公路預(yù)制箱梁集約化施工工藝研究2021年07月主講人：司松闖中國(guó)水利水電第四工程局有限公司01立項(xiàng)背景和總體思路01梁場(chǎng)概況立項(xiàng)背景和總體思路傳統(tǒng)公路預(yù)制箱梁通常的施工方法是采用固定式鋼筋混凝土預(yù)制臺(tái)座、拼裝式定型鋼模板，作業(yè)工人依次在生產(chǎn)臺(tái)座上組裝鋼筋骨架，安裝內(nèi)模外模、澆筑、拆除內(nèi)模外模、養(yǎng)護(hù)、張拉和壓漿。預(yù)制箱梁的加工生產(chǎn)過程各工序只能在同一區(qū)域內(nèi)完成，必須等待前一工序完成以后才能開始下一工序，常常需要工人反復(fù)轉(zhuǎn)換工種類型，不同工人的專業(yè)度難以發(fā)揮，箱梁的生產(chǎn)質(zhì)量難以保障，且施工效率較低。具體表現(xiàn)為以下七大問題：01梁場(chǎng)概況不利于環(huán)境保護(hù)不利于工廠化作業(yè)傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場(chǎng)內(nèi)需要設(shè)置大量的混凝土臺(tái)座，且混凝土臺(tái)座均為一次性使用，項(xiàng)目結(jié)束后，會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾，不利于環(huán)境保護(hù)；傳統(tǒng)預(yù)制梁場(chǎng)因建設(shè)面積大，各作業(yè)區(qū)內(nèi)較為分散，且存在較多的交叉施工現(xiàn)象，生產(chǎn)效率較低，不利于項(xiàng)目的質(zhì)量、安全管控

傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場(chǎng)因需要制梁臺(tái)座較多，場(chǎng)內(nèi)各功能區(qū)設(shè)置集成化程度不足，導(dǎo)致項(xiàng)目在梁場(chǎng)建設(shè)選址會(huì)遇到征地面積不足的問題，特別是在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，臨時(shí)征地價(jià)格高昂，或者山區(qū)施工時(shí)不易找到較為合適梁場(chǎng)建設(shè)場(chǎng)地占地面積大01010203立項(xiàng)背景和總體思路01梁場(chǎng)概況自然環(huán)境制約嚴(yán)重外觀質(zhì)量較低因傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場(chǎng)占地面積大，僅鋼筋加工區(qū)設(shè)置雨棚，箱梁預(yù)制受自然環(huán)境條件制約較為嚴(yán)重，特別是對(duì)于南方高溫、多雨、多臺(tái)風(fēng)地區(qū)，不具備全天候施工條件；傳統(tǒng)預(yù)制場(chǎng)存在分塊模板縫，易漏漿、易形成錯(cuò)臺(tái)，外觀質(zhì)量不易控制；

傳統(tǒng)預(yù)制場(chǎng)內(nèi)機(jī)械化程度低，各作業(yè)工序間不能做到有效銜接，特別是模板分塊拆裝消耗工日多，致使平均生產(chǎn)能力下所需資源配置較大，特別是對(duì)于橋梁占比大的項(xiàng)目，箱梁預(yù)制周期較長(zhǎng)，不利于后續(xù)箱梁安裝及橋面系施工，項(xiàng)目整體施工工期緊張；生產(chǎn)效率低040506立項(xiàng)背景和總體思路01梁場(chǎng)概況

傳統(tǒng)預(yù)制場(chǎng)內(nèi)資源投入較大，例如門吊設(shè)備、預(yù)制底模等投入多等，導(dǎo)致箱梁預(yù)制場(chǎng)總體建設(shè)費(fèi)用高，單位梁片的預(yù)制成本較高箱梁預(yù)制成本高07立項(xiàng)背景和總體思路01梁場(chǎng)概況為解決上述問題，經(jīng)過考察研究，通過技術(shù)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)建設(shè)了一座可移動(dòng)、機(jī)械化程度高、能實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)的新型智能化梁場(chǎng)—中開高速公路江門段3#箱梁預(yù)制場(chǎng)，同時(shí)發(fā)明應(yīng)用了一套公路預(yù)制箱梁新型集約化施工工藝。立項(xiàng)背景和總體思路02關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)01梁場(chǎng)概況

關(guān)鍵技術(shù)移動(dòng)底模就位吊裝底、腹板鋼筋安裝液壓側(cè)模吊裝內(nèi)模梁體移動(dòng)澆筑梁體混凝土安裝端頭模板吊裝頂板鋼筋養(yǎng)護(hù)張拉、壓漿封錨存梁01梁場(chǎng)概況關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)公路預(yù)制箱梁集約化施工工藝研究是對(duì)傳統(tǒng)箱梁預(yù)制工藝的突破和創(chuàng)新，是社會(huì)發(fā)展到一定階段，機(jī)械化作業(yè)越來越多的取代傳統(tǒng)人工作業(yè)一種體現(xiàn)。該新型工藝將預(yù)制箱梁的施工作業(yè)按照施工的先后順序依次設(shè)置了流水線的施工方式，在施工后面的工序時(shí)，前面的工序也一直在進(jìn)行，集約化施工，這樣就充分提高了施工效率，每道工序的工人只需負(fù)責(zé)該工序的質(zhì)量即可，這樣就提高了工人的專業(yè)度，大大提高了施工質(zhì)量。在鋼筋骨架的加工、轉(zhuǎn)移過程中充分考慮鋼筋骨架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，大大減少因?yàn)槿斯ぁC(jī)械操作導(dǎo)致的箱梁缺陷，使成品合格率有了保障，也降低了生產(chǎn)成本。從根本上解決了預(yù)制梁生產(chǎn)工人反復(fù)轉(zhuǎn)換工種類型，不同工人的專業(yè)度難以發(fā)揮，箱梁的生產(chǎn)質(zhì)量難以保障，且施工效率較低等難題。03指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果傳統(tǒng)梁場(chǎng)梁場(chǎng)根據(jù)作業(yè)區(qū)設(shè)置與征地情況成“L”型布置，共占地面積7.66畝（不包含存梁區(qū)面積），設(shè)置1條生產(chǎn)線。以本項(xiàng)目官田梁場(chǎng)為例，該傳統(tǒng)梁場(chǎng)共占地60畝（3榀/天）=20畝（1榀/天）（不包含存梁區(qū)面積）智能梁場(chǎng)一、占地面積及其經(jīng)濟(jì)效果對(duì)比01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果傳統(tǒng)梁場(chǎng)采用固定預(yù)制臺(tái)座，每個(gè)臺(tái)座1個(gè)月生產(chǎn)3榀梁，要想達(dá)到每天生產(chǎn)1榀梁需要10個(gè)臺(tái)座，每天生產(chǎn)2榀梁需要20個(gè)臺(tái)座，每天生產(chǎn)3榀梁需要30個(gè)臺(tái)座，……依次類推。智能梁場(chǎng)采用移動(dòng)預(yù)制臺(tái)座，要想達(dá)到每天生產(chǎn)1榀梁僅需要7個(gè)臺(tái)座，每天生產(chǎn)2榀梁需要14個(gè)臺(tái)座，每天生產(chǎn)3榀梁需要21個(gè)臺(tái)座，……依次類推。以項(xiàng)目所在地江門地區(qū)，臨時(shí)征地需5000元/畝/年，復(fù)墾保證金50000/畝/年，以建設(shè)周期2年計(jì)算，該智能梁場(chǎng)共計(jì)節(jié)約臨時(shí)征地費(fèi)用74.04=（20-7.66）*（0.5*2+5）萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效果較為客觀。費(fèi)用名稱金額（萬(wàn)元）臨時(shí)征地費(fèi)用0.5萬(wàn)元/畝/年復(fù)墾保證金5萬(wàn)元/畝合計(jì)74.04萬(wàn)元每榀箱梁節(jié)約費(fèi)用1898元/榀一、占地面積及其經(jīng)濟(jì)效果對(duì)比01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果二、勞動(dòng)力配置及其經(jīng)濟(jì)效果對(duì)比費(fèi)用名稱單位傳統(tǒng)梁場(chǎng)智能梁場(chǎng)鋼筋工工日88模板工工日132混凝土工工日33預(yù)應(yīng)力張拉工工日22龍門吊操作工工日52液壓系統(tǒng)操作工工日02普工工日142合計(jì)工日4521勞動(dòng)力配置情況對(duì)比表（以每天生產(chǎn)一榀梁計(jì)算）：按市場(chǎng)平均勞動(dòng)力單價(jià)260元/天，按項(xiàng)目周期420天計(jì)算，年平均節(jié)約作業(yè)人員工資：（45-21）*260*420=262.08萬(wàn)元；以該智能梁場(chǎng)390榀的預(yù)制任務(wù)計(jì)算每榀箱梁可節(jié)約費(fèi)用2620800/390=6720元/榀01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果智能梁場(chǎng)采用的可移動(dòng)底模和整體式液壓外模均為型鋼結(jié)構(gòu)，安拆方便，周轉(zhuǎn)循環(huán)次數(shù)高，在完成一個(gè)項(xiàng)目生產(chǎn)任務(wù)后可周轉(zhuǎn)至下個(gè)項(xiàng)目繼續(xù)使用，周轉(zhuǎn)循環(huán)價(jià)值高；四、周轉(zhuǎn)循環(huán)價(jià)值高三、節(jié)約起重設(shè)備資金投入利用該專利采用軌道+移動(dòng)底模+橫移小車等模式進(jìn)行箱梁的轉(zhuǎn)移，相較于傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場(chǎng)可節(jié)省兩臺(tái)80T龍門吊，根據(jù)目前市場(chǎng)情況，節(jié)約龍門吊費(fèi)用：48*2=96萬(wàn)元01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果五、機(jī)械化程度較傳統(tǒng)梁場(chǎng)高梁場(chǎng)整體布置分為鋼筋綁扎區(qū)、預(yù)制區(qū)、橫移區(qū)、養(yǎng)護(hù)及張拉區(qū)、存梁區(qū)五大區(qū)域，五大區(qū)域通過軌道連接，澆筑完成的預(yù)制梁借助軌道在各區(qū)域移動(dòng)。該設(shè)計(jì)方案是機(jī)械化作業(yè)取代傳統(tǒng)人工作業(yè)在箱梁預(yù)制方面的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。模板安拆同步液壓系統(tǒng)可移動(dòng)底模卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)橫移小車同步系統(tǒng)電磁閥停止定位系統(tǒng)自動(dòng)噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)全自動(dòng)張拉壓漿智能設(shè)備01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果項(xiàng)目區(qū)域雨季長(zhǎng)、氣溫高，傳統(tǒng)箱梁預(yù)制受氣候影響大，生產(chǎn)能力低，不能實(shí)現(xiàn)真正的流水作業(yè)！據(jù)江門市氣象臺(tái)統(tǒng)計(jì)2017年全年全市降雨天氣為212天！夏季施工現(xiàn)場(chǎng)地表溫度可達(dá)

45℃新型智能化梁場(chǎng)只需在鋼筋綁扎和混凝土澆筑區(qū)范圍內(nèi)搭設(shè)大棚即可解決

智能化預(yù)制梁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)加工，全天候生產(chǎn)，不受天氣因素影響，解決了在廣東地區(qū)由于高溫、多雨、多臺(tái)風(fēng)造成的停工問題傳統(tǒng)預(yù)制梁場(chǎng)如果要解決氣候問題，需根據(jù)臺(tái)座數(shù)量等大面積設(shè)置防雨防曬棚，經(jīng)濟(jì)效益不高六、具備全天候施工條件01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果

傳統(tǒng)預(yù)制場(chǎng)存在分塊模板縫易漏漿、外觀質(zhì)量差等質(zhì)量問題，且受天氣影響，質(zhì)量不易控制！模板存在拼縫，外觀質(zhì)量不易控制！夏季高溫，不利于小箱梁養(yǎng)生；！雨季天氣較多，鋼筋存在銹蝕風(fēng)險(xiǎn)新型智能化梁場(chǎng)采用整體式行走模板，外觀質(zhì)量好；鋼筋綁扎與砼澆筑均在固定位置進(jìn)行，工廠化作業(yè)，質(zhì)量受控

質(zhì)量受控新型梁場(chǎng)采用的整體式液壓外模，模板拼縫采用定位銷固定，一次拼裝成型后不再拆解，單側(cè)側(cè)模為一個(gè)整體，預(yù)制梁成品表面無明顯模板縫，外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良。七、質(zhì)量管控01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果

新型智能化梁場(chǎng)的智能化體現(xiàn)為：電子傳感器+移動(dòng)臺(tái)座的動(dòng)力控制系統(tǒng)+紅外線設(shè)備一、通過電子傳感器實(shí)現(xiàn)整體式模板在拼裝時(shí)能夠自動(dòng)拼裝到位，避免人工拼裝存在的誤差二、通過紅外線設(shè)備與移動(dòng)臺(tái)座、動(dòng)力系統(tǒng)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)小箱梁從預(yù)制區(qū)到橫移區(qū)再到張拉區(qū)的自動(dòng)移位三、該新型智能化梁場(chǎng)通過本特利軟件建模，并于中開項(xiàng)目BIM系統(tǒng)連接，加載信息，實(shí)現(xiàn)智能化預(yù)制梁場(chǎng)的有效管控智能化八、信息化水平高01梁場(chǎng)概況指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果優(yōu)化場(chǎng)地布置規(guī)劃安全風(fēng)險(xiǎn)低新裝置新工藝質(zhì)量易控制信息化優(yōu)化場(chǎng)地布置、減小梁場(chǎng)占地面積。優(yōu)化梁片轉(zhuǎn)運(yùn)流程，降低安全風(fēng)險(xiǎn)流水線般機(jī)械化預(yù)制工藝全液壓整體式行走模板，提升箱梁外觀質(zhì)量。電子傳感器、BIM技術(shù)、大臨建模、視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

新型智能化梁場(chǎng)箱梁預(yù)制施工工法04知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第三方評(píng)價(jià)01梁場(chǎng)概況知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利成果：榮獲了“公路預(yù)制箱梁新型集約化施工工藝”發(fā)明專利一項(xiàng)，“公路預(yù)制箱梁制作用橫移平臺(tái)”、“公路預(yù)制箱梁制作用可移動(dòng)式制梁臺(tái)座”實(shí)用新型專利兩項(xiàng)；01梁場(chǎng)概況第三方評(píng)價(jià)工法成果：榮獲了電建集團(tuán)、廣東省省級(jí)工法；01梁場(chǎng)概況第三方評(píng)價(jià)科技評(píng)價(jià)：通過了第三方組織的科技成果評(píng)價(jià)會(huì)，并獲得了相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业恼J(rèn)可，認(rèn)為該研究成果創(chuàng)新性突出，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平；01梁場(chǎng)概況第三方評(píng)價(jià)榮獲了工業(yè)和信息化部的科學(xué)技術(shù)成果登記證書05效益分析及對(duì)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響01梁場(chǎng)概況

效益分析該工藝應(yīng)用于中開高速公路項(xiàng)目，以應(yīng)用該工藝的梁場(chǎng)為例，經(jīng)測(cè)算得出以下結(jié)果：1、該工藝的梁場(chǎng)具有占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，共計(jì)節(jié)約臨時(shí)征地費(fèi)用：74.04萬(wàn)元；2、該工藝能提高生產(chǎn)效率高，降低人工成本，共節(jié)約作業(yè)人員工資262.08萬(wàn)元；3、該工藝采用軌道+移動(dòng)底模+橫移小車等模式進(jìn)行箱梁的轉(zhuǎn)移，相較于傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場(chǎng)可節(jié)省兩臺(tái)80T龍門吊，根據(jù)目前市場(chǎng)情況，節(jié)約龍門吊費(fèi)用：48*2=96萬(wàn)元；綜上共計(jì)節(jié)約資金：74.04+262.08+96=432.12（萬(wàn)元）且隨著箱梁預(yù)制規(guī)模的增加，該經(jīng)濟(jì)效益亦同步增加。經(jīng)濟(jì)效益分析：01梁場(chǎng)概況

效益分析（1）傳統(tǒng)箱梁預(yù)制場(chǎng)內(nèi)需要設(shè)置大量的混凝土臺(tái)座，且混凝土臺(tái)座均為一次性使用，項(xiàng)目結(jié)束后，會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾，不利于環(huán)境保護(hù)，該工藝采用的可移動(dòng)式制梁臺(tái)座，可避免產(chǎn)生建筑垃圾，降低固體廢棄物污染，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，且制梁臺(tái)座為型鋼結(jié)構(gòu)，安拆方便，周轉(zhuǎn)循環(huán)次數(shù)高，在完成一個(gè)項(xiàng)目生產(chǎn)任務(wù)后可周轉(zhuǎn)至下個(gè)項(xiàng)目繼續(xù)使用，周轉(zhuǎn)循環(huán)價(jià)值高。（2）該工藝采用了可移動(dòng)式制梁臺(tái)座，各作業(yè)工序能做到有效銜接，避免了各工序交叉施工而導(dǎo)致箱梁預(yù)制效率低下的問題，適用于工期較為緊張的項(xiàng)目。社會(huì)環(huán)境效益分析：01梁場(chǎng)概況

對(duì)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響通過本項(xiàng)目的成功運(yùn)用，總結(jié)一套成熟的施工工藝，形成工法以供社會(huì)參考，并培養(yǎng)出能熟練運(yùn)用該智能梁場(chǎng)的新型操作工人與管理人員，為市場(chǎng)推廣助力。通過箱梁預(yù)制的成功應(yīng)用，可將該智能化梁場(chǎng)的施工工藝推廣至T梁、空心板等其他各種形式的梁板預(yù)制中。目前的土建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、智能化已成為主流，而裝配式更是節(jié)約成本，加快工期的關(guān)鍵手段，而具有工廠式流水線般的構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)一定是下一步市場(chǎng)