CN117944165A - 一种装配式涵洞流水线预制施工方法 - Google Patents

Abstract

一种装配式涵洞流水线预制施工方法，采用环形轨道，在环形轨道上设置移动台座，沿环形轨道的轨迹方向依次布置钢筋绑扎区，预制区，成品堆放区；使移动台座在环形轨道上循环移动，依次实现钢筋绑扎、预制件浇筑成型及成品转移流水线作业。本发明提供的一种装配式涵洞流水线预制施工方法，可提高施工效率和质量。

Description

一种装配式涵洞流水线预制施工方法

技术领域

本发明涉及装配式涵洞，特别是一种装配式涵洞流水线预制施工方法。

背景技术

随着高速公路建设管理要求愈加严格,大部分现浇结构均向标准化、装配式预制结构迅速转变，其结构受力稳定、施工周期短、现场安装便利，有效加快项目整体工程进度，同时也能保障其工程质量。

装配式涵洞有管型和箱型两种结构型式，尺寸多样，由现浇底板、1块预制顶板、2块预制侧板组成。7×4.5m涵洞3m标准预制侧板最大重21.2t/块、预制顶板重24t/块。

传统装配式涵洞施工工艺采用模板固定位置、卧式施工，这种方式存在几个问题：1）、内外侧模板频繁拆除周转安装，需要大量熟练模板作业人员参与，大大增加了人工成本。2）、由于采用卧式布置浇筑形式，内侧模板位于下部，外侧模板位于上部，内侧模板作为承重结构，受混凝土强度、龄期影响，拆除周转时间较长。3）、所需模板套数多、模板成本高，且受施工场地制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种装配式涵洞流水线预制施工方法，解决了传统卧式预制过程中占压底模、拆模周期长的问题。同时，预制涵洞模板采用立式设计，增加全自动液压模板系统，施工时一键整体合模、脱模。立式预制减少了模板人工安拆、混凝土收面、抹面等施工，降低模板作业人员技能要求和劳动强度、提高了施工效率和质量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种装配式涵洞流水线预制施工方法，采用环形轨道，在环形轨道上设置移动台座，沿环形轨道的轨迹方向依次布置钢筋绑扎区，预制区，成品堆放区；使移动台座在环形轨道上循环移动，依次实现钢筋绑扎、预制件浇筑成型及成品转移流水线作业。

在预制区时，预制涵洞模板进行立式布置，并在浇筑过程中通过液压系统一键整体合模、脱模。

预制区处的预制设备包括顶板预制设备、侧板预制设备；所述顶板预制设备、侧板预制设备均包括设置在环形轨道平直段两侧的模板底座，两模板底座上相对布置有收支模油缸，左右的收支模油缸与第一侧模板、第二侧模板对应连接，在第一侧模板或第二侧模板左右铰接有端头模板，端头模板另一端与第二侧模板或第一侧模板通过螺栓锁紧；当移动台座到达预制区指定位置时，移动台座上的底模板与第一侧模板、第二侧模板、端头模板闭合形成立式浇筑腔。

所述移动台座包括移动座，移动座下端安装有行走轮，行走轮通过电机驱动，移动座上端安装与预制顶板或预制侧板匹配的底模板。

所述第一侧模板、第二侧模板的背面固定有侧模桁架，侧模桁架下端安装在侧模移动平台上，侧模移动平台滑动设置在模板底座上。

一种装配式涵洞流水线预制施工方法， 包括以下步骤：

步骤1：预先准备施工设备及工具；

步骤2：在钢筋绑扎区完成钢筋骨架加工；

步骤3：在移动台座行走至预制区后；将钢筋骨架吊到该移动台座的底模板上；

步骤4：预埋件施工；

步骤5：调整移动台座，使底模板与第一侧模板、第二侧模板精准定位；检查模板周边环境，操作人员检查振捣控制柜与模板振捣系统，然后启动油泵，进行合模；最终，第一侧模板、第二侧模板与底模板合拢，然后锁紧端头模板；

步骤6：浇筑混凝土；

步骤7：混凝土浇筑完成6h后、使用回弹仪对混凝土强度进行检测，待混凝土强度达到85%以后，开模，并通过移动台座将预制构件直接传送至成品堆放区存放，存放3d中及时对预制构件进行洒水养护。

本发明提供一种装配式涵洞流水线预制施工方法，具有以下技术效果：

1）、全自动液压模板系统，施工时一键整体合模、脱模。立式预制减少了模板人工安拆、混凝土收面、抹面等施工，降低模板作业人员技能要求和劳动强度、提高了施工效率和质量。普通传统模板底模作为承重模板，至少需要养护耗时5天，自动液压模板系统利用移动台座，通过改变模板受力形式，将原承重模板改为非承重模板，仅需耗时1天。

2）、通过设置环形轨道，可集钢筋绑扎区、预制区、成品堆放区为一体流水线施工，采取对各道施工工序作业区域进行固化处理，移动台座可依次通过各工序作业区，实现流水化作业，提高生产效率。传统现浇方法模板周转效率低，占地面积大，起重设备使用频率高。而采用流水线工艺，预制件浇筑完成达到2.5MPa拆模强度后，通过移动台座转运至成品区，不占用侧模，提高了模板利用率。每条智能环形生产线各配备多个移动台座，移动台座可循环使用，模板占用场地面积减小。每2条生产线可共用门式起重机，节约了起重设备。另外，通过可控制动力系统在生产线轨道上行走，采用“变频调速+无线技术”实现柔性启停，确保构件移动安全。

3）、产生巨大的经济效益：按传统方案，需配置不同类型的预制构件模板36套，采用装配式预制涵洞流水线施工，仅需配备8条流水线满足现场生产，共节约模板费用11万元；按照常规预制方式，需投入人工约为23人，一条装配式预制涵洞流水线需投入19人、减少吊装钢筋入模、期中作业浇筑人员4人，产生经济效益为112万元；据统计，相比传统预制构件场，采用装配式涵洞流水线预制施工工法，和襄高速项目生产区占地面积可节约5.24亩，共计可节约租地费用52.4万元。综上所述，通过本系统，可减少模板费用+施工人员投入费用+生产用地费用约175.4万元，间接产生了经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的布置示意图。

图2为本发明中预制顶板合模并浇筑时的示意图。

图3为本发明中预制顶板端头模板旋转打开时的示意图。

图4为本发明中预制顶板完全脱模时的示意图。

图5为本发明中预制侧板合模并浇筑时的示意图。

图6为本发明中预制侧板端头模板旋转打开时的示意图。

图7为本发明中预制侧板完全脱模时的示意图。

图8为本发明中移动台座的主视图。

图9为本发明中预制顶板的底模板的俯视图。

图10为本发明中预制侧板的底模板的俯视图。

图11为本发明中侧模移动平台的左视图。

图12为本发明中侧模移动平台的主视图。

图13为本发明中侧模移动平台的俯视图。

图14为本发明中连接杆总成的主视图。

图15为本发明中连接杆总成的左视图。

图16为本发明中顶板预制设备的主视图。

图17为本发明中管型装配式涵洞的主视图。

图18为本发明的流程图。

图中：环形轨道1，移动台座2，钢筋绑扎区3，预制区4，成品堆放区5，顶板预制设备6，侧板预制设备7，收支模油缸8，第一侧模板9、第二侧模板10，端头模板11，底模板12，模板底座13，侧模桁架14，侧模移动平台15，滑移底座15.1，导轨15.2，连接杆总成15.3，丝杆15.3.1，耳板组件15.3.2，螺母15.3.3，弹性件15.3.4，连杆15.3.5，预制管涵16，预制顶板16.1，预制侧板16.2，现浇底板16.3，作业平台17，护栏18。

具体实施方式

如图1-2所示，一种装配式涵洞流水线预制施工方法，包括以下步骤：

步骤1：施工准备工作，预先准备施工设施及工具。

步骤2：钢筋加工。具体包括钢筋原材料下料加工、钢筋胎架绑扎钢筋，最后形成成品钢筋（钢筋骨架）。

步骤3：吊装钢筋入模。顶板预制设备6、侧板预制设备7处的各模板提前打磨、涂抹脱模剂；待移动台座2移动到顶板预制设备6、侧板预制设备7处时，移动台座2上的底模板12与两侧的模板大致同心或平行，然后吊装成品钢筋至移动台座2上。

步骤4：预埋件施工。在成品钢筋移至移动台座2上后，预埋件安装在成品钢筋上合适位置，为了实现直接开模，在对应的模板上设置有预埋孔，预埋孔方便预埋件伸出模板。

步骤5：模板加固安装。调整带有成品钢筋的移动台座2到指定位置，顶板预制设备6、侧板预制设备7处的立式模板合模，对预埋孔处涂抹密封胶。

步骤6：浇筑混凝土。

步骤7：混凝土待龄。混凝土浇筑完成6h后，使用回弹仪对混凝土强度进行检测，待混凝土强度达到85%以后，开模，并通过移动台座2将预制构件直接传送至成品堆放区存放，存放3d中及时对预制构件进行洒水养护。

步骤1具体包括：

1.1、施工图纸和技术资料的准备：收集和整理预制构件的相关图纸和技术资料，包括构件的种类、数量、尺寸和规格等信息，确保施工过程能够按照设计要求进行。

1.2、施工现场的准备：清理施工现场，确保场地平整，无障碍物和杂物。同时，合理规划构件的生产线和施工设备的布置，确认生产线移模平车运行轨道3和模板安装混凝土台座位置9，做好前期水电预留工作，为施工过程提供足够的空间和便利条件。

1.3、施工设备和材料的准备：检查和调试施工设备，包括搅拌机、运输车、模板、支撑体系等，确保设备正常运行和安全性。同时，准备适量的水泥、砂、石等原材料，并选择合适的配合比进行混凝土的制备。

1.4、人员培训和组织准备：对参与预制构件生产的人员进行培训和考核，提高施工技能和质量意识。同时，建立合理的组织结构和人员分工，明确各岗位的职责和任务，为施工过程的顺利进行提供保障。

步骤2具体包括：

2.1、钢筋材料准备：选择符合设计要求的钢筋材料，并进行检验和验收。对于不合格的钢筋材料需要进行处理或退货，以确保钢筋的质量和稳定性。

2.2、钢筋加工：根据设计要求，对钢筋进行切割、弯曲、焊接等加工操作。加工过程中应采用专业的设备和工具，并注意钢筋的尺寸和形状精度，以确保钢筋加工的质量和稳定性。

2.3、钢筋绑扎：将加工好的钢筋按照设计要求进行绑扎，包括水平钢筋、垂直钢筋、箍筋等。通过定制专用的钢筋胎模，绑扎过程中控制钢筋的位置和间距。

2.4、钢筋定位和固定：在模板安装完成后，对钢筋进行定位和固定，可以采用钢筋支架、定位筋等方式来确保钢筋的位置和稳定性。同时，应确保钢筋保护层的厚度符合设计要求，在硷浇筑之前，钢筋作为隐蔽工程，必须按隐蔽工程的检查报验要求，进行验收。

2.5、质量检测与验收：在钢筋工程完成后，进行质量检测和验收。包括钢筋的位置、数量、直径、形状等指标的检测，以确保钢筋工程的质量和稳定性。同时，应按照相关规范和标准进行验收，对于不合格的钢筋工程需要进行整改或返工。

步骤3具体包括：

3.1、钢筋加工棚集中加工，分类存放：所有需要加工成型的钢筋均需在钢筋加工棚集中加工，采用数控弯曲机成型，分类存放。钢筋的制作要求在钢筋集中加工场中按施工图纸要求采用数控钢筋加工设备进行断料和半成品加工制作，并将钢筋半成品按设计图纸进行编号，分类集中整齐堆放，加工好的半成品钢筋采用存放盒或存放架方便取用，钢筋半成品经质检员检验合格后方可用于钢筋骨架加工

3.2、钢筋骨架成型：钢筋骨架利用绑扎胎架成型，绑扎胎架与地面错接牢固，防止胎架移位，胎架上刻有定型卡槽，有效确保钢筋定位精度。根据节段高度设有操作平台和可移动式爬梯，方便作业人员操作。

3.3、吊装入模：每节钢筋绑扎成型，采用多点钢筋吊装架吊装钢筋骨架入模，如不能及时品装入模时，则品装于成品钢筋骨架存放区存放，待满足入模要求后入模。

步骤4具体包括：

4.1、根据设计图纸，装配式涵洞构件有预埋吊耳、PVC套筒、螺旋筋三种预埋件。将吊耳预制构件按照设计要求进行在钢筋加工场进行加工，后经质检员、监理现场检查预埋吊耳尺寸后，将吊耳用木楔子固定好，以免浇筑时偏位。

4.2、PVC套筒、螺旋筋采购成品进行预埋,在浇筑前应核对预埋件的规格、数量、直径，浇灌砼时，振动棒不得碰撞固定架，不允许对着预埋件浇注砼，砼浇灌完毕后，及时复测预埋吊耳的实际值及偏差，并做好记录，对超出允许偏差的采取措施进行调整，直到满足设计要求为止。

步骤5具体包括：

5.1、模板由定制液压钢模板组成，钢筋骨架进入模板内后采用液压油缸8进行收紧。每条生产线均配备4个移动台座2，移动台座2经专业人员操作行走至合模浇筑区，与第一侧模板9、第二侧模板10进行精准定位，保证合模后预制构件结构尺寸。

5.2、液压侧模一键合模：待移动台座2行走就位后，检查模板周边环境，操作人员检查振捣控制柜与模板振捣系统。然后按顺序依次启动液压油缸油泵→合模→管理人员调整移动台座2→浇筑混凝土。

合模操作分为单侧合模和两侧合模两种操作模式。

单侧合模即单侧模板依次向底模板移动，两侧合模即两侧的模板同时向底模板移动，直至与底模板合拢。

一般情况下，当钢筋骨架吊装至移动台座上，此时模板单侧合模，单侧合模完成后调整钢筋骨架位置，两侧模板对齐后，双侧合模。

步骤6具体包括：

预制构件混凝土由拌合楼使用自卸汽车运送，后经过现场搅拌车自卸下料进入吊罐，混凝土浇筑过程前由管理人员确认钢丝绳、起重设备无误后方可进行浇筑，接料完成后使用起重设备进行吊装吊罐进行浇筑，浇筑方式宜采用分层下料，每层下料不得超过35cm，混凝土振捣采用侧模附着式振捣器振捣+人工振捣同时进行的方式，浇筑侧墙混凝土时施工人员主要通过附着式振捣器振捣部位、振捣次数及振捣时间，并根据现场实际情况进行智能实时调控，浇筑顶板混凝土时主要采用人工振捣方式进行，浇筑完成后，采用木抹子对预制构件顶进行抹光。

步骤7具体包括：

7.1、待表面收浆、初凝后即对混凝土进行养护，并用保湿布覆盖，养护目前采用人工洒水养护，养护期间保持预制构件外露顶面、侧面持续湿润，防止收缩裂纹的产生和有利于混凝土强度的增长。

7.2、为了加快第一侧模板9、第二侧模板10和移动台座2的周转速度，保障预制构件浇筑质量，预制构件冬季蒸养采用电蒸汽发生器蒸进行蒸养、电加热蒸汽发生器是一种自动连续地产生高温蒸汽的微型锅炉，主要由供水系统、自控系统、炉胆与加热系统和安全保护系统等组成。

7.2、预制件洒水养护期不少于7天。后期混凝土养生采用智能喷淋养护系统，智能喷淋系统由HMI触摸屏、WIFI 、PLC电脑、变频器、电机、水泵、电磁阀等部件组成，用于对预制构件的自动、精准、全面、细致地养护，有效解放了劳动力，提高了工作效率，避免了传统人工养护不及时、不彻底、不均匀、有死角等漏洞。智能感应构件成品环境温湿度，做到自动喷淋养护，养护及时、自动化高，节省劳动力，场地内设置沉淀池回流净化循环用水，节能环保。

按照《装配式钢筋混凝土通道施工规程》DB34/T 2834-2017规范要求，预制涵洞构件达到75%以上设计强度，可以进行预制构件转运。按照设计图纸要求，强度到达90%以上，可进行后续现场安装。预制涵洞构件转运时的强度采用回弹仪进行检测。

Claims (6)

1.一种装配式涵洞流水线预制施工方法，其特征在于：采用环形轨道（1），在环形轨道（1）上设置移动台座（2），沿环形轨道（1）的轨迹方向依次布置钢筋绑扎区（3），预制区（4），成品堆放区（5）；使移动台座（2）在环形轨道（1）上循环移动，依次实现钢筋绑扎、预制件浇筑成型及成品转移流水线作业。

2.根据权利要求1所述的一种装配式涵洞流水线预制施工方法，其特征在于：在预制区（4）时，预制涵洞模板进行立式布置，并在浇筑过程中通过液压系统一键整体合模、脱模。

3.根据权利要求2所述的一种装配式涵洞流水线预制施工方法，其特征在于：预制区（4）处的预制设备包括顶板预制设备（6）、侧板预制设备（7）；所述顶板预制设备（6）、侧板预制设备（7）均包括设置在环形轨道（1）平直段两侧的模板底座（13），两模板底座（13）上相对布置有收支模油缸（8），左右的收支模油缸（8）与第一侧模板（9）、第二侧模板（10）对应连接，在第一侧模板（9）或第二侧模板（10）左右铰接有端头模板（11），端头模板（11）另一端与第二侧模板（10）或第一侧模板（9）通过螺栓锁紧；当移动台座（2）到达预制区（4）指定位置时，移动台座（2）上的底模板（12）与第一侧模板（9）、第二侧模板（10）、端头模板（11）闭合形成立式浇筑腔。

4.根据权利要求3所述的一种装配式涵洞流水线预制施工方法，其特征在于：所述移动台座（2）包括移动座（2.1），移动座（2.1）下端安装有行走轮（2.2），行走轮（2.2）通过电机（2.3）驱动，移动座（2.1）上端安装与预制顶板（16.1）或预制侧板（16.2）匹配的底模板（12）。

5.根据权利要求4所述的一种装配式涵洞流水线预制施工方法，其特征在于：所述第一侧模板（9）、第二侧模板（10）的背面固定有侧模桁架（14），侧模桁架（14）下端安装在侧模移动平台（15）上，侧模移动平台（15）滑动设置在模板底座（13）上。

6.根据权利要求5所述的一种装配式涵洞流水线预制施工方法， 包括以下步骤：

步骤1：预先准备施工设备及工具；

步骤2：在钢筋绑扎区（3）完成钢筋骨架加工；

步骤3：在移动台座（2）行走至预制区（4）后；将钢筋骨架吊到该移动台座（2）的底模板（12）上；

步骤4：预埋件施工；

步骤5：调整移动台座（2），使底模板（12）与第一侧模板（9）、第二侧模板（10）精准定位；检查模板周边环境，操作人员检查振捣控制柜与模板振捣系统，然后启动油泵，进行合模；最终，第一侧模板（9）、第二侧模板（10）与底模板（12）合拢，然后锁紧端头模板（11）；

步骤6：浇筑混凝土；

步骤7：混凝土浇筑完成6h后、使用回弹仪对混凝土强度进行检测，待混凝土强度达到85%以后，开模，并通过移动台座（2）将预制构件直接传送至成品堆放区（5）存放，存放3d中及时对预制构件进行洒水养护。