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近年來(lái),許多現(xiàn)有道路橋梁為滿足日益提升的交通需求,紛紛進(jìn)行拓寬改建。超高韌性混凝土作為一種新型混凝土,與標(biāo)準(zhǔn)混凝土相比,其韌性與強(qiáng)度更高,由于適用性較好,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于鋼路橋施工過(guò)程中,能夠有效避免橋面結(jié)構(gòu)疲勞開(kāi)裂等不良問(wèn)題的發(fā)生,本文以福州洪塘大橋拓寬改建工程為例,分析超韌性混凝土鋼路橋施工工藝,以供參考。
一、超高韌性混凝土相關(guān)概述
超高韌性混凝土簡(jiǎn)稱為STC,主要的組成成分包括:減水劑、普通混凝土組成材料、鋼纖維以及礦物摻和料等,以上材料按照一定比例混合后,經(jīng)水拌和,最后凝結(jié)硬化,通過(guò)一段時(shí)間養(yǎng)護(hù)后形成,其耐久性、韌性以及抗彎強(qiáng)度更高。具備較多特點(diǎn):第一,抗彎拉強(qiáng)度較高,可達(dá)到常規(guī)混凝土的7倍左右;第二,橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層也會(huì)在一定程度上起到受力作用,提升了結(jié)構(gòu)剛度,并且,減少了鋼結(jié)構(gòu)開(kāi)裂問(wèn)題的出現(xiàn);第三,STC通過(guò)高溫蒸汽的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好;第四,使用壽命長(zhǎng),同時(shí)在后期養(yǎng)護(hù)上不會(huì)產(chǎn)生較高的成本,根據(jù)設(shè)計(jì)年限將瀝青磨耗層換新即可;第五,由于這一混凝土的構(gòu)成成分均為細(xì)粒成分,因此其內(nèi)部密實(shí)度較高,降低了內(nèi)部缺陷問(wèn)題的出現(xiàn)。主要的工作原理為:STC自身具備較多優(yōu)勢(shì),實(shí)際應(yīng)用中充分利用STC的抗拉、耐久、抗裂等特點(diǎn),與橋梁鋼板經(jīng)剪力釘進(jìn)行固定,通過(guò)相應(yīng)措施,例如密集配筋等,起到提升橋面結(jié)構(gòu)性能。
二、工程概況
本工程為福州洪塘大橋拓寬改建工程,線路總長(zhǎng)2.2078km左右,東側(cè)橋頭洪塘立交處是工程的起點(diǎn)位置(K0+000),終點(diǎn)位置在洪塘大橋西橋頭附近,相接于國(guó)賓大道(K2+207.782),整條線路自東往西布設(shè),沿線主要控制點(diǎn)較多。橋梁通航等級(jí)為內(nèi)航IV級(jí)航道,抗震措施為8度,設(shè)計(jì)荷載為城-A級(jí);主線按雙向八車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)速度為60km/h,路基寬度為47.5m,匝道設(shè)計(jì)速度為30~35km/h,寬度為9.0m。
三、超韌性混凝土鋼路橋施工工藝
1.總體施工工藝及總體規(guī)劃總體施工工藝:本工程總體施工流程共分為六個(gè)步驟,步驟一,栓釘焊接;步驟二,鋼筋安裝;步驟三,STC攤鋪、澆筑;步驟四,STC濕養(yǎng);步驟五,STC層高溫蒸養(yǎng);步驟六,STC層糙化。施工總體規(guī)劃:實(shí)際施工環(huán)節(jié),為不影響公共交通,先進(jìn)行縱主梁兩側(cè)鋼箱梁施工,暫時(shí)不將原橋梁拆除,待接通兩側(cè)引橋后,在新建橋上通車,封閉原橋梁交通后予以拆除,隨后連接兩幅鋼箱梁的橫梁,從而構(gòu)成一個(gè)新的橋梁。實(shí)際施工過(guò)程中,主要從兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行主橋施工,環(huán)節(jié)一,進(jìn)行兩側(cè)新建橋梁的STC施工,利用濕拌機(jī)將STC干混料加水?dāng)嚢璩尚停S后利用翻斗車將其運(yùn)輸至橋下,通過(guò)混凝土泵車運(yùn)至攤鋪機(jī)中,開(kāi)展攤鋪工作。單側(cè)400米長(zhǎng)分兩次施工完成,利用S形鋼板接縫。環(huán)節(jié)二,將原有橋梁拆除,成功連接兩幅鋼箱梁的橫梁后,分兩次做好STC的澆筑工作,根據(jù)兩側(cè)橫坡方向分別進(jìn)行施工。隨后按照環(huán)節(jié)一的步驟再次進(jìn)行STC的攤鋪工作,還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行整平處理。2.具體施工方案(1)焊接栓釘?shù)谝?,清潔橋面,保證橋面上方干燥無(wú)雜質(zhì);第二,焊接前需要將焊釘上的雜質(zhì)清除干凈,還應(yīng)保證瓷環(huán)干燥不潮濕。第三,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,在橋面板上確定出栓釘位置,并做好標(biāo)記,兩側(cè)栓釘與焊縫中心相距7.5cm,并且栓釘間距偏差不可超過(guò)5mm。第四,若鋼主梁拼接焊縫與栓釘位置存在沖突,不可直接進(jìn)行焊接,需要使栓釘位置與焊縫邊緣相距3cm左右。第五,為保證焊接處鋼面板光滑無(wú)雜質(zhì),需要做好橋面板栓釘位置打磨工作。第六。焊接環(huán)節(jié),嚴(yán)格按照焊接要求進(jìn)行,控制好焊接質(zhì)量,不可出現(xiàn)熔透或焊接面不全等問(wèn)題。第七,焊接完成后,需要清除焊渣等雜物,同時(shí),利用重物橫向敲擊栓釘,若出現(xiàn)歪斜或脫落等不良情況,則需要重新焊接。(2)鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)環(huán)節(jié),需要確保鋼筋進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量,必須使用試驗(yàn)合格的鋼筋。為便于施工,將鋼筋事先放置于方木上,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求,將鋼筋切割成所需長(zhǎng)度,進(jìn)行搭接、布置,搭接長(zhǎng)度應(yīng)≥20cm。隨后,綁扎鋼筋,綁扎前需要深入了解施工圖紙,并對(duì)鋼筋網(wǎng)布置圖、所需鋼筋數(shù)量等進(jìn)行核對(duì)。實(shí)際鋪設(shè)環(huán)節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容如下:第一,STC層內(nèi)需要配置HRB400級(jí)帶肋鋼筋網(wǎng),所有鋼筋直徑均為10mm,最小凈保護(hù)層厚度為15mm。鋼筋布置數(shù)量以及間距受剪力釘縱橫向標(biāo)準(zhǔn)間距影響,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)督為100mm時(shí),布置數(shù)量為3根,間距為33.3mm,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)間距為150mm時(shí),布置數(shù)量為4根,間距為37.5mm。第二,在鋼橋面面板上放置墊款,用于放置鋼筋網(wǎng),無(wú)需綁扎。此外,為防止受壓時(shí)下陷,鋪設(shè)的鋼筋墊條可以盡量密集一些。第三,鋼筋綁扎時(shí),選擇左右扣綁扎或者成“八”字形綁扎,防止成“八”字形,扎絲末端應(yīng)朝向鋼面板。此外,需要注意搭接處的鋼筋長(zhǎng)度、面積以及位置等,均要符合搭接要求,以確保實(shí)際綁扎效果。
綁扎完畢后,需要進(jìn)行鋼筋網(wǎng)檢驗(yàn),找出不合格的位置,重新進(jìn)行綁扎,保證整體質(zhì)量。(3)STC澆筑施工第一,開(kāi)始澆筑前需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作,包括:調(diào)試機(jī)械設(shè)備、準(zhǔn)備原材料、橋面清洗、處理施工縫等等。第二,當(dāng)準(zhǔn)備工作完成后,進(jìn)行STC拌合,需要經(jīng)歷干拌與濕拌兩道工序,分別進(jìn)行闡述,首先,STC干拌。該工序是在干拌工廠進(jìn)行,根據(jù)設(shè)計(jì)配合比將相應(yīng)原材料混合在一起,通過(guò)電子稱量系統(tǒng)確定出STC核心料以及水泥、石英砂的具體重量,將稱量誤差控制在±2%。選擇專用干拌機(jī)攪拌十五分鐘,攪拌均勻后將其放入儲(chǔ)存桶中,運(yùn)輸及存放環(huán)節(jié)需要做好防塵及防潮工作,以免對(duì)其性能產(chǎn)生影響。其次,STC濕拌。濕拌環(huán)節(jié)需要配備專用的濕拌機(jī),選擇按桶計(jì)量的方式,將STC干混料倒入濕拌機(jī)中,按照相應(yīng)比例加水進(jìn)行攪拌,待STC流化后,再繼續(xù)攪拌兩分鐘,坍落度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)合格后,以備施工。第三,STC攤鋪整平。行車道各施工分段配備一臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè),在工作橋上完成后續(xù)工作。攤鋪工作進(jìn)行前,需要對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行細(xì)致檢查,確保各裝置均處于正常狀態(tài)下,并且確保料斗濕潤(rùn);通過(guò)坍落度、實(shí)際攤鋪厚度等,確定攤鋪速度,進(jìn)行連續(xù)性施工,以免出現(xiàn)初凝問(wèn)題;為保證攤鋪質(zhì)量,需要安排專業(yè)檢查攤鋪厚度,發(fā)現(xiàn)不合理及時(shí)做出調(diào)整;對(duì)于機(jī)械無(wú)法攤鋪的位置,可以進(jìn)行人工布料,攤鋪完畢做振搗密實(shí)處理,振搗應(yīng)達(dá)到較好的密實(shí)效果,不可出現(xiàn)拌合物離析情況。第四,人工抹面。實(shí)際澆筑環(huán)節(jié)會(huì)有局部表面存在缺陷這一問(wèn)題,因此,需要進(jìn)行人工抹面修復(fù),可在工作橋上完成這一工作。抹面完成后,STC表面應(yīng)光滑、無(wú)缺陷,成型后需要用鋁合金直尺檢測(cè)其表面平整度,找出不符合要求的位置及時(shí)處理。第五,保濕養(yǎng)護(hù)。攤鋪STC后需要對(duì)其進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù),具體養(yǎng)護(hù)流程為:高壓水槍水霧噴射→覆蓋節(jié)水保濕膜→澆水保濕。并且人工抹面后需要灑水并覆蓋保濕養(yǎng)生膜,該環(huán)節(jié)應(yīng)做好巡查,及時(shí)處理保濕膜缺水或者未能完全覆蓋等問(wèn)題。(4)STC層表面糙化該環(huán)節(jié)主要是利用旋轉(zhuǎn)的葉輪,按照相應(yīng)的速度將鋼丸拋出,使其撞擊被處理表面,從而起到增加粗糙度、去除相應(yīng)雜質(zhì)的作用。STC表面糙化的主要目的是確?;炷帘砻孑^好的抗滑性能,提升STC層與表面磨耗層的粘結(jié)效果。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,現(xiàn)階段,超韌性混凝土已逐漸被廣泛用于道路橋梁工程建設(shè)中,為取得較好的應(yīng)用效果,需要對(duì)其施工工藝做出重點(diǎn)研究,本文以福州洪塘大橋拓寬改建工程為例,對(duì)超韌性混凝土鋼路橋施工工藝做出細(xì)致分析,詳細(xì)闡述幾項(xiàng)重點(diǎn)施工內(nèi)容,在后期工作中,相關(guān)人員還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步探索,以確保超韌性混凝土價(jià)值的進(jìn)一步體現(xiàn),不斷促進(jìn)我國(guó)鋼路橋工程的良好發(fā)展。
作者:周宴平 單位:中交二航局第四工程有限公司