喬文庭，張經(jīng)統(tǒng)，劉 磊，朱偉慶

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)交通建設工程質(zhì)量監(jiān)督局，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020；2.長安大學公路學院，陜西 西安 710064)

0 引言

近年來，隨著我國橋梁建設的快速發(fā)展，對橋梁結(jié)構(gòu)的性能要求也越來越高[1]。裝配式預應力混凝土小箱梁因其受力合理、結(jié)構(gòu)整體性好、耐久性好、施工高效、可大批量集中預制及造價相對低廉等優(yōu)點，在我國20 ～ 40m 跨徑橋梁結(jié)構(gòu)中的應用越來越廣泛[2]。

預應力混凝土箱梁的預制包括模板工程、鋼筋工程、混凝土工程和預應力工程等[3]。預制梁模板是施工過程中的臨時結(jié)構(gòu)，不僅關(guān)系到預制梁尺寸的精度，而且對工程質(zhì)量、施工進度和工程造價有直接的影響[3]。目前箱梁混凝土施工中外模一般采用鋼模板，內(nèi)模主要采用鋼模板、木模板等[4]。傳統(tǒng)的鋼內(nèi)模和木內(nèi)模易造成預制梁底板漏振，出現(xiàn)蜂窩麻面和孔洞；拆除內(nèi)模時可能對箱梁造成損壞，導致施工周期加長；且內(nèi)模的重復利用對內(nèi)模有持續(xù)的損耗[5]。

為解決傳統(tǒng)內(nèi)模拆卸困難的問題，國內(nèi)外學者均對永久性模板技術(shù)進行了相關(guān)研究。近年來，聚苯乙烯泡沫(EPS)作為新型建筑材料已普遍用于建筑領(lǐng)域，如墻體節(jié)能、臨時房屋設施等[6]。同時，因其抗壓性能和耐久性好、吸水性低、導熱系數(shù)低等優(yōu)良特性，也被應用于處治公路軟基過度沉降，以及作為空心板永久性內(nèi)模等工程中[5,7-10]。但目前鮮有關(guān)于在PC小箱梁采用EPS永久性內(nèi)模施工技術(shù)的研究和應用。本文依托實際工程研究EPS永久性內(nèi)模PC小箱梁在預制工藝、施工質(zhì)量控制等方面的應用技術(shù)，以期推廣應用。

1 依托工程

本研究依托內(nèi)蒙古阿拉善國道307線雅布賴至山丹(蒙甘界)段新建一級公路項目，起于雅布賴鎮(zhèn)西側(cè)30km處，終于山丹(蒙甘界)。該公路作為阿拉善盟“兩橫兩縱十二出口”公路網(wǎng)的重要組成部分，是實現(xiàn)阿拉善盟經(jīng)濟快速發(fā)展，構(gòu)建和諧社會的有力保障?，F(xiàn)有道路為三級公路，路基寬8.5m，近幾年由于交通量逐步增大、重車多，舊路面結(jié)構(gòu)層薄等因素，路面已出現(xiàn)坑槽、網(wǎng)裂、龜裂等病害，嚴重制約了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，道路升級改造已刻不容緩。該項目新建大橋3座，中橋8座，小橋19座，需采用20m跨徑裝配式預應力混凝土標準箱梁100片。

阿拉善地區(qū)為內(nèi)陸高原，屬典型的中溫帶大陸性氣候，月均溫差最大可達50℃，全年干旱少雨，風大沙多，且當?shù)厮Y源匱乏，木材緊缺，采用鋼內(nèi)模和木內(nèi)模會浪費寶貴的木材與水資源。因此，試驗將其中12片20m跨徑裝配式預應力混凝土標準箱梁改為采用EPS永久性內(nèi)模的PC小箱梁，并以此研究EPS內(nèi)模PC小箱梁施工技術(shù)。

2 EPS內(nèi)模PC小箱梁施工技術(shù)

2.1 施工工藝流程

采用EPS永久性內(nèi)模的箱梁預制施工工藝為：清理底模、施工放樣→安裝側(cè)模、端頭模板→安裝底板和腹板鋼筋籠→預埋預應力管道→澆筑底板混凝土→安裝EPS內(nèi)?！跹b頂板鋼筋籠→安裝內(nèi)模限位裝置→澆筑腹板、頂板混凝土→梁體混凝土養(yǎng)護→拆除外模和端?！A應力鋼束張拉→孔道壓漿→封錨、養(yǎng)護→移梁→箱梁質(zhì)量檢驗。

2.2 施工過程控制

小箱梁的EPS內(nèi)模全長約20m，為方便加工、運輸和安裝，將內(nèi)模分為9段加工，其中，梁兩端為2塊長3m的內(nèi)模，其余7塊長度均為2m。加工制作好的內(nèi)模運輸至預制場后，應盡量避免陽光照射。每次立模前檢查EPS內(nèi)模是否變形或損壞，棱角是否分明，線形是否順直。

鋼筋籠分兩部分綁扎，底板和腹板鋼筋籠直接在安裝好的外模臺架上綁扎，頂板鋼筋籠則單獨綁扎。待底板和腹板鋼筋籠綁扎并安裝定位后，方可澆筑底板混凝土。底板混凝土應從梁端開始澆筑，振搗密實且保證混凝土表面達到設計高度，人工去除超出設計厚度的混凝土，然后安放內(nèi)模。內(nèi)模需提前編號，按編號順序立模，內(nèi)模之間通過泡沫塑料膠水粘接，粘接應平順，無明顯錯臺，并在內(nèi)模兩側(cè)提前安裝墊圈，以保證腹板混凝土的保護層厚度。澆筑底板混凝土、安裝內(nèi)模、安裝頂板鋼筋籠，可大幅度提高施工效率。澆筑腹板混凝土時，可通過對稱分層澆筑、內(nèi)模上部布設壓桿等方式防止內(nèi)模偏位、上浮。采用EPS內(nèi)模的PC小箱梁內(nèi)表面如圖1所示，質(zhì)量明顯優(yōu)于采用傳統(tǒng)鋼內(nèi)膜和木內(nèi)膜的箱梁。

圖1 將EPS內(nèi)模去除后的小箱梁內(nèi)表面

3 EPS內(nèi)模PC小箱梁施工質(zhì)量控制措施

3.1 EPS內(nèi)模質(zhì)量要求

為確保EPS內(nèi)模PC小箱梁的施工質(zhì)量，須采取一系列質(zhì)量控制措施。EPS內(nèi)模應由專業(yè)生產(chǎn)廠家嚴格按設計圖紙加工、制作。EPS是由聚苯乙烯(PS)經(jīng)加熱發(fā)泡后形成的具有微細閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料，為保證其力學性能，表觀密度一般不得小于15kg/m3；同時，須對EPS作阻燃處理，以保證其耐久性。EPS密度較小、質(zhì)量較輕，采用EPS制作永久性內(nèi)模，使小箱梁的質(zhì)量增加約 12.5kg/m， 但對小箱梁自重影響不大，且EPS內(nèi)?？膳c箱梁一起工作承受外荷載，一定程度上有利于小箱梁的受力。

3.2 內(nèi)模定位、變形控制

為保證箱梁的幾何尺寸，在內(nèi)模頂部布設混凝土墊塊，側(cè)面布設墊圈，以保證EPS內(nèi)模的定位。由于EPS材料的強度較低，若直接將墊塊和墊圈與EPS內(nèi)模接觸，澆筑混凝土產(chǎn)生的側(cè)壓力會將混凝土墊塊和墊圈壓入內(nèi)模中，引起內(nèi)模偏移，從而無法保證混凝土保護層厚度。因此，加工EPS內(nèi)模時，在兩側(cè)及頂面設置間距為1m的小凹槽，且凹槽在頂面與側(cè)面交叉間隔布置；內(nèi)模加工完成后，在凹槽內(nèi)粘貼木板，使內(nèi)模頂面的混凝土墊塊和側(cè)面的混凝土墊圈直接與木板接觸，從而通過增大作用在EPS內(nèi)模的面積、減小壓強來防止墊塊和墊圈的內(nèi)陷，限制內(nèi)模偏移(見圖2)。

圖2 凹槽木板交錯布置

3.3 內(nèi)模防上浮措施

剛澆筑的混凝土在振搗時具有良好的流動性，會對模板形成側(cè)壓力和上浮力，因此，需采取措施限制內(nèi)模上浮?？赏ㄟ^控制混凝土澆筑和在EPS內(nèi)模頂部加壓的方式實現(xiàn)。

澆筑腹板混凝土前，需在內(nèi)模頂部設置工字鋼壓桿，壓桿沿箱梁縱向每2m布置一道，以保證其剛度。壓桿兩端通過可拆卸螺桿固定于外模板兩側(cè)，并在壓桿與內(nèi)模間設置“門”形傳力裝置，使壓力均勻傳至內(nèi)模板(見圖3)。

圖3 防內(nèi)模上浮的壓桿裝置

澆筑腹板混凝土時，要保證兩側(cè)混凝土同步分層澆筑、平行振搗，且澆筑速度不能過快，防止內(nèi)模瞬間承受較大浮力而上浮。同時，底板、腹板混凝土的澆筑間隔不得超過混凝土的初凝時間，需嚴格控制振搗時間。澆筑前應進行坍落度試驗，確?；炷恋暮鸵仔詽M足要求，防止混凝土振搗后石子下落漿體上升，使底板、腹板交接位置混凝土密度增大，對內(nèi)模產(chǎn)生更大的浮力。

3.4 設置消能槽

為保證箱梁的施工質(zhì)量，在EPS內(nèi)模下部中心線處設置U形消能槽，沿梁長通長設置(見圖4)，消能槽主要作用如下。

圖4 消能槽

1)通氣排氣 澆筑腹板混凝土時，振搗產(chǎn)生的小氣泡會進入內(nèi)模底部，如不及時排出，一方面會引起內(nèi)模上浮，另一方面會引起腹板與底板結(jié)合部位產(chǎn)生局部空洞。設置消能槽后，可及時排氣通氣，消減澆筑混凝土時產(chǎn)生的擠壓、上浮力。

2)排出侵入內(nèi)模底部的水泥漿 在澆筑腹板混凝土的過程中，存在水泥漿侵入內(nèi)模與底板之間縫隙的情況。設置消能槽可及時排出侵入內(nèi)模底面的水泥漿，從而消除內(nèi)模底面浮力。

3)觀測作用 由于底板、腹板混凝土分開澆筑，因此，可借助能否在消能槽觀測到水泥漿排出，間接判斷腹板混凝土振搗是否密實，進而保證腹板與底板結(jié)合處混凝土的澆筑質(zhì)量。

4 結(jié)語

本文結(jié)合工程實例，系統(tǒng)分析和闡述了EPS內(nèi)模PC小箱梁的施工工藝及技術(shù)要點，并提出施工質(zhì)量控制措施。研究結(jié)果表明，與采用傳統(tǒng)內(nèi)模的小箱梁施工工藝相比，EPS內(nèi)模小箱梁無需拆除內(nèi)模，施工工藝簡潔、可流水作業(yè)、施工效率高，不會因拆除內(nèi)模而對箱梁混凝土造成損傷，能較好地保證箱梁施工質(zhì)量。