充气橡胶芯模在高架桥施工中的应用谢利红李景芳

第1页预应力空心板梁预制中的橡胶芯模技术姚永芳中铁十一局建筑安装工程有限公司湖北襄樊441057摘要：本文结合平湖市上海塘桥工程先张法预应力空心板梁预制的施工实践，介绍了预制过程中橡胶芯模的施工技术。充气橡胶芯模是由橡胶与纤维加强层硫化而制成的产品，具有很高的抗张强度、弹性和气密性。充入压缩空气后，它能代替原有的木模、竹模、钢模，并可多次使用，既降低了施工成本又加快了施工进度。关键词：空心板梁预制橡胶芯模施工技术先张法预应力空心板梁目前广泛地应用于各式桥梁当中，它具有构造简洁、受力明确、制作、运输、安装方便等特点。同时可以根据桥梁的设计形状，将空心板梁预制成各种不同的形状以满足各式桥梁的不同需要。但是在制作过程中，原来采用的内模为木模、竹模、钢模，随着施工工艺的改进和对施工进度、成本的要求，其已经不能满足施工要求。橡胶充气芯模是浇筑钢筋混凝土的一种新型的支承模，它由橡胶和纤维织物结合的双面硫化胶布冷粘而成，具有很高的抗张强度、弹性、柔软性和气密性，充入压缩空气后，能在各种工作条件下预制或现浇出符合设计要求的混凝土构件。此种模具特别适用于超长与大直径空心构件、异型截面空心构件混凝土浇筑的要求，其操作简单轻便，使用方便，具有良好的耐老化性能，适用范围广，可反复使用多次，在降低成本和加快施工进度方面也显示出其优点和长处。因此本文针对上海塘桥工程的280片的先张法预应力空心板梁预制施工中采用的橡胶芯模技术进行了介绍，并讨论了其注意事项。1工程概况浙江平湖上海塘桥位于浙江省平湖市内,其主线跨越Ⅳ级航道上海塘。桥梁中心桩号为K0+587.976，起点桩号为K0+395.476，终点桩号为K0+740.476，全长345m，跨径为4×20＋25＋（50＋75＋50）＋25＋2×20m，共三幅。路线前进方向与主航道正交。引桥上部采用20m及25m先张法预应力混凝土空心板梁结构；20m跨板梁共6跨，214块，其中1＃墩～4＃墩4跨板梁与线路斜交；25m跨板梁2跨，共66块。混凝土强度等级为C50。25米跨空心板中板顶宽93cm，底宽99㎝，高110㎝，边板顶宽121.5cm，底宽99㎝，翼缘板挑出25.5cm，高110㎝；20米跨空心板中板顶宽89cm，底宽99㎝，高85㎝，边板顶宽119.5cm，底宽99㎝，翼缘板挑出25.5cm，高85㎝。空心板施工采用预应力先张法，预应力材料为符合ASTMA416标准的φj15.24高强低松弛钢绞线，标准强度fpk＝1860Mpa，张拉控制应力0.75fpk＝1395Mpa。单片25m跨板梁预应力束为18根，单片20m跨板梁预应力束为15根。第2页经多种方案比较，对桥体板梁中空部分采用充气橡胶芯模抽拔成型。该方案工艺简单，施工方便，成本较低。2施工准备2.1芯模选型根据上海塘桥空心板梁的结构形式，结合厂家产品手册介绍，选用规格为700mmx700mmx25.6m，计1套，700mmx700mmx20.6m，计8套。共计9套。2.2芯模验收芯模产品目前尚无统一的国家及行业标准，因此验收根据为《橡胶厂企业标准》（Q329003BK02107－93）。芯模到货后，按以下指标验收：（1）尺寸公差：胶布厚度2+0.5mm,2-0.5mm；外径公差-2%～+5%；长度公差±200mm。（2）芯模表面平整，不允许露布。（3）芯模充气到使用压力，经8h压降不大于20％。（4）双面硫化胶布扯断强度（N/25mm）：经向大于1000，纬向大于800；胶与布粘结强度（N/25mm）：大于15。2.3机具准备施工前要准备充气用空压机、气压表、截止阀及管件橡皮气压管，卷扬机及钢丝绳、白棕绳、导向滑轮等做抽拉气模用。3板梁施工方法及工艺流程3.1板梁施工工艺板梁主要施工工艺为：预制场地准备，预应力筋的制作、安装、张拉，钢筋骨架制安，模板安装，混凝土浇筑、养护，放张、封端。以上施工工艺为常规做法，本文着重介绍芯模的施工技术，因此在这里就不详细展开叙述。3.2施工工艺流程施工工艺流程如图1所示。4芯模施工技术4.1入模(1)芯模入模前，须在地面试充气，以检查芯模在上次施工中是否损坏、漏气，确保拉入的芯模完好，以免在浇筑混凝土的过程中造成质量隐患。(2)在板梁底部混凝土浇筑完毕后，芯模由绳牵引穿入钢筋笼内。芯模较大，用It卷扬机牵引，定滑轮导向。捆绑芯模须采用白棕绳，不得用钢丝绳直接接触气模，以免芯模损坏。(3)芯模在穿入时应注意外套的纵向接口应朝上放置，以减少抽拉时外套与混凝土的摩擦。第3页调整初应力张拉预应力筋浇筑混凝土检查工序质量穿预应力筋养护混凝土构件出槽、堆放清理台面、刷隔离剂安装钢筋骨架预埋件及模板放松及切断钢绞线整修夹具预应力钢材制作钢筋骨架及预埋件制作搅拌混凝土选用混凝土配合比张拉机具校验夹具设备压试块拆除模板压试块横梁、定位板制作安装模板制作调整拆除芯模制作试块图1：空心板梁施工工艺流程图(4)芯模长度比板梁长60cm，两端各长30cm，芯模就位充气后，才能保证与板梁端膜相交处拼缝的密实，以免造成在混凝土浇注过程中的跑浆、漏浆现象，给施工造成麻烦（如图2所示）。中心线橡胶芯模封头模板侧模图2：芯模支设示意图4.2芯模的固定第4页为保证板梁钢筋的保护层及板梁空腔部分尺寸符合设计及规范要求，避免芯模在浇注混凝土的过程中上浮，使用定位环箍钢筋进行固定，间距50cm，该定位钢筋与板梁钢筋焊接牢固，定位钢筋内径尺寸与空腔尺寸相同。4.3充气(1)在芯模就位后，打开进气阀门，用空压机充气。充气时用压力表控制监测气压，芯模充气压力为0.027MPa。当气压达到使用压力时，将气阀关闭，停止充气。(2)芯模充气时注意不得超压。(3)芯模首次使用前应试充气，测定每套达到使用压力时的充分时间，根据混凝土的初凝时间确定所需空压机的数量，以确保板梁竖肋及上部混凝土在其下部混凝土初凝前开始浇注，避免造成施工缝，从而保证每片板梁混凝土的整体性。经现场测试，用6m3/min的空压机充气，每套芯模充气时间为15～20min，所需时间较短，对混凝土施工缝的形成影响较小。4.4混凝土浇注(1)由于本工程使用的高标号混凝土，因此在混凝土中掺入缓凝剂，初凝时间达到8h，从而使板梁下部的混凝土初凝前有充分的时间完成支设芯模、绑扎板梁负筋等工序。(2)浇筑芯模两侧混凝土时，应注意从两侧对称振捣，防止芯模左右位移，振捣时不得触及芯模，以免造成损坏。4.5拆模(1)混凝土终凝后打开阀门放气，即可自板梁中抽出芯模。(2)芯模抽取时间视水灰比及水泥标号、环境温度而定，施工时要随时观察，适时将芯模抽出。时间太早会导致上部混凝土下陷，造成混凝土质量缺陷。时间太晚则不易抽出，且造成芯模损坏。4.6芯模的保管及维修(1)芯模使用后用清水冲洗，有附着水泥处应用钝器小心刮除。(2)芯模不用时应放置在通风干燥处，避免日光直接照射。(3)芯模不得接触重油、石油及其他有机溶剂。(4)现场使用时要特别注意避免钉子、钢筋头等尖锐硬物扎破芯模。(5)芯模如有漏气、封口胶片脱落等情况，可在需修补处用砂轮或木锉打毛，涂刷胶水，覆盖胶片修补，撕破处应胶布覆盖修补。修补后的芯模要进行充气试验，确认无漏气后方可投入正常使用。5在施工过程中的注意事项⑴由于内芯模的充气胶囊刚度不足，较钢模更易于上浮，同时由于橡胶制作工艺及使用时间过长等原因，可造成胶囊充气后局部鼓包，这些会导致梁板厚度不均合顶板厚度不足等缺陷，会影响桥梁的寿命甚至车辆的行使安全。本工程采用定位钢筋的方法来固定充气胶囊，具体为首先在绑扎钢筋时根据设计空心第5页位置、尺寸预先绑扎圆形抗上浮钢筋，添加芯模定位钢筋并绑扎牢固，抗上浮钢筋直径为φ10，间距为50cm，其次在混凝土浇筑过程中在气囊顶均匀垫上五道条型钢板，将卡具压于条形钢板上并与侧模用螺栓锁牢。该方法不仅改善了顶板的厚度及均匀性，同时使也解决了腹板的厚度和均匀性的问题。⑵梁体砼的浇筑因设置芯模而要分两次连续浇筑。第一次先浇筑梁体底板，在梁体底板砼浇筑完成后立即进行芯模的放置。将气囊引进并置于预先浇筑好的底板上，用气泵进行充气，胶囊充气至90％时，再进行一次胶囊位置的调整，保证使芯模居中，使梁体两侧侧板厚度相等，然后将胶囊充气至要求气压，之后还要经常充气，使之在整个砼浇筑过程中保持稳定的气压。6结束语(1)采用充气橡胶芯模工艺，整个上海塘桥板梁预制施工进度大大加快，整个280片板梁在3个月内全部预制完工。(2)与一次性投入的木模比较，充气模可多次周转使用，且施工简便，节约大量工料费，经济效益明显。(3)通过严格的芯模施工工艺控制，预制空心板的质量问题得到了进一步的保证。目前280片板梁预制完成并已投入使用。并经过当地质检站专家检测，各项指标全部满足施工要求，为企业在当地赢得了良好的社会效益。参考文献：[1]交通部第一公路工程总公司，《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000；人民交通出版社，2000-11[2]刘文华,马全声,付臣余；先张法预应力空心板梁的预制；中国港湾建设;2000年04期起止页码:18-21+41[3]王昆,周瑞生；先张法预应力空心板梁预制技术；交通科技；2001年06期起止页码:14-15[4]张建东,周彬；制作空心板梁的气囊内模上浮控制及补救措施；湖南交通科技;2004年04期起止页码:72-73[5]张发松,弓晟；浅谈先张法预应力混凝土空心板梁预制质量监控要点；辽宁交通科技；2005年04期起止页码:47-48作者简介:姚永芳,1981年9月生；女；助理工程师；2003年7月太原理工大学无机非金属材料专业毕业；大学本科；通讯地址:湖北省襄樊市长虹北路3号中铁十一局建安公司,邮编:441057；联系电话：[phone]