浅析板式桥梁芯模施工工艺

卢 伟 李圣彬

[摘要]板式桥梁是公路桥梁中最为量大、面广的常用桥型,它构造简单、受力明确。因此,对公路板式桥梁的研究对推动交通行业发展、加快工程建设速度、提高社会经济效益都会带来明显的好处。对公路板式桥梁芯模施工工艺进行探讨。

[关键词]板式桥梁桥梁芯模施工工艺

中图分类号:TU-8文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0820092-01

一、引言

改革开放以来,我国公路建设事业迅猛发展,尤其是高速公路建设,从无到有,目前高速公路总里程已经稳居世界第二。与此同时,公路建设领域的新技术、新方法、新材料、新设备、新工艺不断涌现,技术标准和设计规范也不断更新,使得我国现有的编制于上世纪七、八十年代的桥梁标准图,无论是在结构型式、设计标准、材料采用,还是施工工艺上,都无法满足现代公路交通发展带来的大交通量、重荷载条件、快建设速度的需要,无法满足交通基础设施建设可持续发展的需要。

二、板式桥梁施工工艺概述

我国空心板梁桥应用起步于上世纪50年代,其空心板梁桥的施工发展可以简单分为如下几个过程:

1.土法摸索。上世纪50年代,空心板作为一种新的结构形式刚刚被引入公路建设,当时的芯模制造和预应力施工工艺处于起步阶段,采用的方法也比较简单,但从施工安全及施工精度的角度来讲,非常适用于当时的施工水平和设备条件。

2.基本定型。进入80,90年代后,随着高等级公路尤其是高速公路建设的开展,特别是93版空心板标准图的推广,空心板制作工艺基本成熟。在原有施工工艺的基础上,吸取了各施工单位以前方法的得失,逐步总结出一整套包括空心板施工准备、预制、存放、吊装的定型工艺,大大推动了空心板梁桥的广泛应用,取得了较好的社会效益和经济效益。

3.多元化发展。进入本世纪,随着社会经济建设的不断发展,整个空心板的预制、张拉、存放、吊装等过程,机电设备的使用已经贯穿整个始末,施工质量已经基本得到了保证。施工对单纯的体力要求己经越来越低,而如何通过提高管理水平及创新更合理的工艺来降低综合成本,则成为施工发展的主流方向。

三、板式桥梁芯模施工工艺

(一)使用芯模施工工艺流程

1.使用橡胶胶囊的施工工艺。橡胶胶囊制作——板梁钢筋一次绑扎成型——安装侧模板——板梁底板混凝土浇注——从板端一头向另一头穿橡胶胶囊——胶囊充气——用钢筋或铁丝固定胶囊——浇注板梁侧板及顶板混凝土——混凝土终凝、胶囊放气、拆除胶囊——清洗或维修胶囊、准备投入下——流程使用——混凝土养护。

2.使用木芯模的施工工艺。木芯模制作——在木芯模外面包一层塑料薄膜、用封箱带粘接并用铁丝绑牢板梁钢筋一次绑扎成型——安装侧模板——板梁底板混凝土浇注——从板端两头往中间安装木芯模、接头用油毛毡和封箱带粘接紧密——木芯模固定——浇注板粱侧板及顶板混凝土——混凝土终凝、拆除木芯模——清洗及维修木芯模、准备投入下——流程使用——混凝土养护。

3.使用钢芯模的施工工艺。钢芯模制作——用铁丝将钢芯模绑扎牢固——梁钢筋分两次绑扎、先绑扎底板和侧板钢筋——安装侧模板——板梁底板混凝土浇注——从板梁顶面安装钢芯模、接头用油毛毡和封箱带粘接紧密——钢芯模固定——板梁顶板钢筋绑扎——浇注板梁侧板及顶板混凝土——混凝土凝、拆除钢芯模清洗或维修钢芯模、准备投入下——流程使用——混凝土养护。

(二)工艺分析

1.橡胶胶囊的工艺分析。使用橡胶芯模的长处是:安装和拆卸时配套设备不多,施工应用最为方便,堆放时也不占位置。但缺点是:橡胶芯模购置价格高,周转次数低;超过一定周转次数后,维修费用较高;使用较长时间后的橡胶芯模容易漏气,造成质量隐患;使用橡胶芯模时所用定位钢筋最多,如果固定不牢,芯模很容易上浮,造成板顶厚度不够;外型尺寸受气压大小影响,不够标准,混凝土浪费较大;在三种芯模工艺中,使用费用最高。

2.木芯模的工艺分析。使用木芯模的好处是:制作比较简单,无需专门拆装设备,全部使用人工操作。缺点是:木芯模容易损坏,维修工作量比较大;木芯模在使用时通常外面要包一层塑料薄膜,使用封箱带等,辅材用量很大;因木芯模会变形,混凝土浪费虽然比橡胶芯模少,但数量仍然很可观;木芯模基本上是用人工安装和拆卸,工人劳动强度比较大。

3.钢芯模的工艺分析。使用钢芯模的好处是:能充分利用预制场现有起吊设备,维修费用少,周转次数高,构件外型尺寸控制准确,外观质量好,在板梁数量较多时,使用成本最低。同时因为钢芯模是采用机械安装拆卸,所以工人劳动强度较低。缺点是:因钢芯模较重,所以安装和拆卸时需要有配套设备。

(三)分析研究

在板式桥梁施工中应用的几种内芯模工艺中,每种工艺都适合于不同的条件。选用不同的芯模形式,对工程成本、质量以及施工操作是否方便都有很大的影响。比如其对成本高低的影响,使用橡胶胶囊、木芯模、钢芯模生产1片板梁的摊销费用分别为637元、486元和267元,差量成本很大。所以要根据工程的具体情况,充分比较,合理选用板梁内芯模。笔者认为:橡胶芯模适合于13m以下长度的空心板梁,尤其是板梁的圆形空心孔洞,较适合使用橡胶芯模。但生产16m以上长度板梁时,如果使用橡胶芯模则成本会很高,所以在这种情况下,应尽量采用其他二种形式的芯模。木芯模在板梁数量较少,无专门安装和拆卸设备时最合适。钢芯模在板梁数量较多、观感质量要求较高的中型或大型预制场最为合适。

四、板式桥梁吊装施工工艺

预制钢筋混凝土空心板(包括宽幅、窄幅)是目前公路中、小跨径桥梁中常用的结构型式,它的设计、施工技术均较成熟,但在某些桥梁施工时,预制空心板起吊就位后,曾经在吊环处发生过吊环拉断的事故,这样即影响构件质量造成构件报废,又会造成重大的安全事故。这些主要都是吊环不均匀受力引起的,在制作吊环与使用中的受力情况大致有以下三种:1. 圆盘筋开盘、调直过程中,到牵引车和调直机的冷拉作用。2.制作过程中,在弯曲机作用下,钢筋外层受拉,里层受压。3.施工堆放过程中,吊环外露过长,对叠层堆放构件将发生多次900的反复弯折。如预制场堆放弯折,运输车上堆放弯折,施工现场堆放弯折以及抗震加固弯折等等。

吊环在制作和使用过程中主要是受拉力和反复弯折。采用吊环吊装预制板存在很多的安全隐患。因此,空心板的吊装可采用钢丝绳兜底吊。钢丝绳兜底吊是一种传统的吊装工艺,施工工艺成熟,施工简单、可靠,对梁体影响小。

参考文献:

[1]赵顺波,高性能预应力混凝土空心板梁系列优化设计研究,公路交通科技,2004.

[2]杨广武,预应力混凝土空心板梁预制中一些问题的探讨,市政技术,2001.

[3]丁加林,桥梁预应力空心板预制及应注意的问题,西北水利发电,2004.