李國雄
(廣州市增城區(qū)道路養(yǎng)護中心,廣東 廣州 511300)
相較于傳統(tǒng)的現(xiàn)場澆筑,裝配式鋼筋混凝土通過在工廠預制構件,然后在現(xiàn)場進行組裝和連接,實現(xiàn)了施工過程的工程化、規(guī)范化和高效化。該技術不僅能夠提高工程質量,還能夠縮短施工周期、降低施工成本,因此在橋梁工程中的應用越來越廣泛。
裝配式鋼筋混凝土(Prefabricated Reinforced Concrete)技術是一種現(xiàn)代化的建筑技術,通過在工廠中預制構件,然后在現(xiàn)場進行組裝和連接的方式來構建建筑物。它結合了鋼筋混凝土構造的優(yōu)勢和預制構件的便利性,具有高強度和高精度等優(yōu)點,采用吊裝、滑移、拼裝模式進行組裝,可以大幅度縮短施工周期、提高施工效率,成為近年來越來越受歡迎的建筑方法[1]。
該工程是針對某地區(qū)道路交通流量不斷增加而展開的一項重要橋梁工程。橋梁長度為1.1km,橋梁上部結構采用連續(xù)預應力組合箱梁的形式,為了滿足快速、高質量施工和可持續(xù)發(fā)展的要求,決定采用裝配式鋼筋混凝土的施工方式。
2.2.1 混合料選擇
(1)水泥:選擇42.5 級普通硅酸鹽水泥進行制作,同一座橋梁中的預制梁應選用相同型號的水泥材料。
(2)砂:采用經過水洗處理的砂材。
(3)粗骨料:采用連續(xù)級配的方式,粒徑應控制在20mm 以下,以免在澆筑過程中出現(xiàn)振搗不合格的情況。
(4)混凝土:對配合比加強控制,根據不同結構部位選擇適當強度的混凝土材料。
2.2.2 普通鋼筋
普通鋼筋采用HPB300 和HRB400 鋼筋,嚴格按照國家規(guī)定的各項技術指標和標準進行選擇和應用,以滿足當前橋梁結構對強度性能的需求。同時,鋼筋還必須具備較高的耐久性,能夠在現(xiàn)場環(huán)境下長期穩(wěn)定應用。
2.2.3 預應力鋼絞線
為滿足工程需求,所選擇的鋼絞線應具備較高的抗拉強度,其標準值應達到1860MPa,公稱直徑不小于15.2mm。鋼絞線的質量直接關系到整個結構的施工效果,因此,必須加強鋼絞線的質量檢測。在鋼絞線進入施工現(xiàn)場之前,必須查驗合格證明,并確保其表面沒有裂縫、毛刺等質量問題。
對于鋼絞線和預應力鋼材,需要進行取樣分析并分批次進行檢測,只有在滿足要求的情況下,此類材料才能投入使用。
3.1.1 鋼筋加工及安裝
為確保鋼筋加工和安裝的質量,需要采取以下措施。
(1)鋼筋加工。
(2)選擇經過認證的廠家進行鋼筋材料的加工。所有半成品鋼筋材料在加工過程中需嚴格控制幾何尺寸精度,確保下料作業(yè)符合規(guī)范的標準和流程。加工完成后,對成型的鋼筋材料進行分類堆放,并標注好型號和使用部位。
(3)鋼筋安裝。一是明確鋼筋安裝施工工藝,并加強現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)的管控,以保證鋼筋綁扎的強度和尺寸合格。二是根據不同鋼筋材料的特性選擇合適的連接方式。當鋼筋直徑超過25mm 時,采用螺紋套筒連接方式;當鋼筋直徑在12~25mm 之間時,采用焊接連接方式;當鋼筋直徑在12mm 以下時,采用綁扎連接方式。三是在應用焊接連接方式之前,需將焊接試件送至試驗室進行檢測,只有當各項指標合格后方可進行焊接作業(yè)。在焊接過程中,若采用雙面焊接方式,焊接長度應超過鋼筋直徑的5 倍;若采用單面焊接方式,則焊接長度應超過鋼筋直徑的10 倍。焊接接頭的間距需超過100cm,并且同一斷面內的接頭數量不得超過鋼筋總數的50%。加強控制接頭部位的軸線偏差,確保符合工程技術標準[2]。
3.1.2 波紋管安裝
波紋管的安裝是橋梁工程重要環(huán)節(jié)。首先,安裝人員會根據設計要求,在適當的位置開挖出合適的排水溝或溝槽,便于波紋管順利布設;其次,將波紋管按照需要的長度進行剪切;最后,將剪切后的波紋管逐一放置進排水溝或溝槽中。相關技術要求如下。
第一,根據設計方案精準確定波紋管的安裝坐標數據。每間隔1m 進行定位鋼筋直線段的加固處理,曲線段則將間距縮小到0.5m。上述工作結束后即可進行鋼筋的綁扎施工,該環(huán)節(jié)必須嚴格執(zhí)行設計方案和工藝標準。
第二,縱向波紋管安裝時,單個節(jié)段的長度為10m,并且按照先兩側、后中間的順序逐步進行。加強控制接頭部位的安裝質量,并且使用膠帶纏繞在接頭外側,提升其密封性。
第三,波紋管安裝的精確性、垂直度必須達到工程標準,防止發(fā)生漏漿的問題而造成管道堵塞,波紋管安裝現(xiàn)場見圖1。
圖1 波紋管安裝現(xiàn)場
3.1.3 模板安裝
第一,使用定型鋼模板進行施工(見圖2),所有模板的質量都必須符合要求,并對模板焊縫進行打磨處理,確保其表面的平整度合格,同時模板之間的連接必須穩(wěn)定、牢固。使用螺栓進行模板的連接,確保其尺寸合格。
圖2 定型鋼模板
第二,安裝整體液壓側模時,加強控制各個部位的尺寸,采用移動臺車的方式推動側模,將臺座移動到規(guī)定的部位上,采取交錯的方式進行連接,確保模板和臺座連接穩(wěn)固。
第三,打磨模板并涂刷脫模劑。利用電動鋼絲球對表面進行打磨處理,確保其沒有任何雜物,之后涂抹一層脫模劑。
第四,內模、端模使用厚度為5mm 的鋼板制作而成,采用抽拉式組合成為整體。安裝定位錨墊板時,使用雙面膠粘貼端部,達到封堵的效果,以免發(fā)生漏漿問題。
第五,頂板使用定位鋼筋連接,并且在一側設置限位擋板,確保翼緣板鋼筋的順直度滿足工程要求。
第六,為了避免在混凝土澆筑的過程中出現(xiàn)內模板上浮現(xiàn)象,需要在外側每間隔2m 設置1 條壓杠,中間部位焊接直徑為32mm 的鋼筋作為限位裝置,達到固定的效果。
3.1.4 混凝土澆筑
為確?;炷潦┕べ|量,需要注意以下兩點。
第一,混凝土拌制。需在統(tǒng)一的拌和站進行混凝土的攪拌制作,并對其性能進行檢測。在攪拌過程中,強化對配合比的控制,確保各種材料的摻入比例合格。同時,控制攪拌時間在合理范圍內,以確保混凝土的強度和可塑性等參數符合標準。拌制完成后,需要檢查混凝土的坍落度,確保在160~200mm 之間。
第二,混凝土施工。在混凝土澆筑之前,對伸縮縫、支座等部件進行全面檢查,確保預埋件安裝方式符合要求且安裝精度達標。澆筑應按照底板、腹板、頂板的順序進行,并從一側到另一側逐步澆筑。采用斜向分層的澆筑振搗施工方式,確保各個結構部位的混凝土質量合格,并避免因水化熱過大而導致的結構性能不合格。在澆筑結束后,及時插入振搗棒進行振搗處理。振搗棒的插入間距應控制在振搗棒直徑的1.5 倍以內,插入深度控制在50~100mm 之間。每次插入振搗棒后,振搗時間為20~30s,以表面不再下沉和無氣泡為合格標準。需要注意的是,腹板兩側使用附著式振搗器在距離頂部下沿75cm 的位置上每間隔1.4m 進行振搗。在施工現(xiàn)場,需由專人進行檢測,確保各個結構部位的施工效果符合工程要求。
3.1.5 拆模、鑿毛
第一,拆模作業(yè)必須嚴格按照規(guī)定的程序和標準進行,確保模板拆除之后不會對混凝土結構造成損壞和影響。并采用合理的通風措施,確?,F(xiàn)場作業(yè)的安全性。施工人員系好安全繩,將模板逐步移出施工現(xiàn)場。
第二,在拆模的過程中,可以使用錘子敲除木楔,然后拆除對拉螺栓的螺母,將對拉螺桿抽出。在操作過程中,必須嚴格執(zhí)行工藝方案的要求,確?;炷两Y構表面和棱角部不會發(fā)生損壞的問題。側模的拆除要保持整體性,為后續(xù)的施工作業(yè)提供良好的基礎。
第三,模板拆除之后,應及時進行清潔處理。可以使用手砂輪對其表面進行打磨,并涂抹一層脫模劑。拆除之后的扣件應集中收集管理,避免流失而影響后續(xù)的使用。模板拆除工作結束之后,及時使用電動鑿毛錘對模板側面和頂面殘留的混凝土進行鑿毛處理,然后將表面的浮漿清理干凈,裸露出新鮮的混凝土材料[3]。
3.1.6 養(yǎng)護
混凝土澆筑結束后的養(yǎng)護處理非常關鍵,其中對混凝土表面的養(yǎng)護處理是至關重要的一環(huán)。為了保持混凝土表面的濕潤狀態(tài),常常采用覆蓋土工布和灑水的方式進行養(yǎng)護處理。首先,土工布具有良好的透氣性和抗撕裂性,覆蓋土工布可以在混凝土表面形成保護層,抵御外界環(huán)境的影響,并防止水分過快蒸發(fā)。還可以起到保護混凝土免受日曬、風化、雨水沖刷等因素的作用。其次,通過定期適量灑水,可以確?;炷猎跐駶櫟沫h(huán)境中充分水化,促進混凝土的強度發(fā)展,減少溫差引起的內部應力,有助于避免龜裂的產生。最后,養(yǎng)護時間應不少于7d[4]。
在張拉施工開始之前,需安裝限位板,以限制夾片伸出錨環(huán)的長度。同時進行纖維板的固定制作。千斤頂、錨孔和錨筋應設置在同一條軸線上,以促進載荷的均勻分配,避免對后續(xù)施工造成不利影響。加強預應力筋的檢查工作,確保其數量和安裝位置符合工程標準。在張拉作業(yè)過程中,采用兩側對稱張拉的方式,保證兩端千斤頂的工作壓力相同。技術人員應進行梁側部位的撓度分析檢測,控制腹板的側彎在2cm 以內。同時,使用計算機等智能設備控制張拉壓力和伸長量,以確?,F(xiàn)場作業(yè)順利進行。通過安裝在油泵中的傳感器,及時獲取鋼絞線的伸長量參數,加強精度控制。智能張拉系統(tǒng)能夠保證張拉作業(yè)達到均勻性的標準,并限制張拉速度在可控范圍內,以防止過大的張拉力對結構造成損害。張拉施工主要分為三個階段進行。
第一階段的張拉:在混凝土強度達到早期施工要求后,開始進行第一階段的張拉,在該階段,應保證預應力鋼筋與混凝土之間緊密結合,通常該階段的張拉力為整體預應力的30%~40%,張拉時間約為10~20min。
中間階段的張拉:在混凝土的強度進一步發(fā)展后,進行中間階段的張拉,該階段的目的是增加預應力的百分比,使結構在預應力的作用下逐漸達到設計要求的荷載和變形能力,典型的中間階段張拉力為整體預應力的50%~70%,張拉時間約為20~30min。
最終階段的張拉:在混凝土的強度達到設計要求后,進行最終階段的張拉,該階段的目的是進一步增加預應力,以確保結構在荷載和變形作用下的可靠性能,最終階段的張拉力為預應力的100%,張拉時間約為30~45min。
綜上所述,裝配式鋼筋混凝土技術的應用為橋梁工程奠定了穩(wěn)定的基礎。在橋梁工程中,通過工廠預制,可以減少施工現(xiàn)場的澆筑工序,提高施工效率;同時,還可以減少因天氣等因素造成的施工延誤。此外,裝配式鋼筋混凝土構件具有統(tǒng)一規(guī)格、一致品質和可循環(huán)使用等特點,為橋梁的維護和修復提供了便利。在今后類似工程開展時,還需要不斷對裝配式鋼筋混凝土技術進行創(chuàng)新和研究,以優(yōu)化裝配式鋼筋混凝土技術及其應用方式,為橋梁建設提供更多、更強的技術支持。