超高性能混凝土在橋梁工程預制防撞墻中的應用

孫云飛

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

作為一種具有高強度、低密度的新型混凝土材料，超高性能混凝土（ultra-high performance concrete，UHPC）有著良好的抗裂、抗折性能，已被廣泛應用于橋面鋪裝、裝配式構件預制等方面[1-4]，并取得了較為良好的應用效果。

本文以上海市龍東大道（羅山路—G1503）改建工程Ⅱ標項目為例，主要介紹了UHPC在P141—142跨鋼混凝土組合梁防撞墻中的應用及防撞墻的施工工藝，并根據混凝土性能檢測與應用跟蹤的方式，對防撞墻的施工質量進行了考察，為后續橋梁工程提供了借鑒。

1 工程概況

龍東大道是上海中心城“一橫三環＋十字九射”快速路系統的組成部分，東至G1503繞城高速，西至內環高架路（浦東段），西接內環張江立交，東接規劃機場快速路，全長約13.85 km[5]。

龍東大道（羅山路—G1503）改建工程Ⅱ標全長6 225 m。P141—142跨的鋼混凝土組合梁，跨徑為45 m，防撞墻采用UHPC現場澆筑，UHPC采用粉料、纖維和水進行配料，質量配比為2 133∶161∶195。

2 設備與材料

2.1 生產施工設備布置

鑒于超高性能混凝土的施工特性，需要現場攪拌、現場澆筑，或者需要較短時間的運輸距離，結合該項目情況，考慮采用攪拌機進行現場攪拌和澆筑作業，或根據現場施工情況，將攪拌機設置在運輸車輛上，停靠在不影響現場其他部位施工和交通通行且適合吊裝的橋上區域。

2.2 原材料管理

1）UHPC組成成分包括粉料（預拌干混粉料）、纖維（鋼纖維）和水。其中粉料、纖維為袋裝，包裝規格根據實際需要確定；攪拌用水為自來水，廢水不得使用。

2）粉料應避免受潮、結塊及污染，儲存期不得超過3個月。

3）纖維注意防潮和防銹。

4）根據現場施工進度，控制每次原材料發貨量，以滿足單次施工需求為宜，發貨時間宜控制在施工前2～3 d，避免在潮濕多雨環境下長期存放原材料。原材料到達現場后，在地面鋪設托盤，避免貨物直接與地面接觸，并且用防雨布將貨物整體蓋好，避免淋雨受潮。

5）粉料和鋼纖維按質量進行計量，水可以按質量或體積進行計量；原材料計量采用電子計量設備，并定期校驗；粉料、水、纖維的計量允許偏差不大于1%，并每班檢查1次。

3 施工工藝

3.1 圖紙細化

P141—142跨防撞墻采用主體鋼梁上的鋼防撞墻同種結構形式，結構尺寸除掛檐位置縮短，其他尺寸均不變，主要原因為掛檐過長，會觸碰到地面。防撞墻下部鋼筋由原來預埋豎向直條鋼筋改為預埋門式鋼筋，且防撞墻主體鋼筋整體一次性彎曲成形。

防撞墻的長度分塊根據擋土墻的斷縫位置而定，防撞墻長度與擋土墻長度一樣，最長長度為10 m一段，斷縫寬為4 cm。

3.2 主要工序

1）鋼筋加工綁扎。防撞墻的鋼筋彎配采用MEP數控彎曲機彎制，彎制成形后在專用臺架上綁扎，胎架的鋼筋間距及長短控制精度為2 mm，將個體鋼筋焊接成鋼筋骨架后整體起吊入模。焊接統一采用二氧化碳氣體保護焊。防撞墻的鋼筋間距需要與下部結構的鋼筋間距錯開，否則架設時將無法安裝。

2）模板加工。為保證施工質量，模板采用專業設計加工的鋼模板。

3）預埋件施工。在防撞墻預制構件中，預埋件的埋放位置較為復雜，因防撞墻是倒過來預制的，所以在設計圖紙中的預埋件加工時，預埋鋼板頂部采用平頭設計，螺母統一預埋在墻體內，保證外露面的平整，無凸起構件。電箱位置的選定也需要在實際中調整，需在吊點范圍外放置電箱，以免在吊裝時電箱位置截面出現裂縫。防撞墻預埋件全部需要熱浸鋅處理后方可施工。

4）澆筑養護。防撞墻混凝土采用料斗澆筑，澆筑中采用小型插入式振搗棒振搗，澆筑后采用平板振搗器整體振搗。澆筑12 h后進行拆模，夏季進行灑水養護，冬季進行覆蓋保溫。

5）運輸吊裝。利用預留的門式鋼筋以及聲屏障的預埋螺栓孔進行四點騰空翻轉。施工時注意大小鉤的協調，上下需配合密切。

翻轉后在專用運輸架上進行安裝。安裝時采用傾斜式安裝工藝，重心偏車中心內，防撞墻面緊貼支撐方木。安裝完1片后進行臨時固定，安裝完2片后進行整體加固。

整體加固時上部螺栓連接鋼絲繩，螺栓采用M27高強螺栓。孔位利用聲屏障預埋板的預埋螺栓孔位，螺栓之間用鋼絲繩纏筋固定。底部也采用鋼絲繩以及花籃螺栓旋緊固定。

現場安裝采用頂部支撐桿支撐調節，安裝時需保證路面凈寬、豎曲線的線形及斷縫寬度。

安裝完成后采用木模板封住底部濕接縫位置，再用PVC管接高進行倒漿，漿料采用C100高強砂漿，壓漿順序需從低處向高處依次按節段進行。

4 結語

UHPC作為一種具備超高耐久性與力學性能的新型水泥基復合材料，已廣泛應用于橋梁工程中，特別是它在橋面鋪裝、裝配式構件預制等方面的應用，已成為近年來國內外學者研究的焦點。

本文以上海龍東大道（羅山路—G1503）改建工程P141—142跨的鋼混凝土組合梁為案例，介紹了UHPC在鋼混凝土組合梁防撞墻中的應用及防撞墻的施工工藝，相關施工經驗為后續類似工程項目提供了借鑒。同時，對UHPC力學性能及承載力分析等的研究，使UHPC能夠更好地用于工程項目施工，提高施工質量，具有重大的意義和價值。