隨著我國(guó)新型城鎮(zhèn)化的逐步推進(jìn)、"一帶一路"戰(zhàn)略的落地，尤其是2015年以來(lái)大力提倡和推行的建筑工業(yè)化以來(lái)，越來(lái)越多的裝配式橋梁走進(jìn)人們視野，新型的鋼-混凝土組合式橋梁正是其中的典型代表，它除具有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工等一系列優(yōu)點(diǎn)外，更因節(jié)約場(chǎng)地、快速施工等優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)推行。

一、鋼-混凝土組合橋梁

鋼-混凝土組合橋梁兼有鋼橋和混凝土橋的優(yōu)點(diǎn)，在建筑和橋梁結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域已經(jīng)得到越來(lái)越多的應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。建筑工業(yè)化已經(jīng)成為世界各國(guó)共同追求的目標(biāo)。裝配式鋼-混凝土組合橋梁結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，工程質(zhì)量高，有利于環(huán)境保護(hù)，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的施工理念。裝配式預(yù)制橋梁已經(jīng)在國(guó)外的橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展裝配式橋梁結(jié)構(gòu)是建設(shè)工業(yè)化的必由之路。

目前，預(yù)制混凝土橋面板與鋼梁的連接方法可分為預(yù)制法與現(xiàn)澆法兩種。

采用現(xiàn)澆法，結(jié)構(gòu)的整體性較好，但施工緩慢、后期混凝土的收縮徐變影響明顯、且不便于破損后的更換;

采用預(yù)制法，可在先期完成橋面板的制作與養(yǎng)護(hù)工作，節(jié)約工期，且便于后期的更換。預(yù)制橋面板在預(yù)制廠預(yù)制生產(chǎn)，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，橋面板架設(shè)于鋼板梁上，連接性能可靠，橋面結(jié)構(gòu)整體性好。

二、UHPC混凝土預(yù)制橋面板

UHPC(粗骨料活性粉末混凝土)是一種新型高性能水泥基復(fù)合材料,具有超高的耐久性和力學(xué)性能。UHPC混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用,可優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)尺寸、增大跨徑,在增加承載力、耐久性和壽命周期的同時(shí)保持較小的變形。預(yù)制UHPC混凝土板與鋼橋面板組合的橋面板結(jié)構(gòu)，不僅受力合理，強(qiáng)度高，剛度大，有效避免鋼橋面系病害的產(chǎn)生，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少UHPC混凝土現(xiàn)澆時(shí)產(chǎn)生較大的收縮，易于工廠批量生產(chǎn)，具有重大的實(shí)用價(jià)值和良好的經(jīng)濟(jì)效益。

項(xiàng)目案例

某UHPC混凝土預(yù)制橋面板生產(chǎn)線項(xiàng)目，嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)綠色原則，包括綠色設(shè)計(jì)，綠色管理和綠色生產(chǎn)。設(shè)計(jì)完成后要求達(dá)到綠色建筑一星標(biāo)準(zhǔn)，建筑采用光伏一體化設(shè)計(jì)，廠區(qū)屋頂結(jié)合光伏電系統(tǒng)，后期實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電;生活區(qū)采用空氣源熱泵，廠區(qū)設(shè)置海綿城市系統(tǒng)。同時(shí)，在后期管理和生產(chǎn)過(guò)程中，都嚴(yán)格遵循綠色理念，將綠色理念執(zhí)行到每一項(xiàng)工作中。

結(jié)合整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，合理布置場(chǎng)地內(nèi)生產(chǎn)廠房區(qū)域、原材料堆場(chǎng)、成品堆場(chǎng)，廠前辦公研發(fā)區(qū)及生活區(qū)。生產(chǎn)工藝流程合理、便捷、高效。處理好廠前區(qū)和生活區(qū)與廠房之間的“噪與靜”“污與潔”等區(qū)域劃分，功能明確，科學(xué)合理，平面布置疏密適宜，在規(guī)劃中考慮中長(zhǎng)期生產(chǎn)需要。

建筑單體平面規(guī)整，簡(jiǎn)潔大方，力求體現(xiàn)工業(yè)化、科技化及標(biāo)準(zhǔn)化形象，為裝配式設(shè)計(jì)及施工提供條件，同時(shí)控制基本土建造價(jià)，將更多的資金投入到設(shè)備和后期生產(chǎn)維護(hù)中去。

生產(chǎn)線設(shè)備上選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、操作靈活、經(jīng)久耐用、維修方便、安全可靠、生產(chǎn)作業(yè)效率高、污染小且使用安全，備件易采購(gòu)，易損件使用壽命長(zhǎng)的生產(chǎn)設(shè)備。

UHPC混凝土預(yù)制橋面板生產(chǎn)線主要工位包括清掃工位、劃線工位、布模工位、布筋工位、布料工位、振搗工位、趕平工位、養(yǎng)護(hù)工位、拆模工位、堆場(chǎng)、機(jī)加工車間。

兩種工作模式

整條流水線有手動(dòng)和全自動(dòng)兩種工作模式：

手動(dòng)工作模式是由人工操作所有設(shè)備，根據(jù)需求完成所在工位的工作。

自動(dòng)工作模式流程如下：

1. 當(dāng)模臺(tái)流轉(zhuǎn)到清掃工位時(shí)，模臺(tái)清掃機(jī)自動(dòng)清理模臺(tái)上脫模后殘留的混凝土混合物。

2. 噴油機(jī)和劃線機(jī)根據(jù)控制室PC電腦預(yù)先導(dǎo)入的CAD生產(chǎn)圖紙自動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行模板安裝位置及預(yù)埋件安裝位置定位畫線，且具備CAD圖形編程和線寬補(bǔ)償功能。劃線結(jié)束后自動(dòng)流轉(zhuǎn)到下個(gè)工位。

3. 當(dāng)模臺(tái)流轉(zhuǎn)到布模工位時(shí)，由模臺(tái)兩側(cè)視覺(jué)機(jī)器人自動(dòng)從AGV小車上識(shí)別邊模位置和形狀抓取所需要的邊模，再根據(jù)圖紙?jiān)谀Ｅ_(tái)上自動(dòng)安裝邊模，實(shí)現(xiàn)邊模高效準(zhǔn)確的安裝。當(dāng)AGV小車上邊模使用完后，小車自動(dòng)回到拆模工位。

4. 每個(gè)模臺(tái)側(cè)邊安裝有RFID卡，當(dāng)模臺(tái)自動(dòng)按節(jié)拍流轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)自動(dòng)讀取卡號(hào)，信息傳送到控制系統(tǒng)會(huì)顯示每個(gè)模臺(tái)在生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)位置。每個(gè)模臺(tái)工位安裝有電機(jī)檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)線每個(gè)工位的生產(chǎn)狀態(tài)。

5. 當(dāng)模臺(tái)流轉(zhuǎn)到布筋工位時(shí)，模臺(tái)影像監(jiān)測(cè)設(shè)備可以在該工位檢查工人所綁扎鋼筋是否符合安裝要求，如果符合要求，則自動(dòng)流轉(zhuǎn)到下個(gè)工位;不符合要求時(shí)，會(huì)在影像監(jiān)視器上顯示不符合安裝要求的綁扎鋼筋范圍。

6. 送料車系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)需求，自動(dòng)在攪拌站和各個(gè)卸料點(diǎn)之間不停地循環(huán)送料。

7. 布料機(jī)收到送料車的卸料完成信號(hào)后，自動(dòng)開(kāi)始尋找模臺(tái)邊沿定位，然后自動(dòng)均勻布料，當(dāng)布料過(guò)程中料斗中的料不夠時(shí)，自動(dòng)回接料點(diǎn)發(fā)出要料需求并等待送料車卸料，布料結(jié)束后自動(dòng)回到接料點(diǎn)等待下次布料。

8. 振搗機(jī)收到布料機(jī)傳來(lái)的允許振搗信號(hào)后，自動(dòng)定位到模臺(tái)起始位置，開(kāi)始插棒、振動(dòng)、提棒、停振，再自動(dòng)行走到下一個(gè)振搗點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行前面動(dòng)作，直到整個(gè)模臺(tái)全部完成振搗。

9. 當(dāng)模臺(tái)自動(dòng)流轉(zhuǎn)到趕平工位后，振動(dòng)趕平機(jī)自動(dòng)定位到模臺(tái)起始位置，自動(dòng)降低并定位振動(dòng)機(jī)構(gòu)，起振并沿模臺(tái)行走到模臺(tái)末端，停振升起振動(dòng)機(jī)構(gòu)，完成該模臺(tái)工作。

10. 當(dāng)模臺(tái)自動(dòng)流轉(zhuǎn)到擺渡車工位時(shí)，如果要擺渡的目標(biāo)工位空閑，擺渡車自動(dòng)將當(dāng)前模臺(tái)擺渡到目標(biāo)位置，若目標(biāo)位置占用則擺渡車自動(dòng)等待直到目標(biāo)工位空閑為止。

11. 養(yǎng)護(hù)窯可根據(jù)窯位的空閑情況，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)模臺(tái)進(jìn)窯、提升、存取、養(yǎng)護(hù)計(jì)時(shí)，養(yǎng)護(hù)完成出窯等過(guò)程。控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)控制。具有自動(dòng)噴淋式加濕功能，客戶可根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整加濕時(shí)間。

12. 養(yǎng)護(hù)完成的橋面板進(jìn)入拆模工位，由模臺(tái)兩側(cè)視覺(jué)機(jī)器人自動(dòng)從模臺(tái)上把邊模拆卸到指定位置，人工清理后，再碼放到AGV小車上自動(dòng)運(yùn)送到裝模工位。

13. 拆模后的模臺(tái)流轉(zhuǎn)到清掃工位，再次進(jìn)入產(chǎn)線循環(huán)系統(tǒng);橋面板用運(yùn)輸車運(yùn)送到堆場(chǎng)存放，等待進(jìn)入機(jī)加工車間。

14. 橋面板流轉(zhuǎn)到機(jī)加工車間，按要求對(duì)橋面板的周邊進(jìn)行機(jī)加工處理。

15. 生產(chǎn)完成的預(yù)制橋面板可以通過(guò)汽車或者水路，轉(zhuǎn)運(yùn)到橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)。

16. 管理控制系統(tǒng)對(duì)流水線進(jìn)行實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理，并結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)管理,實(shí)現(xiàn)與組態(tài)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。管理系統(tǒng)包含布料機(jī)生產(chǎn)管理和養(yǎng)護(hù)窯生產(chǎn)管理。

布料機(jī)生產(chǎn)管理

實(shí)現(xiàn)布料機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄查詢打?。汉a(chǎn)品編碼、型號(hào)規(guī)格、混凝土標(biāo)號(hào)、方量、數(shù)量、當(dāng)日產(chǎn)能、當(dāng)日混凝土生產(chǎn)方量等。

養(yǎng)護(hù)窯生產(chǎn)管理

記錄并可查詢各模臺(tái)產(chǎn)品編碼、型號(hào)規(guī)格、混凝土標(biāo)號(hào)、方量、養(yǎng)護(hù)倉(cāng)位、養(yǎng)護(hù)時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)及濕度曲線、操作人員等數(shù)據(jù)。

三、結(jié)語(yǔ)

UHPC混凝土預(yù)制橋面板生產(chǎn)線不受季節(jié)、天氣等因素影響，可以大幅提高生產(chǎn)效率。在橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)，橋面板與鋼箱梁之間采用機(jī)械連接，通用性與互換性更好，節(jié)約工期，大幅提高施工進(jìn)度。橋面板可以預(yù)先生產(chǎn)，提前儲(chǔ)備，多項(xiàng)目一起施工，同時(shí)生產(chǎn)4~6個(gè)橋梁的橋面板。一片16米*4.5米的預(yù)制橋面板的生產(chǎn)時(shí)間約70分鐘，每天生產(chǎn)10片，日產(chǎn)量約700平方米，年產(chǎn)量可達(dá)到21萬(wàn)平方米。

UHPC混凝土橋面板預(yù)制生產(chǎn)線必將帶動(dòng)橋梁業(yè)的整體發(fā)展，為整個(gè)行業(yè)帶來(lái)跨越性、革命性的改變。