智能化设备不断涌现，为发挥出智能化管理系统在提升预制梁板结构施工质量管控水平中的积极作用，还需要在开发集成化施工管控平台中投入充足的人力及物力。具体来说，当下公路桥梁预制梁板施工智能化管控技术主要应用在以下方面。

3.1 钢筋加工安装生产线

传统钢筋加工与安装仍采用数控设备+胎架+人工的作业模式，作业劳动强度大，施工安全性低，施工机械化水平较低。拟结合构件钢筋特点，进行机械化钢筋加工、绑扎研究，运用机械臂自动进行拾取、存放、安装、绑扎和焊接；钢筋制作、绑扎均在钢筋厂内完成，钢筋厂实现流水化作业，形成生产线的生产方式。达到钢筋制作和绑扎大部分由设备完成，达到了机械化换人。钢筋加工厂内所有加工设备集成管控，达到了自动化减人。

3.2 预制梁模板系统

针对预制梁模板施工作业劳动强度大、劳动作业密集、作业效率不高等问题，采用国内先进施工工艺，对预制区进行整体规划，拟采用“固定模板+移动台座”的新型预制方式。预制梁液压模板按照预先输入的几何尺寸进行数字化管控，实现预制梁几何尺寸mm计；同时实现一键开合，移动台座将各个生产区域进行划分，所有生产线进行集成数字化智能集成管控。

3.3 混凝土拌和系统

目前混凝土拌和运输仍采用拌和机+人工+罐车方式，积极运用无人拌和设备+自动化系统+PCWP系统+物料收发系统，通过信息化平台对拌和站下达生产任务，鱼雷罐直接移动到拌和楼接料口。拌和站在生产过程中对每盘混凝土的配合比、拌和时间、坍落度等关键参数进行采集，对异常情况进行实时预警。自动快速检测原材料质量、含水率，为施工配合比提供依据。

3.4 布料、振捣系统

传统的预制梁厂混凝土运输与浇筑主要采用罐车运输+料斗布料+人工振捣+附着式振捣；拟采用鱼雷罐运输混凝土+布料器布料+自动振捣系统。混凝土采用鱼雷罐运输，通过布料器进行布料。从运输至混凝土振捣的全过程进行一键化操作。根据混凝土坍落度、入模温度等，进行自动附着式振捣，辅以人工振捣。根据振捣系统信息化管理平台的实时记录，对应混凝土振捣效果，进行修订。所有工序实现智能质检，实现检测数据自动采集。操作人员相对于传统施工模式减少50%。

3.5 混凝土养护系统

传统的预制梁厂混凝土养护主要采用自动喷淋系统或人工养护+小型蒸汽发生器进行养护。为提高台座利用效率及缩短工序衔接时间，从而使预制梁达到2 d张拉效果；采用特制小棚封闭升温养护，蒸养监控系统针对蒸养时长、温度、湿度、升降温速率等关键参数进行监控、分析及预警，可生成构件养生台账记录，分析构件养生质量，实现预应力构件养生全周期智能化监管。与试验室联动，及时推送试验数据，指导下步施工；缩短养护时间，缩短工序衔接时间。

3.6 张拉、压浆系统

传统的预制梁张拉压浆系统，目前均采用智能张拉+智能养护，但是张拉压浆的数据未实现实时检测，张拉压浆过程仍存在一定问题。拟采用智能张拉+智能压浆+信息化管理平台的管控手段，智能控制张拉应力、加载速率、持荷时间，记录张拉应力与伸长量，并进行应力与伸长量校核，对异常情况进行预警；精确控制水胶比、压浆方向、自动调节压力与流量、自动记录压浆数据、稳压时间，更好保证压浆饱满密实。

3.7 特种设备管理系统

目前传统的特种设备操作模式为人工+警报器预警，操作过程中存在多种不确定因素，从而可能导致由特种操作引发事故；因此，对特种设备管理进行研究，结合国内先进的生产工艺和智能管控手段，拟对特种设备进行升级改造，从而实现操作工准入制，禁止无证操作；设备使用可视化管理，杜绝违章作业；主要受力构件应力监测，杜绝疲劳使用；特殊工况管理(运梁炮车动态实时监控、架桥机主梁自动调平，横移轨道平行度自动监测、梁板安装可视化操作)。

4 总 结

将自动化、智能化管控技术应用在公路桥梁工程预制梁板施工过程中，能够从根本上提高梁板施工质量，降低实际施工期间质量问题、安全事故发生几率。为切实提升公路桥梁工程预制梁板施工控制水平，还需要相关管理部门加强专业控制系统的宣传工作，要求各参与部门均能够认知到智能化管控预制梁板施工工作的重要性，确保预制梁板施工有序开展。

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