新型空心板橋梁芯模與傳統工藝的區別

2017-04-17  來自: 河南浩晟橋梁芯模有限公司

  高速公路中小橋設計上不多為預應力或非預應力空心板梁結構,隨著近些年的經濟發展,高速公路車流量及載重量的增加,空心板橋梁的設計理念及施工也發生相對應的變化,本文章通過工程實例對中小型空心板內模采用聚苯乙烯橋梁芯模的施工技術,質量進行討論。


  隨著國內經濟的不斷發展,公路交通在國內經濟中的作用和地位越來越明顯,作為公路交通中的樞紐——橋梁也得到很大的發展。中,小跨徑橋梁的上部多采用預應力及非預應力空心板梁裝配的結構,空心板梁結構形式簡單,對比于T形和箱梁等其他形式的梁,具有建筑高度較低,預制方便,工藝簡單,用材經濟,易于工廠化和標準化生產,運輸和吊裝方便,適應范圍廣等優勢,在國內公路橋梁中得到了廣泛推廣與應用,滿足了極大限度的國內建設生產的需求。

1、空心板梁設計理念的變化


  傳統空心板梁多采用預應力結構,板寬99cm,橢圓形或單圓孔形,隨著道路車流及載重量的增加,傳統的空心板已不適應現代高速公路的發展要求,按照新的設計理論,為了提高橋梁的整體剛度和穩定性,高速公路16~20m預應力空心板梁一般按底寬132.3cm~150cm,梁高75~90cm設計,內部結構也相應變為帶倒角的長方形內模,類似于小型箱梁,由于內部尺寸較小(53x93cm),如果采用鋼內模,人工無法進行拆模及組裝,這一外形尺寸的改變必然導致施工工藝也要產生相應的突破。


 傳統空心板梁生產工藝的敝端


  傳統的預應力空心板采用充氣膠囊作內模,有施工簡便,快速,成本低的特點,但隨著近幾年,高速公路車流量不斷加大,超載車輛增加,又由于空心板自身的弊端,會出現各種各樣的通病。如承載力不足、單板受力、橋板裂縫、撓度過大等,情況嚴重時將影響了橋梁的使用。

通過近幾年橋梁的病害調查發現,空心板梁最典型的通病是容易產生縱向裂縫,其主要原因是:目前大多空心板梁采用充氣膠囊內模,在澆筑過程中,由于充氣膠囊芯模自重輕,易變形,造成腹板和頂板厚度不均勻。芯模在施工中會產生局部或整體上浮和偏位,施工過程很難控制,造成頂板厚度偏低并且極不均勻,最薄處還不到設計厚度的1/3,并且頂板內側面形成波浪形凹凸面,側板保護層厚度不夠,承載力不足,對橋梁的留下安全隱患。如果拆模過早也易使空心板產生裂縫,影響橋梁的耐久性。分析原因主要有三方面:一、橡膠芯模是柔性的,充氣后表面存在較大張力,頂部受壓凹陷部位側面就會鼓凸,頂部未受壓部位正好相反,表現為上凸側凹;二、防浮定位鋼筋通過墊塊與芯模膠囊接觸,面積較小,加強了芯模膠囊的凹凸效應;三、混凝土的澆筑先后次序形成了二次凹凸效應,先澆筑的部位先受壓先凹陷,使膠囊內氣體流向后澆筑的部位并在此處形成鼓凸。由此不難看出造成空心板厚度不均勻是芯模膠囊的凹凸效應,造成芯模膠囊的凹凸效應主要是防浮墊塊與芯模膠囊接觸面積較小,沒有形成面接觸。要解決空心板厚度不均勻問題就必須設法擴大壓塊與芯模接觸面積,提高芯分模整體剛度。所以在空心板梁的施工中,控制頂板厚度是施工的重點,也是難點。


2、新工藝施工特點


  為預防空心板梁的缺陷,提高混凝土空心板橋的施工質量,從兩方面對空心板梁進行改善;一方面是改變空心板的結構,提高空心板的整體受力性能,梁端頭由原來的二次現澆(預制)封端改為一次隨主體砼現澆,這樣大大提高了空心板的整體受力。另一方面是將內模改為發酵聚苯乙烯泡沫,使用泡沫作為填充內模不僅能節省大量的人工和機械使用量,而且其自重輕,操作簡便,不增加梁體自重,澆注完混凝土后可留在結構內不必取出,投入機械及人工數量也小,還能保證施工質量。施工時先將泡沫制成相應的內模尺寸按3~4m每段做好備用,砼澆筑時先澆底板砼,澆筑完后將內模放入,立即進行頂板鋼筋的綁扎及上部模板對拉螺拴的擰固,由于砼標號較高(一般為50~60號)為了防止先澆筑的砼產生凝固,這一工序的時間要盡量縮短,宜控制在20分鐘左右,最后澆筑側板頂板砼。


3、工程實例


  我公司標段施工的青臨高速路23標的空心板梁預制16m預應力空心板梁和10m非預應力空心板梁共540片。我標段空心板梁全部采用發酵聚苯乙烯泡沫作為內模填充料,泡沫密度12.5kg/m3(如果密度太輕泡沫也會產生上浮現象),經過計算每米大約增加梁體自重6kg,對橋梁的使用無任何影響。并且施工簡便,質量易于控制,從已挖開的采用聚苯乙烯泡沫內模的空心板梁內壁看,內壁平整光滑,空心板梁頂板和側板厚度均能滿足設計要求,又因聚苯乙烯泡沫內模自重輕不必取出,施工預制時將空心板端頭和板身一次性澆筑成型,改變以前那種用充氣膠囊內模時二次封端的現象,給施工帶來了極大的方便,通過對每片梁的頂板取芯效果來看,設計厚度12cm取芯結果為11.5~12.5cm,合格率95%以上,完全滿足設計要求。使用聚苯乙烯泡沫作內模,即保證了施工質量,又簡化了施工工藝,隨著公路事業的發展,其適應性越來越受到人們的關注。 

 

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