城市路燈工程的安裝及維護管理探討

呂紹松

摘要：目前，我國的城市化進程不斷加快，城市規(guī)模也越來越大。城市路燈是城市的基礎(chǔ)設(shè)施之一，路燈工程的安裝和維護管理過程中有許多問題需要注意。文章旨在探討城市路燈安裝的注意要點及維護管理規(guī)則，為日后城市路燈建設(shè)提供一定的參考意見。

關(guān)鍵詞：城市建設(shè)；路燈工程；路燈安裝；維護管理；城市基礎(chǔ)設(shè)施 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU99 文章編號：1009-2374（2016）15-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.051

薄壁混凝土在水工、橋梁等地方應用較為廣泛，目前多用支模整澆方法進行制造施工。但是對于形狀不規(guī)則的、表面曲率較大的非平面混凝土的施工，目前還缺乏實際案例。混凝土輕舟具有形狀不規(guī)則且薄壁的特點，為了保持結(jié)構(gòu)的強度及穩(wěn)定，需要施加一定的預應力，故其很好地符合了異形薄壁預應力混凝土構(gòu)件的設(shè)計要求。通過建造一艘混凝土輕舟，可以很好地探索這類混凝土構(gòu)件的施工方法并做出檢驗。

1 模具制作

利用FreeShip船型設(shè)計軟件設(shè)計出一艘長6m、寬0.7m、壁厚0.01m的輕舟。根據(jù)設(shè)計好的混凝土輕舟船型圖（如圖1），利用計算機數(shù)字控制機床（CNC）技術(shù)，切割聚苯乙烯泡沫（Polystyrene Foam），得到符合船體內(nèi)壁的泡沫形狀。但由于數(shù)控機床的精度不夠高，對于船舷、船頭等細部切割效果達不到預期效果。故采用激光切割局部圖形的木模板，并用電熱絲按照模板切割泡沫。將切割好的分段模型用環(huán)氧樹脂膠（Epoxy Resin Adhesive）拼接起來，得到整個船型的泡沫模型。

模型分為兩個部分：一部分為陽模；另一部分為陰模。陽模放置在底部，相應的陰模蓋在陽模上，陽模和陰模之間留有空隙。這一部分空隙用來給混凝土塑性，當混凝土填充滿這一空隙后，船的形狀就已成型。

2 混凝土澆筑

2.1 配合比

2.1.1 結(jié)構(gòu)混凝土。為了保證混凝土的一次性澆筑成功，需要采用和易性與流動性較高的混凝土。在混凝土中摻入適宜外加劑，能改善混凝土和易性、防滲性，可調(diào)節(jié)凝結(jié)時間、提高強度和耐久性。該項目中選用了減水劑、膠乳兩種外加劑，且選用了粒徑在0.1～2mm的骨料，保證混凝土能達到施工要求。

骨料對于輕質(zhì)混凝土的流動性等整體性能起著決定性作用，故對于骨料的級配需要反復試驗。以理論與實驗相結(jié)合的方法，首先使用富勒（Fuller）曲線，建立基本配比假設(shè)。對于混凝土而言，良好的顆粒級配大致應在富勒直線±7%的范圍內(nèi)。所需的輕質(zhì)混凝土，經(jīng)過體積恒定試驗，最終所用級配為0.1～0.3mm：24.8%、0.25～0.5mm：27.3%、0.5～1mm：17.5%、1～2mm：30.2%。使曲線落在區(qū)域內(nèi)，且顯示出較輕的容重以及較好的強度。制得流動性好、離析泌水少的混凝土拌合物，并能在同樣的施工條件下均勻致密，達到提高耐久性及降低經(jīng)濟成本的效果。

膠乳的使用上選擇環(huán)保型丁苯膠乳（ASTM C1438），可以提高材料的抗折強度，增強流動性，且黏聚力更強，有效減少了泌水現(xiàn)象，施工性更好，還使混凝土性能更穩(wěn)定。該膠乳的pH為7～9，堿性更弱，且采用低揮發(fā)有機化合物（VOC）的解決方案，不釋放氨氣，更加環(huán)保，并降低對人體健康的危害。

減水劑選用的是一種聚羧酸型的高效減水劑（ASTM C494），可降低水灰比，且流動性保持好，坍落度損失低。

該項目船體結(jié)構(gòu)混凝土原材料最優(yōu)配合比設(shè)計如表1：

2.1.2 表層混凝土。澆筑的混凝土普遍面臨密實度不高而產(chǎn)生空隙的問題，并且整體澆筑難度更高，表面易產(chǎn)生凹凸不平的情況。為了使船體表面平整度符合設(shè)計標準，需要用更加細膩的混凝土最后澆筑，用其良好的流動性來填平結(jié)構(gòu)混凝土的表層。對于這一薄層的混凝土，強度在增強流動性的情況下有所損失，但因為量較少，對整體結(jié)構(gòu)強度影響不大，在設(shè)計允許范圍內(nèi)。為了使表層混凝土和船體結(jié)構(gòu)混凝土的黏結(jié)性良好，決定不使用其他外加劑，而只是調(diào)整各種成分的配比，其中骨料的粒徑相應減小。

在表層混凝土的骨料中添加了3MK20堿石灰硼硅酸鹽玻璃微球，密度僅有0.2g/cc，粒徑只有微米級。在攪拌的過程中起到引入小氣泡的作用，降低密度的同時也降低了強度，所以在結(jié)構(gòu)混凝土中不采用，而用于調(diào)制輕質(zhì)表層混凝土中。

表層混凝土材料配合比設(shè)計如表2：

2.2 施加預應力

根據(jù)船型的要求，設(shè)計了新型的實用型鋼制張拉機具（如圖2），采用先張法施工。張拉機具有相同的兩個，分別放置在模型頭部和尾部，相對而立。每個張拉機具由1塊鋼板、2根方形鋼管和4根鋼梁組成。方形鋼管被焊接在鋼板上，其前端開槽，方便橫梁連接。4根橫梁規(guī)格一樣，皆由8#槽鋼制成。橫梁上開滑槽，放置可移動的掛鉤，以便碳纖維的連接。橫梁與鋼管之間由螺栓擠壓墊片產(chǎn)生的摩擦力固定其相對位置。

張拉機具上的滑槽設(shè)計使得預應力理論施加位置得到了實際施工上的實施，施工誤差大大減小。同時在船體兩側(cè)使用夾具將機具固定在施工臺上有效地提高裝置的整體承載力和穩(wěn)定性。根據(jù)結(jié)構(gòu)計算和船型設(shè)計，分別在船舷、船壁和船底部分張拉了8根碳纖筋和1根鋼絞線。其中碳纖筋和鋼絞線分別施加了300N和600N應力。使用預先制作的加上玻璃纖維網(wǎng)格的混凝土方形構(gòu)件確保預應力筋沿著船體的縱向施加，并且提高與施工時混凝土的連接性。

對于中小型混凝土構(gòu)件的預應力施加宜采用先張法施工。先張法是在澆筑混凝土前張拉預應力筋，并將張拉的預應力筋臨時錨固在臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土，待混凝土養(yǎng)護達到不低于混凝土設(shè)計強度值的75%，保證預應力筋與混凝土有足夠的黏結(jié)時，放松預應力筋，借助于混凝土與預應力筋的黏結(jié)，對混凝土施加預應力的施工工藝。此次施工時，先將預應力筋張拉至考慮了預應力損失后的設(shè)計值。預應力筋通過花籃螺絲與張拉機具相連，通過扭轉(zhuǎn)花籃螺絲來調(diào)節(jié)預應力筋的張力。待結(jié)構(gòu)整體澆筑以后，混凝土養(yǎng)護至具有相應的強度時，放松預應力筋。屆時，預應力筋回縮，則對整體結(jié)構(gòu)施加上了預應力。

2.3 施工

在施工之前，通過在船模表面噴灑脫模劑來減少后期脫模的難度。

薄壁混凝土易產(chǎn)生裂縫，為了避免產(chǎn)生裂縫及抑制裂縫的生長，在混凝土中布置碳纖維網(wǎng)。由于船體是曲面斷面，不宜采用通長的碳纖維網(wǎng)，故將輕舟沿縱向分成20個等寬的部分，按照每一部分的形狀剪切碳纖維網(wǎng)以貼合表面。

混凝土流動性的提高會損失一部分強度，在混凝土中布置多層碳纖維網(wǎng)有助于提高整體的強度。整個構(gòu)件中用兩層碳纖維網(wǎng)將整個混凝土均勻分隔成三層厚度為3mm左右的殼體。澆筑施工之前，先將陰模和陽模固定，并在陰模上開洞口，以便混凝土順利澆筑。澆筑時，混凝土同時從開的口中倒入。先澆筑底層混凝土，然后鋪上碳纖維網(wǎng)，再澆筑中間層混凝土，待布置好第二層碳纖維網(wǎng)后，澆筑最上層混凝土。整個過程結(jié)束后，等待半個小時，待結(jié)構(gòu)層流動凝結(jié)。半小時后，再澆灌配置好的表層混凝土。

待到混凝土初凝時，拆下陽模，用滾筒將混凝土表面找平修復即可。

3 養(yǎng)護與檢驗

薄壁混凝土在施工后，若不及時采取合理的養(yǎng)護：如灑水、蓋膜等工藝，則容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)表面裂縫及內(nèi)部裂縫。為了創(chuàng)造更理想的養(yǎng)護環(huán)境，在船體外圍搭建了用于保溫保濕的養(yǎng)護棚養(yǎng)護28天，并采用自動噴淋的裝置及鋪上保鮮膜養(yǎng)護混凝土。這樣有利于保證碰灑水量的均勻性，節(jié)約用水量。

異面薄壁混凝土在構(gòu)件成型后的整體性檢驗一直是實際工程中的一個難點。為了查看混凝土表面的平整度及構(gòu)件整體的厚度控制情況，引入3D掃描技術(shù)。通過對船體的整體掃描，來對比設(shè)計要求和實際施工的差異。船體實際掃描情況如圖3所示：

通過對比發(fā)現(xiàn)，實際施工效果與原先設(shè)計吻合度較高，達到了預期的要求。同時這也反映了這一套施工方法有很好的可行性與實用性。

4 結(jié)語

混凝土輕舟的成功建造標志著異形薄壁預應力混凝土構(gòu)件的建造有了新的突破，建造中所采用的這一套方法經(jīng)過實踐的檢驗成功有效，所建造出來的成品在表面平整度及各部分厚度控制上滿足了設(shè)計與使用需求。但是，在實踐中也發(fā)現(xiàn)對于薄壁混凝土構(gòu)件，整體澆筑方法并不適合所有的混凝土配合比。需要對整澆部分的混凝土進行特定的配合比設(shè)計，以符合設(shè)計的要求。經(jīng)過這次實踐，積累了大量的關(guān)于相關(guān)類型的混凝土施工方式的經(jīng)驗，且在有關(guān)混凝土的配合比設(shè)計上也給出了指導。這套理論也可運用于更大型的異面薄壁混凝土項目，希望本文能夠為同類施工工程提供一定的技術(shù)參考。

參考文獻

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作者簡介：陳力康（1994-），男，同濟大學土木工程專業(yè)學生，研究方向：防震減災；徐可（1994-），男，同濟大學土木工程專業(yè)學生，研究方向：建筑工程；陳宇（1994-），女，同濟大學土木工程專業(yè)學生，研究方向：建筑工程。

（責任編輯：小 燕）