橡膠抽拔棒在公路橋梁施工中的運用

王 科

橡膠抽拔棒在公路橋梁施工中的運用

王 科

結合具體工程實例,針對利用特殊橡膠抽拔棒取代波紋管及其檢測管方案進行了介紹,從工作原理入手分析其可行性,從經濟、實用、安全等方面闡述了其優點,對實際施工有一定指導作用。

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1 波紋管及檢測管使用現狀

常規橋梁施工過程中,目前樁基檢測大多采用超聲波無損檢測方法,需要在鋼筋籠安裝的同時安裝檢測管,預留下超聲波發射器、接收器上下行走空洞,一般設計上采用對焊接、套管焊接3mm厚φ57鋼管,每米重 4 kg,約 18元,在施工過程中成本很高,同時由于管材很笨重,工人操作不便,加上焊接工藝完全取決于工人的技術水平。近期各廠家生產出專門用于樁基檢測的檢測管,比較薄,每米重 1.1 kg左右,設置了專門的接頭、封底等配件。但是由于其管壁薄,剛性差,不便與鋼筋籠固定,在混凝土灌注過程中接頭也經常破損。所以安裝檢測管容易導致漏漿、堵管,給檢測帶來極大不便。后張法預應力梁施工時,為了預留預應力筋的孔道,常規方法采用埋設波紋管。波紋管可以根據需求量大小決定現場定做或者購買成品,因其由薄鋼帶通過特型機械軋制而成,波紋管的加工、安裝工序都比較繁瑣、耗費時間、成本較高,而且容易出現連接不密貼、拐彎線形不達標、接頭破損、漏漿堵管等后果,以至于在穿鋼絞線時需要在堵塞處鑿開梁體,修補后就影響梁體外觀、受力,堵塞嚴重情況將導致梁體報廢。

2 橡膠抽拔棒的運用

晉濟高速公路二標段華嶺坡大橋位于山西晉城市大箕鎮葦元村,地質情況為地面以下 0m～3m為褐黃色砂土,3m～11m為強風化泥灰巖,11m以下為弱風化灰巖。樁基類型為嵌巖樁,直徑為 1.5m,長度在 16m～28m之間。施工圖設計樁基檢測管為 3根 3mm厚φ57鋼管,該橋施工適逢鋼材價格較高,另外進場道路不好,材料運輸極為不便。后采用陜西省奉天橡膠工業公司生產的“奉天”φ60抽拔棒,分別在各種混凝土溫度、樁基長度、人工與機械抽拔措施等情況下比對與探索,摸索出利用橡膠抽拔棒替代樁基檢測管的成功方法。實施后成孔孔道順直,完全符合聲測要求,取得很好效果。大橋于 2008年 12月完工驗收。

1)原理分析。抽拔棒的工作原理就是由于塑料具有不可壓縮性、不吸(滲)水及不粘結混凝土等特性,使得在混凝土澆筑過程中,混凝土能夠在抽拔棒周圍經過強力振搗后凝固密實同時保留出抽拔棒所在的圓孔空間;塑料同時具有一定程度的彈塑性,混凝土凝固后,抽拔棒在軸向受力時徑向截面尺寸將略微變小,并使得塑料與混凝土的界面剝離開,比較容易的從已經形成的混凝土孔洞中拔出。從其受力過程分析可以得出定論：用于抽拔棒上的力是使抽拔棒發生徑向變小的力加上其與混凝土彎曲孔道之間的摩擦力(如果有),而不是抽拔棒與混凝土的粘結力和全管道的摩擦力,因此抽拔所需力量是較小的,施工較為方便。

2)運用過程。a.抽拔棒取代樁基檢測管。鋼筋籠的安裝制作與普通鋼筋籠相同,鋼筋籠制作完成后按照設計(或者檢測需要)位置安裝抽拔棒,抽拔棒的固定采用φ8鋼筋加工成的定位器點焊固定在鋼筋加強箍筋上,固定程度以壓入抽拔棒體 1mm～2mm為準,太松則在鋼筋籠下放或者混凝土澆筑過程中,抽拔棒容易扭曲導致檢測孔洞不順直,太緊則不易抽拔出來。抽拔棒的長度要比最長樁基長 3m(還要考慮今后用于梁板預制使用的長度),便于操作。由于抽拔棒是中空的,下端在鋼筋籠就位前必須堵塞,堵塞采用吸水性較弱、膨脹率低的材料,以免抽拔時形成“倒楔”現象。鋼筋籠與抽拔棒就位后按照常規方法澆筑、振搗混凝土,保證連續澆筑,以免影響樁基的質量,樁基澆筑時需要測量并記錄混凝土的溫度,以備抽拔參考。混凝土澆筑完成后拆換樁基灌注設備,搭設抽拔所需立架及卷揚機或倒鏈等設備,達到了混凝土終凝后就可以抽拔,抽拔棒拔出后立即向孔內灌注養護水,從樁基內部縱深養護混凝土,進一步保證樁基強度的生成。經過現場反復試驗比較,人工倒鏈要比卷揚機抽拔方便、經濟、操作性強。b.抽拔管取代梁板波紋管。梁板鋼筋加工安裝完成后,即可按照設計位置安裝抽拔棒,安裝抽拔棒方法與波紋管方法相同,采用定位筋固定,不同的是抽拔棒是兩段在梁中間拼接好并用膠帶固定好(便于從兩段抽拔時中間自然斷開),再一次全面檢查抽拔棒的位置及固定情況就可以按照設計拼裝模板,固定好后就開始澆筑混凝土,混凝土澆筑與平常梁板混凝土澆筑程序一樣,施工時可加強振搗,保證混凝土密實,不必擔心抽拔棒破裂或者漏漿。在最后一層混凝土終凝后,采用提前固定于預制場地板上小型卷揚機將抽拔棒抽拔出,并及時灌注混凝土養生水,使梁體得到養護。其后的穿束、張拉、壓漿、封錨等工序照常進行。

3 安全、質量、經濟、可操作性比較

1)抽拔棒固定在鋼筋骨架上,施工過程中簡單采用卷揚機抽拔,抽拔棒回彈力幾乎為零,對人員設備不形成安全隱患。檢測管的安裝、拼接及梁體波紋管的制作安裝過程都會有一定安全隱患,因此抽拔棒的使用比傳統的檢測管與波紋管安全。2)抽拔棒抽出后可以直接向孔內灌水降低水泥水化熱并從內部養護混凝土,對混凝土強度養成極為有利;采用檢測管及波紋管極易漏漿堵管,使得重新鉆孔或者開窗,從而留下質量隱患。3)抽拔棒目前市場價約85元/m,可以循環使用 100次,則每次折合 0.85元/m,但目前檢測管市場價格為 18元/m,波紋管市場價格為 8元/m,經濟效益一目了然。4)抽拔棒工藝簡單,不需特別的脫離劑,且人工或小型卷揚機均能操作,但檢測管及波紋管的拼接與安裝則費時費力,且經常容易出現意外導致工程進度受阻。預防及問題處理：筆者在長期施工過程中從未出現抽拔斷裂現象,但任何工藝均需有應急預案。如果在抽拔過程中,發生抽拔棒斷裂,則只需用足夠長 φ16鋼筋連接上φ22麻花鉆孔,直接按照螺旋原理鉆進斷留在混凝土里面的抽拔棒約30 cm,直接提出混凝土即可。

4 結語

1)使用條件：凡是在環境溫度 0℃～55℃、能夠重復使用(孔徑相同、能形成流水作業)、預留孔洞在φ50mm～φ135mm之間、深度不超過 35m的工序上,均可使用。2)使用參數：抽拔時間、溫度的乘積接近 200,比較省力又經濟。由于抽拔棒的生產流水線最大長度為 34m,考慮傳力損失長度等因素,抽拔棒長度不能超過 30m。施工前不需要涂刷任何脫離劑。3)為其他需要多處、多次預留孔洞及橡膠制品用于工程上提供一種新興思維方向。

App lication of rubber stirring stick in highway bridge construction

WANG Ke

Integrating with specific project case,it introduces the special rubber stirring stick for replacing bellows and detector tube,analyzes its feasibility from working p rinciple,discusses its advantages from angles of economy,practice,and security and so on,which has certain guidance for actual construction.

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U 445

A

1009-6825(2011)09-0187-02

2010-11-29

王 科(1971-),男,工程師,中鐵隧道集團二處有限公司,河北三河 065200