1 引言
在桩板式桥梁结构中采用常用的箱梁、T 梁、工字梁及空心板等预制构件，张拉预应力钢束会使主梁产生反拱度，当反拱度值产生偏差时常常会影响钢筋的精确定位和梁体的准确架设，使得梁体间横向连接困难，严重时甚至会形成局部错台，影响桥梁功能和美观。
常规的π形梁在现场生产预制过程中，由于缺少工厂化生产线及工艺技术，多采用现有预制混凝土梁的施工设备和施工工艺，导致π形梁生产中，模板体系支模效率低、周转使用性差，预制π梁张拉应力损失大，大规模生产效率低，质量性能差，给桩板式桥梁大范围推广应用带来了很大的影响。
针对上述施工问题，研究开发了“桩板式路基π梁板工厂化预制施工技术”，该技术采用了定型化π梁模板体系进行支模，模板体系底部采用顶托固定在台座上，自动钢筋焊接机器人进行预制π形梁骨架片钢筋的焊接加工，鱼雷罐进行砼平面运输，布料机精准布料浇筑混凝土，附着式振捣器进行振捣，采用直线配束先张法单端张拉钢绞线实现无应力损失，提高了预制π梁大规模生产效率及质量。
2 技术特点
1.本技术采用了自动钢筋焊接机器人进行预制π形梁骨架片钢筋的焊接加工，鱼雷罐进行砼平面运输，布料机精准布料浇筑混凝土，附着式振捣器进行振捣，节省了大量的人力，信息化自动化程度高，布料精准，提高了预制π形梁大规模生产效率及质量。
2.本技术采用定型化π梁模板体系进行π梁生产，该模板体系由整体式固定钢芯模、侧模、底模、端模等部分组成，整体式固定钢芯模提高了混凝土π梁的整体受力性能，避免了顶板厚度不均匀和侧板保护层不够的问题。
3.本技术预制混凝土π梁采用单端张拉钢绞线实现无应力损失，减少了起拱度。
4.本技术采用智能布料机根据构件形状和重量执行布料，相比于传统的人工布料 精度高，施工效率更高。
5.本技术采用单端张拉钢绞线，预制场地排布顺序：张拉端（移动横梁-千斤顶-固定横梁）→张拉反力墙→制梁台座→张拉反力墙→固定端（固定横梁，初张拉端），各功能区界限分明，可操作空间大，张拉设备精度高。
6.本技术在整体式固定钢芯模上快速拼装侧模，侧模通长拼装，端模用撑架和螺 栓固定在侧模上，脱模时只需脱开侧模、端模，整体起吊即可，安全高效。
7.本技术可同时配备多条生产线进行π形梁预制，单条线一次性可布置 6-8 个预制台座，一次性可生产预制50片以上π形梁，生产效率高。
3 工艺原理
采用了定型化π梁模板体系进行支模，该体系由整体式固定钢芯模、侧模、底模、端模等部分组成，侧模通长拼装，侧模底部采用顶托固定在台座上，上部采用连接杆连接，确保梁板宽度，端模采用撑架和螺栓固定在侧模上，侧模端头为可拆卸调节段用于边跨与中跨调换施工，保证了混凝土π梁预制过程中整体受力性能。采用自动钢筋焊接机器人进行预制π形梁骨架片钢筋的焊接加工，将π形梁骨架片钢筋吊放至固定钢芯模上后支设侧模、端模，鱼雷罐进行砼平面运输，布料机精准布料浇筑混凝土，附着式振捣器进行振捣，蒸养棚进行π梁蒸养，最后进行覆盖喷淋养护，完成π形梁预制施工。
其中，π形梁预制过程中采用单侧张拉技术进行预应力张拉，张拉端由移动横梁、千斤顶、分束板、固定横梁组成，采用单端张拉钢绞线实现无应力损失。
图3-1 预制π形梁结构布置图
图3-2 预制π形梁预制台座平面布置图
图3-3 预制π形梁预制反力墙断面布置图
图3-4 预制π形梁模板体系结构图
4 施工工艺流程及操作要点
4.1 工艺流程
图4-1 桩板式桥梁预制π形梁工厂化预制施工工艺流程图
4.2 操作要点
4.2.1 张拉反力墙施工
根据π梁预应力钢绞线分部特征（钢绞线密集处横向间距 50mm，竖向间距 50mm），采用单端张拉钢绞线实现张拉过程中无应力损失。施工张拉反力墙，张拉端由移动横梁、千斤顶、分束板、固定横梁组成，移动横梁与固定横梁通过 2.5cm 精轧螺纹连接，固定端由固定横梁及分束板组成。
4.2.2 安放钢筋骨架及穿预应力筋
在定型胎架上绑扎预制π梁钢筋骨架，采用自动钢筋焊接机器人进行钢筋的焊接加工，钢筋连接采用双面焊。预应力筋采用下料机进行下料，采用切断机或砂轮锯进行切断。
将整体式固定钢芯模、底模等进行刷脱模剂，按设计的位置安装π梁预制台座、顶托，整体式固定钢芯模放置于台座上后，将焊接好的预制π梁钢筋骨架整体吊装放入固定钢芯模上，将预应力筋两端分别通过张拉端及固定端锚固，精轧螺纹与钢绞线通过线杆连接器连接，钢绞线出构件 30cm 左右。
4.2.3 单侧张拉预应力筋
初张拉在固定端进行，初张拉采用穿心式千斤顶进行初张，先采用小吨位千斤顶进行初张拉，该初应力为张拉控制应力σcon的20%，再采用大吨位千斤顶整体张拉到设计控制应力，使用千斤顶逐根由中间向两侧对称张拉；在张拉过程中，使活动横梁与固定横梁始终保持平行，采用总力值控制。预应力筋张拉完毕后，与设计位置的偏差不得大于5mm，同时不得大于构件最短边长的4%，钢绞线的断丝数量在同一构件中不超过钢丝总数量的1%。
4.2.4 安装模板体系
将侧模、端模内侧涂隔离剂，侧模底部用顶托固定在台座上，上部用连接杆连接，确保梁板宽度，侧模和台座之间用双面胶或橡胶条贴缝，防止漏浆。侧模通长拼装，端模用撑架和螺栓固定在侧模上，模板安装完毕后，应对其平面位置、节点联系及纵横向稳定性进行检查。
4.2.5 混凝土运输及布料
混凝土搅拌好后通过鱼雷罐进行砼平面运输，通过布料机精准布料浇筑混凝土，采取纵向分段水平分层浇筑，每层不大于 30cm，先腹板再顶板的顺序由一端向另一端推进，浇筑时π梁对称进行浇筑，采用附着式振捣器进行振捣，端头钢筋密集部位和局部 50 型插入式振捣棒下插受阻地方，配合 30 型插入式振捣棒振捣。在π梁砼浇筑过程中，现场制取5组砼试件，与梁板同条件养生，作为梁板预应力放张和起移梁控制强度评判依据。
4.2.6 拆模
预制π梁顶板收光完成后，顶面拉毛处理，使用竹扫把或钢丝刷横向拉毛，深度1-2mm，宽度2-3mm。梁板顶、端、侧混凝土强度达到 100%后，在新老结合的部位采用凿毛机进行凿毛，棱角处留出 1-1.5公分，防止凿毛时破坏棱角，在砼抗压强度达到 2.5Mpa 时拆除侧模及端模。
4.2.7 喷淋养护
脱模后，π 梁砼顶面采用土工布覆盖，喷淋养生，配以电气蒸汽养护。湿养护周期一般 7 天，养护期间防止干湿交替，保持π梁预制场纵向主排水沟排水顺畅。
4.2.8 放张预应力筋
在混凝土强度达到设计强度的 90%，砼龄期不小于 7 天后，剪断钢绞线进行放张。放张前拆卸模板，放张时应分阶段放张，先从张拉端松开锚固螺母放张。放张时应缓慢，速度不能过快。完成后，使用砂轮切割机切断钢绞线，拆出端模，不能用焊机切割。
4.2.9 移梁及梁板存放
π 梁放张预应力筋后，采用龙门吊将π梁移运至存梁区，放在枕木上。梁体堆放时在π梁两端设置支点，不得使上下面倒置，采取可靠措施，不使梁产生负弯矩而起破坏作用，梁体存放时间不大于 90 天，预防起拱值过大。
5 效益分析
5.1 经济效益
本技术采用了自动钢筋焊接机器人进行预制π形梁骨架片钢筋的焊接加工，鱼雷罐进行砼平面运输，布料机精准布料浇筑混凝土，附着式振捣器进行振捣，节省了大量的人力，信息化自动化程度高，布料精准，提高了预制π形梁大规模生产效率及质量；采用智能布料机根据构件形状和重量执行布料，相比于传统的人工布料精度高，施工效率更高，在整体式固定钢芯模上快速拼装侧模，脱模时只需脱开侧模、端模，整体起吊即可，安全高效；可同时配备多条生产线进行π形梁预制，单条线一次性可布置6-8个预制台座，一次性可生产预制50片以上π形梁，生产效率高，与传统的施工方法相比，综合节省了成本28.55%，具有较好的经济效益。
5.2 社会效益
本技术对于工期紧，大规模、大批量生产的预制构件可节省大量的工期和成本，同时，定型化π梁模板体系均为定型化结构，重复利用率高，施工过程噪声小、污染小，实现了环保绿色生产，符合可持续国家发展战略，取得了很好的社会效益。
6 应用实例
6.1 工程实例：合枞高速公路预制二标
本工程为安徽建工路港建设集团有限公司承建的合枞高速预制梁场第二标段项目。项目位于桐城，梁场占地规模为203 亩，主要负责路基04、05、06 标段构件预制,起讫桩号为K84+520-K134+143，工程全线长 49.623km。工程合同造价为2.07亿元，合同工期 20 个月。
预制构件提供路基范围包括结构主要有：特大桥 3 座、大桥 3 座,中小桥 22 座、圆管涵 62 道、箱涵(明、暗)66 道、拱涵 24 道，盖梁 908 个。主要预制构件范围：π形梁、轻型 T 梁、箱涵、拱涵、圆管涵、盖梁、小型预制构件、新泽西护栏等预制构件。
6.2 工程实例：徐淮阜高速公路宿州段预制标
徐淮阜高速公路宿州段预制标由安徽建工路港建设集团有限公司承建。项目位于萧县，梁场占地规模为98亩，主要全线构件预制,起讫桩号为K0+000~K39+855，路线总长39.855公里。该工程开竣工时间为：2023年2月28日～2024年10月27日。工程合同造价为3.45亿元，合同工期 20 个月。
本项目构件采用集中预制，主要包括全线设置大桥6座、中小桥7座、主线上跨25处、支线上跨2处、互通立交3处，T梁箱梁梁板2085片、圆管涵58道、箱涵（明、暗）86道、π桩板式梁976片、盖梁232个，小型防护预制块月33000方（边沟、六棱块等），工程体量11.6万方。
工程应用表明：本工程中π梁保护层表面均匀，厚度一致，整体受力性能强，工厂化实现了大规模生产，智能化、自动化生产效率高，需要操作工人少，取得了较好的技术、经济效益，获得了上级单位的一致好评，值得大力推广。