浅谈DBI在滑模施工中的应用技术

在滑模施工的高速公路路面中，DBI的应用技术影响到传力杆的设置精度及路面整体平整度和施工质量。本文通过对DBI的结构、工作原理、工艺过程及注意事项等的介绍，使该技术在滑模施工中能够充分发挥其独特的工艺特性。

　　DBI（Dowel Bars Inserting首字母的缩写）是附在滑模摊铺机上的用于自动打入传力杆的机械装置。
　　1　国内缩缝传力杆的布设方式对比
　　在水泥混凝土路面横向缩缝增设传力杆通常有两种做法：一为前置支架法，即预先制作传力杆支架，在进行滑模施工前安放在预定位置；二为采用摊铺机自带的DBI装置在摊铺至预定位置时打入混凝土中。前置支架法插入传力杆路面结构最早于1999年在国内第一条超重轴载高速公路京（北京）－大（大同）路中应用，施工中在设计位置预先固定传力杆支架，在支架处布设少量的混凝土混合料并人工插捣密实以提高支架的稳定性，避免摊铺机通过时强大的推挤作用对支架造成移位和变形。但从实际施工效果来看并不理想，一则摊铺机在前进过程中对机前混凝土推挤作用很大，支架处布设的少量混凝土很难抵抗其推挤作用造成支架移位；再则5m一道传力杆造成摊铺机停机频繁，影响了路面的平整度。
　　采用DBI装置插入传力杆是利用摊铺机自带的DBI装置，在路面施工过程中在预先布设传力杆并在摊铺至缩缝处插入传力杆，这样可以在不停机状态顺利完成传力杆插入工作，大大提高了工作效率，保证摊铺质量。
　　得大高速公路是二连浩特—河口国道主干线山西境内的一段，路线起于晋蒙交界的得胜口，止于山西省大同市，通过马连庄互通与京大高速公路相连，路线主线全长47.368km，设计要求路面横向缩缝设置传力杆。在得大高速公路施工中采用了先进的DBI装置插入传力杆，在连续摊铺作业条件下顺利完成传力杆的布设、插入等工序，可以节约大量的支架钢筋、人工费，并且大大提高了路面施工质量和施工进度。
　　2　DBI结构简述
　　DBI是由机架、导梁、传力杆插入组件、传力杆自动安装组件、液压系统等部件组成，现就维特根SP850原装配置的DBI（如图1所示）装置为例，简介如下：
　　(1)机架：是将DBI作为一个整体，以模块方式与滑模摊铺机连接的承载支架。它安装时，要将滑模机后面两条履带臂拆下，将DBI机架的一头与滑模机主机架连接，另一头与后面两条履带臂连接。
　　(2)导梁：两侧导梁安装在DBI机架的下方，作为DBI传力杆插入组件前后移动的导轨。
　　(3)传力杆自动安放组件：用于将传力杆自动排放，按每30厘米距离、均匀分布。其主要部件是一个滑动的放料小车，小车通过卷扬机拉动绑在其两头的钢丝绳，在摊铺宽度内可以来回移动。
　　(4)传力杆插入组件：包括传力杆插入反力梁、两侧的导轮架、两个插入油缸、插入叉（其数量根据摊铺宽度而定，每30cm两个）、插入叉震动器（每2～3组插入叉需一个震动器）、插入组件的前后移动油缸（两个）等。
　　(5)液压及自动控制系统
　　另外，维特根摊铺机主机预留有DBI相应的电、液接口，所以整套装置的动力系统均由主机提供，而且DBI装置与主机同样具有加长组件，能够与主机同时适应不同的摊铺宽度。
　　３　DBI装置的施工工艺过程
　　开始摊铺后,人工将一端套好塑料套的传力杆按一定顺序排放在布料小车的料槽内。然后手动启动小车卷扬机，小车便从DBI一侧沿着滑动轨道，滑动到另一侧。在滑动过程中，传力杆便自动落入卡槽内（如图2）。启动另一侧卷扬机收回小车，进行下一循环的布料。此时，卡槽的上下位置是相互错位的。当摊铺机走到预定位置时，卡槽上半部分在液压油缸的作用下水平移动一小段距离与下半部分对齐，传力杆便自动落入混凝土面板的打入部位。与此同时，传力杆插入叉组件在升降液压油缸的作用下自动向下推移，在接近面板时自动启动插入叉震动器，将这排传力杆震动插入混凝土内。此时，DBI插入组件在前后伸缩液压油缸的作用下向后缓慢推移，而摊铺机继续向前作业，这样传力杆插入组件相当于脱离摊铺机，插入装置与路面相对保持静止，保证插入过程尽可能不损坏挤压成型的面板表面。当传力杆插入深度达到预定位置时，位置传感器给定信号，系统自动收回加压油缸，将插入叉组件上提到初始位置。同时，传力杆卡槽上半部分的推动油缸收回，继续保持卡槽上下错位。插入叉提升到位后，系统在左右两个水平油缸作用下自动将传力杆插入组件快速向摊铺机前进方向收回到前面的初始位置，等待下一循环。整个工作过程大概在11秒钟内完成。
　　另外，DBI配备有手动系统，可以在试机或其他不连续作业的时候，进行手动作业。正常作业开始后，可进行手动与自动的转换，保证作业精度。
　　在整个工作过程中需要注意以下几点：
　　(1)在往布料小车排放传力杆时，一定要注意排放顺序，使传力杆在自动安放后能够使塑料套端交叉排布；
　　(2)密切观察DBI工作结束后，传力杆是否全部完全打入，如有传力杆仍裸露在混凝土外（由于初次采用该项技术，尚存在一定不确定因素影响插入质量），则在搓平梁搓平之前尽快拔除该传力杆，以免严重影响面板质量；
　　(3)由于传力杆一端套有塑料套，两端粗细不一，所以两端不能同时落入打入部位，这样偶尔会使传力杆卡在卡槽内，使DBI不能正常工作，需要人工及时处理；
　　(4)当混凝土混合料的坍落度过小时，传力杆插入后，传力杆周边的混合料不能及时填补缝合，需要进行人为的简单修复处理（如图3）；
　　(5)在手动控制时，要注意传力杆的打入位置，
　　必须保证传力杆的中心在缩缝位置处，否则就失去了设置传力杆的意义；
　　(6)在传力杆插入时，保证DBI插入组件在前后伸缩油缸的作用下能与面板保持相对静止，这样可以避免插入叉对面板产生拉痕。
　　4　使用DBI对混凝土性能的特殊要求
　　对于维特根SP850型摊铺机来说，在不使用DBI时，适宜摊铺的机前混合料的坍落度是20～30mm。当采用DBI打入传力杆时，为确保传力杆准确顺利插入经振捣、挤压密实的混凝土预定设计位置，如坍落度小于35mm时，就会发生打入困难、表面痕迹难于消除、平整度差等问题，坍落度过大容易引起混凝土塌边溜肩，影响维特根摊铺机的摊铺平整度。所以适当把握混合料的坍落度，是保证DBI正常工作的关键。经过在施工过程中的不断总结，采用DBI的机前混凝土最佳坍落度应为35～45mm。另外，在使用DBI后，应适当提高搓平梁的工作频率，确保修复后混凝土面板的平整度和密实度。
　　5　结　语
　　DBI施工技术从机械上解决了用传统方法设置传力杆对路面质量的影响，该技术自动化程度高，节省人力，经济效益可观，最主要的是施工质量良好。只要施工中混合料坍落度及拌和质量控制较好，相关人员责任心到位，施工控制合理，其施工质量是能够满足路面质量要求的。总之，DBI的合理应用大大提高了全部缩缝都插传力杆的水泥混凝土路面滑模施工的自动化程度，大大改善了水泥混凝土路面相邻板块间接缝传荷能力，对于减少路面错台提高路面使用耐久性具有重要意义。