淺談DBI在滑模施工中的應用技術

　　在滑模施工的高速公路路面中，DBI的應用技術影響到傳力桿的設置精度及路面整體平整度和施工質量。本文通過對DBI的結構、工作原理、工藝過程及注意事項等的介紹，使該技術在滑模施工中能夠充分發揮其獨特的工藝特性。
　　DBI（Dowel Bars Inserting首字母的縮寫）是附在滑模攤鋪機上的用于自動打入傳力桿的機械裝置。
　　1　國內縮縫傳力桿的布設方式對比
　　在水泥混凝土路面橫向縮縫增設傳力桿通常有兩種做法：一為前置支架法，即預先制作傳力桿支架，在進行滑模施工前安放在預定位置；二為采用攤鋪機自帶的DBI裝置在攤鋪至預定位置時打入混凝土中。前置支架法插入傳力桿路面結構最早于1999年在國內第一條超重軸載高速公路京（北京）－大（大同）路中應用，施工中在設計位置預先固定傳力桿支架，在支架處布設少量的混凝土混合料并人工插搗密實以提高支架的穩定性，避免攤鋪機通過時強大的推擠作用對支架造成移位和變形。但從實際施工效果來看并不理想，一則攤鋪機在前進過程中對機前混凝土推擠作用很大，支架處布設的少量混凝土很難抵抗其推擠作用造成支架移位；再則5m一道傳力桿造成攤鋪機停機頻繁，影響了路面的平整度。
　　采用DBI裝置插入傳力桿是利用攤鋪機自帶的DBI裝置，在路面施工過程中在預先布設傳力桿并在攤鋪至縮縫處插入傳力桿，這樣可以在不停機狀態順利完成傳力桿插入工作，大大提高了工作效率，保證攤鋪質量。
　　得大高速公路是二連浩特—河口國道主干線山西境內的一段，路線起于晉蒙交界的得勝口，止于山西省大同市，通過馬連莊互通與京大高速公路相連，路線主線全長47.368km，設計要求路面橫向縮縫設置傳力桿。在得大高速公路施工中采用了先進的DBI裝置插入傳力桿，在連續攤鋪作業條件下順利完成傳力桿的布設、插入等工序，可以節約大量的支架鋼筋、人工費，并且大大提高了路面施工質量和施工進度。
　　2　DBI結構簡述
　　DBI是由機架、導梁、傳力桿插入組件、傳力桿自動安裝組件、液壓系統等部件組成，現就維特根SP850原裝配置的DBI（如圖1所示）裝置為例，簡介如下：
　　(1)機架：是將DBI作為一個整體，以模塊方式與滑模攤鋪機連接的承載支架。它安裝時，要將滑模機后面兩條履帶臂拆下，將DBI機架的一頭與滑模機主機架連接，另一頭與后面兩條履帶臂連接。
　　(2)導梁：兩側導梁安裝在DBI機架的下方，作為DBI傳力桿插入組件前后移動的導軌。
　　(3)傳力桿自動安放組件：用于將傳力桿自動排放，按每30厘米距離、均勻分布。其主要部件是一個滑動的放料小車，小車通過卷揚機拉動綁在其兩頭的鋼絲繩，在攤鋪寬度內可以來回移動。
　　(4)傳力桿插入組件：包括傳力桿插入反力梁、兩側的導輪架、兩個插入油缸、插入叉（其數量根據攤鋪寬度而定，每30cm兩個）、插入叉震動器（每2～3組插入叉需一個震動器）、插入組件的前后移動油缸（兩個）等。
　　(5)液壓及自動控制系統
　　另外，維特根攤鋪機主機預留有DBI相應的電、液接口，所以整套裝置的動力系統均由主機提供，而且DBI裝置與主機同樣具有加長組件，能夠與主機同時適應不同的攤鋪寬度。
　　３　DBI裝置的施工工藝過程
　　開始攤鋪后,人工將一端套好塑料套的傳力桿按一定順序排放在布料小車的料槽內。然后手動啟動小車卷揚機，小車便從DBI一側沿著滑動軌道，滑動到另一側。在滑動過程中，傳力桿便自動落入卡槽內（如圖2）。啟動另一側卷揚機收回小車，進行下一循環的布料。此時，卡槽的上下位置是相互錯位的。當攤鋪機走到預定位置時，卡槽上半部分在液壓油缸的作用下水平移動一小段距離與下半部分對齊，傳力桿便自動落入混凝土面板的打入部位。與此同時，傳力桿插入叉組件在升降液壓油缸的作用下自動向下推移，在接近面板時自動啟動插入叉震動器，將這排傳力桿震動插入混凝土內。此時，DBI插入組件在前后伸縮液壓油缸的作用下向后緩慢推移，而攤鋪機繼續向前作業，這樣傳力桿插入組件相當于脫離攤鋪機，插入裝置與路面相對保持靜止，保證插入過程盡可能不損壞擠壓成型的面板表面。當傳力桿插入深度達到預定位置時，位置傳感器給定信號，系統自動收回加壓油缸，將插入叉組件上提到初始位置。同時，傳力桿卡槽上半部分的推動油缸收回，繼續保持卡槽上下錯位。插入叉提升到位后，系統在左右兩個水平油缸作用下自動將傳力桿插入組件快速向攤鋪機前進方向收回到前面的初始位置，等待下一循環。整個工作過程大概在11秒鐘內完成。
　　另外，DBI配備有手動系統，可以在試機或其他不連續作業的時候，進行手動作業。正常作業開始后，可進行手動與自動的轉換，保證作業精度。
　　在整個工作過程中需要注意以下幾點：
　　(1)在往布料小車排放傳力桿時，一定要注意排放順序，使傳力桿在自動安放后能夠使塑料套端交叉排布；
　　(2)密切觀察DBI工作結束后，傳力桿是否全部完全打入，如有傳力桿仍裸露在混凝土外（由于初次采用該項技術，尚存在一定不確定因素影響插入質量），則在搓平梁搓平之前盡快拔除該傳力桿，以免嚴重影響面板質量；
　　(3)由于傳力桿一端套有塑料套，兩端粗細不一，所以兩端不能同時落入打入部位，這樣偶爾會使傳力桿卡在卡槽內，使DBI不能正常工作，需要人工及時處理；
　　(4)當混凝土混合料的坍落度過小時，傳力桿插入后，傳力桿周邊的混合料不能及時填補縫合，需要進行人為的簡單修復處理（如圖3）；
　　(5)在手動控制時，要注意傳力桿的打入位置，
　　必須保證傳力桿的中心在縮縫位置處，否則就失去了設置傳力桿的意義；
　　(6)在傳力桿插入時，保證DBI插入組件在前后伸縮油缸的作用下能與面板保持相對靜止，這樣可以避免插入叉對面板產生拉痕。
　　4　使用DBI對混凝土性能的特殊要求
　　對于維特根SP850型攤鋪機來說，在不使用DBI時，適宜攤鋪的機前混合料的坍落度是20～30mm。當采用DBI打入傳力桿時，為確保傳力桿準確順利插入經振搗、擠壓密實的混凝土預定設計位置，如坍落度小于35mm時，就會發生打入困難、表面痕跡難于消除、平整度差等問題，坍落度過大容易引起混凝土塌邊溜肩，影響維特根攤鋪機的攤鋪平整度。所以適當把握混合料的坍落度，是保證DBI正常工作的關鍵。經過在施工過程中的不斷總結，采用DBI的機前混凝土最佳坍落度應為35～45mm。另外，在使用DBI后，應適當提高搓平梁的工作頻率，確保修復后混凝土面板的平整度和密實度。
　　5　結　語
　　DBI施工技術從機械上解決了用傳統方法設置傳力桿對路面質量的影響，該技術自動化程度高，節省人力，經濟效益可觀，最主要的是施工質量良好。只要施工中混合料坍落度及拌和質量控制較好，相關人員責任心到位，施工控制合理，其施工質量是能夠滿足路面質量要求的。總之，DBI的合理應用大大提高了全部縮縫都插傳力桿的水泥混凝土路面滑模施工的自動化程度，大大改善了水泥混凝土路面相鄰板塊間接縫傳荷能力，對于減少路面錯臺提高路面使用耐久性具有重要意義。