淺談預(yù)制拼裝技術(shù)在綠色公路建設(shè)中的應(yīng)用

楊芬　張華

摘要 綠色公路是根據(jù)國家碳達峰、碳中和的發(fā)展目標(biāo)制定的新的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，旨在減少污染，保護生態(tài)環(huán)境。預(yù)制拼裝技術(shù)是實現(xiàn)綠色公路建設(shè)的重要技術(shù)，文章介紹了綠色公路的內(nèi)涵及裝配式技術(shù)的特點。以武漢某新建公路橋梁為研究對象，根據(jù)工程概況，研究預(yù)制梁板構(gòu)件的制作與施工過程。針對該項目施工過程中出現(xiàn)的施工問題，從質(zhì)量控制、裂縫預(yù)防以及施工技術(shù)三個方面提出解決措施。

關(guān)鍵詞 綠色公路;預(yù)制構(gòu)件;預(yù)制箱梁;現(xiàn)場施工

中圖分類號 U445.4 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）11-0157-03

引言

實施綠色公路建設(shè)是交通行業(yè)深入貫徹落實“綠色”的新發(fā)展理念，同時也是發(fā)展交通強國，實現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要舉措。目前，在我國交通線路四通八達，公路體系在整個交通體系中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。以綠色生態(tài)為發(fā)展理念，科技創(chuàng)新引領(lǐng)潮流，實施現(xiàn)代化綠色公路建設(shè)，是建設(shè)交通強國的有力抓手，也掀起了公路建設(shè)新的潮流，更是加快發(fā)展現(xiàn)代交通運輸?shù)谋厝贿x擇和建設(shè)綠色交通運輸體系的必然要求。綠色公路包括科學(xué)選址、先進的建造技術(shù)、環(huán)保節(jié)能的建筑材料等，并在建設(shè)過程中，積極貫徹落實有章可依、有章可循、環(huán)保節(jié)能、安全舒適等原則。該文以武漢某裝配式公路橋梁為研究對象，通過對綠色公路原則和裝配式優(yōu)缺點進行研究，提出裝配式箱梁在公路橋梁施工中的應(yīng)用。

1 綠色公路內(nèi)涵及裝配式要點分析

1.1 綠色公路內(nèi)涵

綠色公路發(fā)展內(nèi)涵主要包括四個方面，堅持低碳化發(fā)展、堅持統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、堅持創(chuàng)新驅(qū)動以及堅持因地制宜。

（1）堅持低碳化發(fā)展。要提高對道路、生態(tài)系統(tǒng)、社會人文環(huán)境、各生產(chǎn)要素的認識，正確理解其中的關(guān)系，提高人力資源、物質(zhì)資源的利用率，發(fā)揮道路在基礎(chǔ)建設(shè)中的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性作用，做到在發(fā)展中保護，保護中發(fā)展[1]。

（2）堅持統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。道路修建要以為一方謀福利為出發(fā)點，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)規(guī)劃道路建設(shè)與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、經(jīng)濟社會發(fā)展之間的關(guān)系，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營全過程，降低道路全壽命周期成本。

（3）堅持創(chuàng)新驅(qū)動。大力推進設(shè)計理念創(chuàng)新、施工過程中技術(shù)創(chuàng)新、管理模式的創(chuàng)新，制定各項專利申請的獎勵機制，推進道路建設(shè)朝著更合理、健康的方向發(fā)展。

（4）堅持因地制宜。根據(jù)工程所在地的建造環(huán)境、工程本身所具有的特征、當(dāng)?shù)厝宋慕?jīng)濟的發(fā)展?fàn)顟B(tài)等因素明確項目定位，確定突破重點，制定有亮點的施工組織設(shè)計，因地制宜建設(shè)綠色公路。

1.2 裝配式要點分析

裝配式建筑是指在建筑工地利用預(yù)制構(gòu)件進行組裝而成建筑。裝配式建筑相較于傳統(tǒng)方式建造的房屋在建造速度、建筑成本等方面具有優(yōu)勢。裝配式技術(shù)能夠在提高工程施工效率的前提下，提升裝配式建筑工程的建設(shè)質(zhì)量。主要體現(xiàn)在作業(yè)人員對構(gòu)件生產(chǎn)的溫度、濕度等要素進行精準控制，施工現(xiàn)場精確安裝，有效地提升工程質(zhì)量。傳統(tǒng)建造方式需要多班組進行多次交接，容易出現(xiàn)窩工現(xiàn)象，致使工程建設(shè)進度緩慢。而裝配式建筑在這一方面則具有較大優(yōu)勢，能夠減少環(huán)境污染，提高材料利用率。預(yù)制構(gòu)件嚴格按照構(gòu)件的尺寸、規(guī)格、標(biāo)準進行生產(chǎn)加工，避免了人為失誤而造成的材料浪費，最大化地提高材料利用率，降低建設(shè)項目材料成本。但預(yù)制構(gòu)件也存在一定的缺點：預(yù)制構(gòu)件尺寸要求精確，現(xiàn)場組裝工藝繁瑣，組裝過程可能會出現(xiàn)構(gòu)件之間的縫隙較大或者相互之間不對應(yīng)的情況發(fā)生，對項目建筑物整體的安全性產(chǎn)生一定的影響[3];增加項目運輸成本和項目成本控制難度，構(gòu)件在工廠生產(chǎn)完成之后需要運往施工現(xiàn)場，如果運輸距離較大會使運輸成本增加，并且在施工過程中，由于預(yù)結(jié)算管理部門在核算工程造價時難度較大，造成價格都是由生產(chǎn)廠家占據(jù)主導(dǎo)地位，不利于項目成本控制。

2 預(yù)制拼接技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工程概況

該橋梁位于武漢市，全長69.08 m，采用四跨16 m的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋，橋梁全寬58 m，橋面橫斷面布置尺寸為4.5 m（人行道）+6 m（非機動車道）+36 m（機動車道）+6 m（非機動車道）+4.5 m（人行道）。墩頂處采用橋面連續(xù)，橋臺處設(shè)置D60型伸縮縫。下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計荷載：城—A級。

2.2 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁制作過程

預(yù)制板梁的質(zhì)量決定了橋的穩(wěn)定性與強度，預(yù)制板梁的制作步驟分為預(yù)制準備階段、鋼筋施工、混凝土施工以及模板施工四個部分。

2.2.1 建設(shè)前期分析

預(yù)制梁板施工期間，使用到大量器械、機具，要求器械必須符合設(shè)計要求，保證其形態(tài)、強度符合相關(guān)標(biāo)準，按照規(guī)定監(jiān)理單位應(yīng)定期進行檢查，確保符合設(shè)計及工程相關(guān)要求[5]。

2.2.2 鋼筋施工

預(yù)制梁板制作過程中，梁作為主要構(gòu)件本身重量大，面積大，預(yù)制梁板的尺寸必須進行嚴格控制，預(yù)制梁板制作過程中，鋼筋質(zhì)量與鋼筋的配筋率要滿足施工規(guī)范要求。在對預(yù)制梁板鋼筋工程施工過程中，制作人員嚴格按照圖紙中對鋼筋質(zhì)量的要求進行施工。對鋼筋的一些關(guān)鍵指標(biāo)進行控制，包括鋼筋的尺寸、類型、鋼筋與鋼筋之間的距離以及鋼筋保護層厚度，保證鋼筋工程滿足施工要求。預(yù)制梁板的箍筋進行綁扎與焊接時，為了保證構(gòu)件質(zhì)量，同一截面上的結(jié)構(gòu)只有一個焊接接頭，以保證焊工工作質(zhì)量和焊接效果。

2.2.3 混凝土施工

混凝土工程施工時，根據(jù)該橋工程狀況，選擇合適的澆筑方法。該裝配式橋梁高度較低，為了提高施工效率，對于預(yù)制梁板的澆筑采用直接澆筑的方法，也稱為一次性澆筑的施工方法，一次澆筑能夠保證混凝土的強度與彈性模量。在進行預(yù)制梁板的澆筑施工時，遵循“快插慢拔”的原則，將振動時間控制在15～20 s，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)表面水平方向停止下沉，出現(xiàn)一些氣泡和表面泛灰時，說明振搗完成。

2.2.4 模板施工

模板工程施工是預(yù)制梁板制作的核心過程，按照模板作用的不同，主要包括側(cè)模與底模兩個方面。預(yù)制梁板進行模板施工之前，首先對施工場地進行處理，對模板工程場地進行清掃，保證施工區(qū)域內(nèi)干凈、無雜物。由于底模本身強度大，剛度大，施工人員在實際工作中，必須控制好底模的強度，合理配置其他相關(guān)材料[4]。

2.3 預(yù)制構(gòu)件拼接施工過程

2.3.1 立柱安裝

由工作人員在承臺頂部進行放樣，確定放置位置，并且放樣誤差一般不超過2 mm。檢查承臺以及立柱上下面，并進行鑿毛，預(yù)留鋼筋表面要進行除銹，安裝前對界面進行清洗、濕潤。前期工作完成后，進行立柱安裝工作，拼裝時不得與預(yù)留主筋發(fā)生碰撞使其彎折，在拼裝過程中若不能順利匹配，應(yīng)調(diào)整安裝角度直至安裝順利完成。立柱就位后需要用鋼墊塊塞緊限位，立柱與承臺銜接處采用高強度砂漿灌漿，并且在墊層砂漿凝固前不得拆掉當(dāng)前模板和千斤頂。立柱灌漿示意圖如圖1。

2.3.2 蓋梁安裝

架梁作業(yè)必須由專業(yè)隊伍操作完成，操作人員必須對機械操作熟練并且要有相關(guān)作業(yè)的現(xiàn)場施工經(jīng)驗，還要做到各工作人員分工明確，各司其職。由專業(yè)施工隊伍的管理人員以及現(xiàn)場安全管理人員聯(lián)合建立和完善操作規(guī)程以及安全責(zé)任制，責(zé)任到崗，責(zé)任到人，并監(jiān)督貫徹落實。橋梁架設(shè)過程中，相關(guān)操作人員要嚴格遵守架橋機架梁規(guī)程和使用說明書有關(guān)規(guī)定，不得違規(guī)操作。

施工作業(yè)前，施工人員（主要負責(zé)人）要對線路狀態(tài)、高架線、途中障礙物等周邊情況進行全面了解、排查，對影響現(xiàn)場施工作業(yè)的因素及時處理解決。架橋機橋頭對位前應(yīng)對照“程檢表”等技術(shù)資料對路基、橋臺、橋墩的工程質(zhì)量和技術(shù)數(shù)據(jù)進行檢測，確認無誤后方可施工。按照相關(guān)規(guī)定，當(dāng)最大風(fēng)力超過6級時停止架梁，橫向風(fēng)力超過5級時停止對位。

架橋機到達現(xiàn)場后第一時間與工地負責(zé)人匯報機械以及人員情況，并組織機組人員對現(xiàn)場立柱進行檢查，確認立柱的架設(shè)符合規(guī)定后方可進行架梁作業(yè)。如有不合格的地方第一時間向施工負責(zé)人反映，及時進行整改達標(biāo)，不影響后續(xù)施工進度。

龍門架進行吊裝箱梁時嚴格按照規(guī)定施工，不得私自簡化操作步驟和流程。龍門架運輸箱梁時兩臺機械的行走速度必須一致，因此整個過程中須由經(jīng)驗豐富的操作人員統(tǒng)一指揮。所有運轉(zhuǎn)部件在工作前進行間歇性試運轉(zhuǎn)，檢查轉(zhuǎn)動方向是否正確。架梁前做好支座安裝前的準備工作：檢查立柱支承部位尺寸、立柱頂預(yù)留螺栓孔位置、跨長偏差、支座的安裝標(biāo)高等。進行支座安裝時，先分清楚支座類別，支座安裝應(yīng)符合固定端和活動端的設(shè)計規(guī)定。

為保證梁體架設(shè)時四支點受力均勻，落梁時應(yīng)采用千斤頂控制各支座反力，各支座反力間誤差范圍應(yīng)小于5%;頂梁位置應(yīng)設(shè)在腹板以下或靠近梁端支座內(nèi)側(cè)，當(dāng)在支座內(nèi)側(cè)頂梁時，對16 m梁千斤頂橫向中心距≥3.3 m，縱向距梁端距離為0.75 m。頂梁時應(yīng)在千斤頂上加墊（576×576×40）mm（長×寬×厚）的鋼板，頂梁過程中要緩慢進行，防止因千斤頂受力不均造成梁體側(cè)翻或損壞。

箱梁架設(shè)后，對外觀進行檢查，保證梁端面平齊，梁縫符合要求，如不符合要求，將箱梁提升，重新進行對位落梁?，F(xiàn)場預(yù)制梁搭接施工圖如圖2。

3 預(yù)制梁施工管理問題

針對該項目在預(yù)制梁拼接過程中出現(xiàn)的常見問題，采用人工調(diào)查法，通過調(diào)查分析得到該裝配式橋梁在質(zhì)量控制、預(yù)制梁裂縫以及技術(shù)水平方面的問題，具體問題如下：

3.1 質(zhì)量控制意識差

在整個施工過程中，往往會出現(xiàn)施工工序錯誤以及缺少對施工場地、施工方案等方面的管理，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量不合格。例如，在施工過程中出現(xiàn)沉降、臺座不均等現(xiàn)象，都會給整個工程質(zhì)量造成一定的影響，增加安全風(fēng)險。并且在工程質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)，由于人為失誤，對出現(xiàn)的問題沒有檢測到，也會嚴重影響后續(xù)施工。

3.2 預(yù)制梁產(chǎn)生裂縫問題

受材料本身、環(huán)境氣候的影響，通常會使預(yù)制梁產(chǎn)生裂縫，主要是因為預(yù)制梁產(chǎn)生收縮引起的，出現(xiàn)裂縫后會影響其耐久性。若出現(xiàn)較大的裂縫，構(gòu)件承載力下降甚至完全喪失，從而嚴重影響結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，造成嚴重的安全隱患。在施工現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件的臨時存放支點位置不合理、運輸?shù)跹b等過程中也有可能使構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

3.3 技術(shù)人員技術(shù)水平存在缺陷

由于我國裝配式建筑模式發(fā)展較晚，缺乏相關(guān)人才的培養(yǎng)，導(dǎo)致專業(yè)技術(shù)人員極為短缺，相關(guān)項目管理經(jīng)驗不足，導(dǎo)致施工人員的綜合素質(zhì)和能力不強，同樣會影響預(yù)制梁的施工質(zhì)量。部分施工人員缺乏項目現(xiàn)場施工經(jīng)驗，安全質(zhì)量意識薄弱，直接影響施工安全。

4 提高施工質(zhì)量的對策

針對該橋在預(yù)制梁板施工過程中出現(xiàn)的問題，提出了相應(yīng)的處置措施。

4.1 強化質(zhì)量控制意識

現(xiàn)場施工要嚴格按照設(shè)計圖紙施工，堅決避免因工作難度大、不好操作等原因擅自改變施工方案或工藝，同時建立完善的施工質(zhì)量檢查監(jiān)督體系，制定相應(yīng)規(guī)章制度，加強對質(zhì)量控制的管理。監(jiān)理單位的能力以及專業(yè)技能要過硬，并且按照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準嚴格把關(guān)，以保證工程建設(shè)得到有效監(jiān)督。

4.2 做好裂縫預(yù)防工作

確保建筑材料符合使用要求，堅決避免使用劣質(zhì)材料以次充好，同時混凝土入模溫度等方面的控制工作落實到位，并做好裂縫預(yù)防措施。構(gòu)件的存儲、運輸、使用過程要正確使用各種機械，避免因場地不滿足條件或者在運輸、使用過程中操作不當(dāng)導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。

4.3 強化施工技術(shù)綜合業(yè)務(wù)能力

加大對相關(guān)人才的培訓(xùn)力度，企業(yè)要積極組織相關(guān)職員進行相關(guān)業(yè)務(wù)的培訓(xùn)，使相關(guān)作業(yè)人員技術(shù)過硬，并且持證上崗。提高企業(yè)員工的質(zhì)量安全意識，把施工環(huán)節(jié)的責(zé)任落實到每一個人身上，并制定相關(guān)制度約束員工的行為，確保工作規(guī)范。

5 結(jié)論

綜上所述，為了更好地貫徹落實國家碳達峰、碳中和的發(fā)展目標(biāo)，建筑構(gòu)件預(yù)制化逐漸成為趨勢和潮流，同時也是實現(xiàn)基礎(chǔ)建設(shè)低碳化發(fā)展的必經(jīng)之路。通過對綠色公路的內(nèi)涵進行研究，確定裝配式技術(shù)是實現(xiàn)綠色公路建設(shè)的核心技術(shù)。以武漢某公路橋梁為例，根據(jù)裝配式橋梁施工過程，對預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心梁板的制作研究。通過對預(yù)制梁板施工過程研究，得到預(yù)制板在施工過程中存在的問題，從質(zhì)量控制、裂縫預(yù)防以及施工技術(shù)三個方面提出了處置對策。

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收稿日期：2022-03-24

作者簡介：楊芬（1982—），女，本科，高級工程師，從事路橋設(shè)計工作。