淺析板式橋梁芯模施工工藝

盧 偉 李圣彬

[摘要]板式橋梁是公路橋梁中最為量大、面廣的常用橋型,它構造簡單、受力明確。因此,對公路板式橋梁的研究對推動交通行業發展、加快工程建設速度、提高社會經濟效益都會帶來明顯的好處。對公路板式橋梁芯模施工工藝進行探討。

[關鍵詞]板式橋梁橋梁芯模施工工藝

中圖分類號:TU-8文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0820092-01

一、引言

改革開放以來,我國公路建設事業迅猛發展,尤其是高速公路建設,從無到有,目前高速公路總里程已經穩居世界第二。與此同時,公路建設領域的新技術、新方法、新材料、新設備、新工藝不斷涌現,技術標準和設計規范也不斷更新,使得我國現有的編制于上世紀七、八十年代的橋梁標準圖,無論是在結構型式、設計標準、材料采用,還是施工工藝上,都無法滿足現代公路交通發展帶來的大交通量、重荷載條件、快建設速度的需要,無法滿足交通基礎設施建設可持續發展的需要。

二、板式橋梁施工工藝概述

我國空心板梁橋應用起步于上世紀50年代,其空心板梁橋的施工發展可以簡單分為如下幾個過程:

1.土法摸索。上世紀50年代,空心板作為一種新的結構形式剛剛被引入公路建設,當時的芯模制造和預應力施工工藝處于起步階段,采用的方法也比較簡單,但從施工安全及施工精度的角度來講,非常適用于當時的施工水平和設備條件。

2.基本定型。進入80,90年代后,隨著高等級公路尤其是高速公路建設的開展,特別是93版空心板標準圖的推廣,空心板制作工藝基本成熟。在原有施工工藝的基礎上,吸取了各施工單位以前方法的得失,逐步總結出一整套包括空心板施工準備、預制、存放、吊裝的定型工藝,大大推動了空心板梁橋的廣泛應用,取得了較好的社會效益和經濟效益。

3.多元化發展。進入本世紀,隨著社會經濟建設的不斷發展,整個空心板的預制、張拉、存放、吊裝等過程,機電設備的使用已經貫穿整個始末,施工質量已經基本得到了保證。施工對單純的體力要求己經越來越低,而如何通過提高管理水平及創新更合理的工藝來降低綜合成本,則成為施工發展的主流方向。

三、板式橋梁芯模施工工藝

(一)使用芯模施工工藝流程

1.使用橡膠膠囊的施工工藝。橡膠膠囊制作——板梁鋼筋一次綁扎成型——安裝側模板——板梁底板混凝土澆注——從板端一頭向另一頭穿橡膠膠囊——膠囊充氣——用鋼筋或鐵絲固定膠囊——澆注板梁側板及頂板混凝土——混凝土終凝、膠囊放氣、拆除膠囊——清洗或維修膠囊、準備投入下——流程使用——混凝土養護。

2.使用木芯模的施工工藝。木芯模制作——在木芯模外面包一層塑料薄膜、用封箱帶粘接并用鐵絲綁牢板梁鋼筋一次綁扎成型——安裝側模板——板梁底板混凝土澆注——從板端兩頭往中間安裝木芯模、接頭用油毛氈和封箱帶粘接緊密——木芯模固定——澆注板粱側板及頂板混凝土——混凝土終凝、拆除木芯模——清洗及維修木芯模、準備投入下——流程使用——混凝土養護。

3.使用鋼芯模的施工工藝。鋼芯模制作——用鐵絲將鋼芯模綁扎牢固——梁鋼筋分兩次綁扎、先綁扎底板和側板鋼筋——安裝側模板——板梁底板混凝土澆注——從板梁頂面安裝鋼芯模、接頭用油毛氈和封箱帶粘接緊密——鋼芯模固定——板梁頂板鋼筋綁扎——澆注板梁側板及頂板混凝土——混凝土凝、拆除鋼芯模清洗或維修鋼芯模、準備投入下——流程使用——混凝土養護。

(二)工藝分析

1.橡膠膠囊的工藝分析。使用橡膠芯模的長處是:安裝和拆卸時配套設備不多,施工應用最為方便,堆放時也不占位置。但缺點是:橡膠芯模購置價格高,周轉次數低;超過一定周轉次數后,維修費用較高;使用較長時間后的橡膠芯模容易漏氣,造成質量隱患;使用橡膠芯模時所用定位鋼筋最多,如果固定不牢,芯模很容易上浮,造成板頂厚度不夠;外型尺寸受氣壓大小影響,不夠標準,混凝土浪費較大;在三種芯模工藝中,使用費用最高。

2.木芯模的工藝分析。使用木芯模的好處是:制作比較簡單,無需專門拆裝設備,全部使用人工操作。缺點是:木芯模容易損壞,維修工作量比較大;木芯模在使用時通常外面要包一層塑料薄膜,使用封箱帶等,輔材用量很大;因木芯模會變形,混凝土浪費雖然比橡膠芯模少,但數量仍然很可觀;木芯模基本上是用人工安裝和拆卸,工人勞動強度比較大。

3.鋼芯模的工藝分析。使用鋼芯模的好處是:能充分利用預制場現有起吊設備,維修費用少,周轉次數高,構件外型尺寸控制準確,外觀質量好,在板梁數量較多時,使用成本最低。同時因為鋼芯模是采用機械安裝拆卸,所以工人勞動強度較低。缺點是:因鋼芯模較重,所以安裝和拆卸時需要有配套設備。

(三)分析研究

在板式橋梁施工中應用的幾種內芯模工藝中,每種工藝都適合于不同的條件。選用不同的芯模形式,對工程成本、質量以及施工操作是否方便都有很大的影響。比如其對成本高低的影響,使用橡膠膠囊、木芯模、鋼芯模生產1片板梁的攤銷費用分別為637元、486元和267元,差量成本很大。所以要根據工程的具體情況,充分比較,合理選用板梁內芯模。筆者認為:橡膠芯模適合于13m以下長度的空心板梁,尤其是板梁的圓形空心孔洞,較適合使用橡膠芯模。但生產16m以上長度板梁時,如果使用橡膠芯模則成本會很高,所以在這種情況下,應盡量采用其他二種形式的芯模。木芯模在板梁數量較少,無專門安裝和拆卸設備時最合適。鋼芯模在板梁數量較多、觀感質量要求較高的中型或大型預制場最為合適。

四、板式橋梁吊裝施工工藝

預制鋼筋混凝土空心板(包括寬幅、窄幅)是目前公路中、小跨徑橋梁中常用的結構型式,它的設計、施工技術均較成熟,但在某些橋梁施工時,預制空心板起吊就位后,曾經在吊環處發生過吊環拉斷的事故,這樣即影響構件質量造成構件報廢,又會造成重大的安全事故。這些主要都是吊環不均勻受力引起的,在制作吊環與使用中的受力情況大致有以下三種:1. 圓盤筋開盤、調直過程中,到牽引車和調直機的冷拉作用。2.制作過程中,在彎曲機作用下,鋼筋外層受拉,里層受壓。3.施工堆放過程中,吊環外露過長,對疊層堆放構件將發生多次900的反復彎折。如預制場堆放彎折,運輸車上堆放彎折,施工現場堆放彎折以及抗震加固彎折等等。

吊環在制作和使用過程中主要是受拉力和反復彎折。采用吊環吊裝預制板存在很多的安全隱患。因此,空心板的吊裝可采用鋼絲繩兜底吊。鋼絲繩兜底吊是一種傳統的吊裝工藝,施工工藝成熟,施工簡單、可靠,對梁體影響小。

參考文獻:

[1]趙順波,高性能預應力混凝土空心板梁系列優化設計研究,公路交通科技,2004.

[2]楊廣武,預應力混凝土空心板梁預制中一些問題的探討,市政技術,2001.

[3]丁加林,橋梁預應力空心板預制及應注意的問題,西北水利發電,2004.