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常见问题
水运工程及水利工程扭王字块预制的自动化生产探析
1 引言
水利工程和水运工程中常用的扭王字块拥有较多 的结构肢脚,属于异形结构,在自动化生产上较为困难, 结构体型大,空隙大,对预制场地的要求比较高。在 以 往,国内的制作工艺通畅是现场进行立模作业,利 用 汽 车吊或者龙门吊等机械配合混凝土料斗进行吊灌浇筑, 混凝土强度合格后用起吊设备进行吊装,预制和吊装交 叉环节较多,不仅安全风险大,而且生产效率也不高,现 场组织管理极易出现问题。而在本工程案例中,扭王字 块进行集中生产作 业,不仅拥有较高的生产效率,同 时 规范了施工 环 节,降低了安全风险,提 高 了 经 济 效 益。 该工程通过巧妙设计预制场布局和轨道与模板系统实 现了较为先进的生产模式。
2 项目简介
本项目地处福建福州沿海,其海堤提级改造中的消 浪潜堤护面工程总长3.97km,用到3种尺寸规格的扭 王字块:10t扭王 字 块21200只、6t扭 王 字 块14923只、 2.5t扭 王 字 块33571只,合 计69694只,扭 王 字 块 设 计 强度为 C30。预制和安装总工期计划为20个月。
3 预制场设计
3.1 场地布置 受项目周边用地限制,扭王字块预制场建设在混凝 土拌合站西侧毗邻位置,场地为狭长条带形状,长722 m,宽28.5~29m,南 北 走 向,面 积 约21000m2。预 制 场地四周为防风林地和垦区养殖鱼塘,无 法 再 向 外 扩 展。具体如图1所示,为预制场平面布置图。 结合场地 情 况,根据工期计算预制场需设置台座 155条,其中10T台座50条,6T 台 座35条,2.5T 台 座 70条,其中10T台座宽15m,6T、2.5T台座宽14.5m。 台座左 侧 为 6.8 m 宽 转 运 通 道,右 侧 为 7 m 宽 罐 车 通道。 10T及6T台座每 条 能 设 置4个 台 座,1个 预 制 台 座,2个等强台 座,1个 提 梁 台 座。2.5T 台 座 每 条 能 设 置5个 台 座,1 个 预 制 台 座,3 个 等 强 台 座,1 个 提 梁 台座。
罐车通道靠预制台座一侧设置高度为2m 的挡墙, 使罐车通道路面与扭王字块模板形成满足罐车自卸入 模要求的高差。预制场前端和尾部各设置一个转弯平 台供车辆掉头,形成环形闭合的行车通道。
3.2 模板及行走系统 模板分为侧模、底模及行走系统3部 分,侧 模 由 外 模和外模架组成,外模 架 底 部 安 装8个 万 向 轮,方 便 人 工移动模板;底模采用钢架和钢板焊接形成,底 部 可 沿 钢轨移动;行走系统 由 滑 靴、行 走 轨 道、行 走 油 缸、连 杆 组成,通过滑靴和拉杆牵引底模和侧模于行走轨道上移 动完成台座转换,具体如图2所示。
预制工艺难点在于底模的回位,由于底模重量较 重,2.5T 的 底 模 约200kg,10T 约350kg,人 工 无 法 搬 运,设计采用埋入式轨道,人工垫放临时轨道钢板,安装 4个小车滑出。待液压行走一个台 座 位 置 后,同 样 的 方 法,人工滑入预制台座位置。
4扭王字块预制主要施工步骤
扭王字块从立模浇筑到起吊出坑主要分为以下几 个施工步骤。
(1)预制台座底模安装。在预制台座埋入式轨道上 部人工垫放临时轨道钢板,利用人工将预制台座侧边待 安装的底模通过临时轨道钢板推至预制台座轨道指定 位置安放到位。
(2)预制台座侧 模 安 装。底模安装完毕后,利 用 人 工将模板通道上待装的侧模通过外模架上4个 万 向 轮 推至预制台座轨道边指定位置组合安装到位。
(3)预制台座侧模安装。底模和侧模全部安装完毕 后,混凝土罐车行至罐车通道并调整好角度后,通 过 自 卸往预制台座区模板内浇筑作业。
(4)预制台座侧模拆模。浇筑完成至构件强度达到 2.5 MPa后,利用人工拆螺丝和液压千斤顶平行脱模。 同时安排2名工人一左一右将拆出的两片立模沿轨道 方向推移至模板指定位置,清理干净后在表面涂刷脱模 剂待用。
(5)提梁台座出 坑。预 制 完 成 后,等 待2d,第3天 利用履带吊将提梁台座区构件起吊,通过平板运输车运 至存梁区,存梁区设置在该项目红线范围内的主线路 基上。
(6)人工移底模 待 装。提 梁 完 成 后,在 提 梁 台 座 埋 入式轨道上部人工垫放临时轨道钢板并将底模下部4 只万向轮安装完毕后,利用人工将底模从提梁台座上通 过临时轨道钢板滑至轨道外,人工推移至预制台座旁 待装。
(7)液压行走一个台座。底模移动至模板通道待装 后,利用行走系统中的油缸+滑 靴+拉 杆+底 模 装 置, 人工启动轨道端头两个滑靴装置,使滑靴沿轨道方向连 续向前移动四次,每次移55cm,共移动220cm,行走一 个台座位置以空出预制台座。
5 自动化预制的优点和存在的问题
5.1 自动化预制主要优点 近年来随着及行业主管部门对建筑施工项目 安全管理和文明施工的要求不断提高,施工项目管理也 更加注重细节,逐步 走 向 规 范 化、标 准 化。根 据 该 预 制 场建设方案产生的背景和建成后实际生产情况来看,该 预制场主要有以下几个优点。 (1)场站集中建设在空间上降低管理幅度,是 安 全 和文明施工的最基本要求和保障,而 自 动 化、工 厂 化 流 水线生产则在集中化的基础上规范了施工过程中的各 个环节,能有效降低施工过程中的 安全隐患和出错 概率。
(2)随着社会人工成本的不断攀升和建筑市场常用 机械设备保有量的增大,用机械设备取代人工是实现经 济效益的主要途径,而自动化工厂化生产正是朝着这个 方向进行探索和迈进。
(3)自动化流水线生产模式各个环节易于规范化管 理,能够较好地管控进度和质量的偏差,出 现 问 题 易 于 检查和对比分析,能够给决策者提供科学有效的依据。
5.2 存在的问题和解决思路 从本案例 出 发,总结出生产过程中遇到的一些问 题,并提出了解决思路,主要有以下几点。
(1)本案例预制场 需 全 面 积 硬 化,其中罐车通道和 吊装转运通道均为重载车道,对地基的要求很高,需 要 充分考虑地基的承载能力和适应性。
(2)本案例自动化程度尚不算太高,轨 道 及 底 模 行 走系统通过液压油缸步履式推进仍需要不少人工配合 辅助。设想可以考虑通过皮带机连续移动,但是成本上 要增加不少投入,需要较为经济的生产体量。
(3)本案例预制完成强度合格的块体起吊出坑使用 汽车吊需要不停的移动吊车位置,可以考虑用横跨预制 台座和转运通道的龙门吊替换,可进行连续吊装。
(4)本案例因预制 场 地 用 地 受 限,没有考虑到堆存 区,若场地比较宽松可以考虑在预制区旁边设置一定规 模的堆存区以降低转运成本。
(5)受场地限制,本预 制 梁 案 例10T 台 座 区 宽 度 才 15m,仅能放置4个 台 座(1个 预 制 两 座,2个 等 强 度 台 座和1个提梁台座),考虑每天不间断预制,3d必 须 将 预制块吊出,而设计要求块体起吊强度必须达到设计强 度 C30的70%,需要优化配合比设计,使 用 早 强 剂,同 时增加水泥用量,因此增加了混凝土的成本。若场地宽 松,可考虑加宽预制台座区的宽度,延长等强度的时间。
6 结语
本预制场案例充分结合了项目自身场地特点对扭 王字块自动化生产进行了一些探索和实践,虽然自动化 程度还不算很高,但是在国内也是较为先进的模式,通 过不断地积累和改进,最终定会推动企业自身乃至整个 水运工程行业相关领域的技术革新。
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- 下一个:联锁块的路面结构
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