趙建琴
(上海公路橋梁(集團)有限公司,上海市 200433)
淺談景觀橋梁預(yù)制件先掛施工
趙建琴
(上海公路橋梁(集團)有限公司,上海市 200433)
結(jié)合工程實例,介紹預(yù)制件先掛工藝運用于景觀橋梁上的制作、安裝、支護、養(yǎng)護等方面的內(nèi)容,克服解決過程中產(chǎn)生的諸多問題。并通過與傳統(tǒng)工藝的對比,體現(xiàn)先掛施工在崇明東灘地區(qū)的優(yōu)越性,作為以后工程施工操作工藝及質(zhì)量驗收的參照樣板借以推廣。
整體性;加工安裝精度;支護體系
崇明東灘啟動區(qū),地處長江入??冢浅缑魃鷳B(tài)島建設(shè)的重要組成部分,將在這里建設(shè)一個以“生態(tài)、低碳、長壽”為特色,集生態(tài)城鎮(zhèn)、綠港農(nóng)業(yè)、濕地公園三大園區(qū)為一體,城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的生態(tài)示范區(qū)。依據(jù)地塊整體規(guī)劃格調(diào),區(qū)域內(nèi)新建橋梁造型采用簡歐式總體風(fēng)格。
目前國內(nèi)市政橋梁工程中,橋梁表面裝飾造型多采用預(yù)制干掛石材裝飾面板工藝。但崇明東灘生態(tài)示范區(qū)地處長江入??冢瑯蛄撼D晏幱诟邼窀啕}的大氣環(huán)境中,干掛裝飾工藝的特性導(dǎo)致錨固鋼筋易受到氯離子侵蝕,承受車輛動荷載的橋梁更可能在使用不長時間之后發(fā)生裝飾面板脫落,影響景觀效果和通航安全,且處于河道上方的橋梁表面相對房屋建筑立面更難以修復(fù)。
針對上述情況,東灘地區(qū)景觀橋梁裝飾采用橋梁裝飾一次成型技術(shù),即橋梁裝飾結(jié)構(gòu)與橋梁主體結(jié)構(gòu)一同成型,不進行二次加工。能使橋梁表面裝飾面層與主體結(jié)構(gòu)更為緊密結(jié)合,減少錨固鋼筋附近的微觀滲透通道,提高表面裝飾面層耐久性,大幅的降低工程造價和施工周期。裝飾一次性成型技術(shù)包括運用造型模板成型、預(yù)制件先掛施工成型等內(nèi)容。本文探究的是預(yù)制件先掛技術(shù)運行于景觀橋梁裝飾效果一次成型施工。
由于該工藝在東灘地區(qū)橋梁施工方面屬于首次運用,為保證橋梁裝飾的成型效果,在實施前要針對新工藝在實施過程中可能出現(xiàn)的問題制定對策,并通過試驗施工來檢驗實施效果并取得施工經(jīng)驗。驗證模板體系效果、施工方法、混凝土實體、表面效果及質(zhì)量等。經(jīng)確認(rèn)后選擇的樣板段。
橫2河橋位于本工程擬建S3路上,橋梁為單跨22 m結(jié)構(gòu),橋型為單幅橋,橋幅寬度為29 m(箱梁結(jié)構(gòu)凈尺寸)。樁基采用600PHC預(yù)應(yīng)力管樁,下部結(jié)構(gòu)采用埋置式混凝土墩臺,上部結(jié)構(gòu)為為簡支現(xiàn)澆混凝土箱梁,箱梁形式為單跨多箱式結(jié)構(gòu)。為區(qū)域內(nèi)景觀橋梁,風(fēng)格采用簡歐式,橋梁檐線、拱圈、側(cè)表面均有不同形式的裝飾效果,涉及橋梁上部結(jié)構(gòu)的橋梁裝飾結(jié)構(gòu)部分采用一次成型技術(shù)。橋梁效果見圖1。
圖1 橫2河橋效果圖
橫2河景觀橋梁裝飾分為3個部分:
(1)橋梁檐線:經(jīng)過設(shè)計調(diào)整后,橋梁檐線主體已位于橋面鋪裝位置。根據(jù)設(shè)計工況,橋梁檐線為二次澆筑結(jié)構(gòu),不參與箱梁主體結(jié)構(gòu)施工。
(2)橋梁拱圈:布置于橋梁側(cè)面下沿,按照箱梁底面拋物線進行走弧。拱圈高度為30 cm,并凸出橋梁側(cè)面10 cm,實際施工時該部位采用預(yù)制成型構(gòu)件的形式實現(xiàn)效果。
(3)橋側(cè)面機理:根據(jù)設(shè)計圖紙,橫2河橋橋表面裝飾紋理主要集中于橋墩位置側(cè)向擋板位置,待橋梁上部結(jié)構(gòu)完成后,再行施工。
其中橋梁拱圈采用預(yù)制件先掛施工工藝,為本文討論的內(nèi)容。
根據(jù)設(shè)計效果,橋梁拱圈高30 cm,厚10 cm,分為長度約1 m左右的扇形塊,在澆筑前分塊拼裝并連接于箱梁鋼筋骨架上,最后澆筑箱梁混凝土?xí)r成型,形成拱圈效果。拱圈分塊見圖2~圖4。
圖2 拱圈預(yù)制件分塊立面圖(單位:mm)
圖3 拱圈預(yù)制件分塊俯視圖(單位:mm)
圖4 拱圈預(yù)制件連接鋼筋詳圖(單位:mm)
預(yù)制件先掛施工即拱圈裝飾預(yù)制件安裝與箱梁鋼筋骨架一同成型,而后再立模澆筑混凝土,拱圈實際成為箱梁模板支護體系的一部分,混凝土澆筑完成后,拱圈預(yù)制件與箱梁結(jié)構(gòu)形成一個整體,見圖5。
圖5 拱圈安裝圖
2.2.1 優(yōu)點
相較于預(yù)制件后掛施工,尤其在東灘地區(qū),先掛施工有著如下的優(yōu)點
(1)裝飾結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的整體性好,由于預(yù)制件與橋梁主體結(jié)構(gòu)整澆在一起,橋梁主體結(jié)構(gòu)與裝飾預(yù)制件之間結(jié)合相對較為牢固。
(2)先掛施工在加強結(jié)構(gòu)整體性的同時,也減少了結(jié)構(gòu)的微觀滲透通道,由于一次成型,不留縫隙,故結(jié)構(gòu)表面不存在后掛施工中的連接件,隔斷了水分子通過其向結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲透的路徑。延長了橋梁結(jié)構(gòu)和預(yù)制件的壽命。
(3)由于先掛施工與橋梁結(jié)構(gòu)一同施工,省下了后續(xù)預(yù)制件安裝的周期。
(4)避免了后期干掛施工中遇到的諸如成品保護、后掛作業(yè)固定預(yù)制件破壞箱梁結(jié)構(gòu)本體等問題。
2.2.2 存在問題
但由于先掛施工在橋梁結(jié)構(gòu)使用的較少,根據(jù)梳理先掛施工還存在如下問題:
(1)預(yù)制件加工及拼裝偏差
雖然后掛施工同樣存在該問題,但由于先掛施工中預(yù)制件需要作為箱梁結(jié)構(gòu)模板的一部分,就將該問題放大,預(yù)制件的偏差不僅僅只是裝飾效果,還直接影響到了箱梁混凝土成型質(zhì)量。要求預(yù)制件的加工精度及拼裝要求非常高。
(2)焊接作業(yè)對于附近波紋管的保護
整個拱圈結(jié)構(gòu)需要與箱梁鋼筋結(jié)構(gòu)相連焊接,由于焊接位置距離箱梁內(nèi)置波紋管較近,在焊接作業(yè)時需要保護波紋管不受損傷。
(3)結(jié)構(gòu)狹小斷面對于鋼筋、混凝土施工的限制
由于拱圈預(yù)制件位置正好位于箱梁結(jié)構(gòu)鋼筋密集區(qū)域,在施工順序上需要遵循一定的順序,以便于有足夠的操作空間。
(4)預(yù)制件—結(jié)構(gòu)模板體系在混凝土澆筑時承受混凝土壓力的性能
同樣由于預(yù)制件是作為模板體系的一部分的緣故,預(yù)制件本身以及與結(jié)構(gòu)模板形成的組合體系需要承受混凝土澆筑的壓力。對組合模板體系的整體性及牢固程度提出了更高的要求。
綜合以上所述,在梁式橋梁結(jié)構(gòu)中運用預(yù)制件先掛施工首先需要解決預(yù)制件加工及拼裝精度問題,其次需要預(yù)制件組合模板有良好剛度及穩(wěn)定性,拼縫牢固,結(jié)構(gòu)模板與預(yù)制塊連接牢固,確保橋梁上部結(jié)構(gòu)混凝土最終成型的質(zhì)量。
本工程橫2河景觀橋本質(zhì)上是清水混凝土的施工,表觀效果要求較高。從施工工藝上來說上部結(jié)構(gòu)支架體系采用鋼管扣件式滿堂支架、模板支護主要采用木模板+方木鋼管格柵體系,對拉螺桿與外支撐體系結(jié)合的方式成型上部結(jié)構(gòu)。
為解決預(yù)制件先掛工藝可能存在的問題,項目部在實際施工中分別采取了措施來改進原有工藝。
由于預(yù)制件需要事先安裝,故在施工順序上需要一定的調(diào)整,經(jīng)過項目部內(nèi)部討論,結(jié)合以往橋梁結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗,確定以下的施工順序:
橋梁底模鋪設(shè)(預(yù)制件安裝平臺)—上部結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎、波紋管安裝—預(yù)制件就位、固定—立外?!M合模板后靠施工—拼縫處理—澆筑混凝土。
本工程預(yù)制件材質(zhì)為高強度纖維混凝土。由預(yù)制件專業(yè)廠家負(fù)責(zé)進行制作,制作前根據(jù)結(jié)構(gòu)實際尺寸進行放樣并繪制小樣圖,按小樣圖進行加工及分塊。到場后首先根據(jù)其企業(yè)內(nèi)部制定標(biāo)準(zhǔn)(BAU裝飾造型混凝土板)進行驗收,觀察其表觀質(zhì)量及構(gòu)件強度是否符合安裝要求,其次根據(jù)橫2河橋梁底線形進行構(gòu)件試拼,并將構(gòu)件進行編號,在保證其梁底線形的和順度后再安裝至結(jié)構(gòu)上。
箱梁結(jié)構(gòu)鋼筋及波紋管施工完畢后就可以進行構(gòu)件安裝,預(yù)制塊就位分塊進行,一塊就位完畢后進行固定,固定完畢后進行下一塊的施工。就位前,先在底模上彈出框架線,安裝定位的角鋼,角鋼安裝位置位于兩塊預(yù)制件的接縫位置,定位角鋼兩端與底模用自攻螺絲固定,角鋼長度為20 cm左右,角鋼形式為40×40小角鋼。
預(yù)制構(gòu)件就位時沿角鋼進行布置,靠緊角鋼后,將預(yù)制件的預(yù)埋筋與結(jié)構(gòu)鋼筋相焊接。預(yù)制構(gòu)件全部安裝固定完畢后,其與底模面接觸位置的縫隙全部用批嵌膩子填充并拆除角鋼。
本工程底模、側(cè)模模板均采用全新木質(zhì)夾板,模板尺寸采用1.22 m×2.44 m大塊模板規(guī)格,板厚18 mm,以保證清水混凝土成型效果。
由于橫2河橋高度較低,為保證側(cè)模立面效果,箱梁邊腹板外側(cè)模同樣采用整張模板,側(cè)模需要預(yù)先在場地上根據(jù)放出的大樣線形進行試拼、切割。修整完畢后給各塊模板進行編號,與預(yù)制件一一對應(yīng)。
為保證成型效果(與其下部預(yù)制塊組成外模體系)。墻身外側(cè)模板采用縱橫向格柵拉桿螺絲及拋撐進行固定,并通過固定于底模上的方木豎楞以及水平向?qū)輻U與預(yù)制件形成受力整體。模板豎向楞采用100×50木方;橫向楞采用2根φ48 mm鋼管,拉桿螺絲選用φ14。在實際施工時需要根據(jù)不同斷面形式確定拉桿位置,對拉螺桿另一端與內(nèi)模固定。
箱梁結(jié)構(gòu)投影面積外的旁支架作為外側(cè)模的后靠支撐,為最大限度的保證外模支撐體系的穩(wěn)定性,在邊坡上設(shè)置的地反梁作為后靠;旁支架設(shè)置兩根斜撐與邊坡上地反梁固定。
對于腹板預(yù)制件部位無法靠對拉螺栓承受混凝土澆筑側(cè)壓力的部位(預(yù)制件上鉆螺栓孔容易破壞預(yù)制件表面的裝飾效果),主要采取外支撐體系。預(yù)制件部位的支撐體系主要由下列組成:
(1)在預(yù)制件表面設(shè)置方木豎楞,并與上部側(cè)模板豎楞形成整體,通過上部側(cè)模版位置的對拉螺桿與預(yù)制件外的軋條木方共同承受混凝土澆筑側(cè)壓力。
(2)在預(yù)制件底部設(shè)置軋條臨時固定,由于軋條固定位置緊固是整個外模支撐的薄弱點,故在軋條位置增設(shè)方木支撐至旁支架橫杠位置。旁支架通過斜撐與滿堂支架縱橫牽杠的拉結(jié)以及與地反梁支撐進行傳,見圖6。
圖6 組合模板后靠體系
外側(cè)組合模板直接影響外觀效果,其拼縫處理要求更高,首先從材料上采用大塊模板,減少模板拼縫,其次在每塊模板拼縫位置使用方木騎縫固定,并通過橫向鋼管橫楞進行緊固。外側(cè)模采用整張模板裁剪而成,模板底部根據(jù)走弧線形進行裁剪,結(jié)構(gòu)模板與預(yù)制件之間的拼縫空隙采用硅膠進行填充,見圖7。
圖7 組合模板之間拼縫處理
通過采取上述的措施,有效了降低了預(yù)制件先掛施工對箱梁結(jié)構(gòu)的影響,達(dá)到了預(yù)期的效果,從實施效果上看,橋梁表觀效果較好,預(yù)制件與箱梁結(jié)構(gòu)整澆部分未見明顯瑕疵。預(yù)制件分塊之間拼縫嚴(yán)密,混凝土澆筑時未有漏漿情況發(fā)生(見圖8)。從工程經(jīng)濟效益上看,首先節(jié)約了預(yù)制件的安裝周期,其次在橋梁箱梁結(jié)構(gòu)支架拆除后無需再重新搭設(shè)安裝腳手架。結(jié)合前述的預(yù)制件先掛施工本身的優(yōu)點,在后續(xù)景觀橋梁的施工中值得推廣應(yīng)用。
圖8 實施效果
U445
B
1009-7716(2017)10-0110-04
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.033
2017-06-30
趙建琴(1978-),女,上海人,工程師,從事路橋施工工作。