鋼波紋板及PC耐力板組合拼裝技術(shù)在防風(fēng)雪災(zāi)害治理工程中的應(yīng)用分析

張小欣

摘要：文章介紹了目前國內(nèi)首例采用棚洞+鋼波紋板+PC耐力板組合工程進(jìn)行防風(fēng)雪災(zāi)害治理的嘗試，這是一種能抵抗十二級大風(fēng)，適用于風(fēng)壓、雪壓較大的高原盆地地域公路工程的施工方法，本文主要詳細(xì)介紹鋼波紋板及PC耐力板組合拼裝技術(shù)在棚洞工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：棚洞；鋼波紋板及PC耐力板組合拼裝；防風(fēng)雪災(zāi)害治理

1、前言

新疆塔城瑪依塔斯地區(qū)屬于新疆九大風(fēng)區(qū)之一，是新疆最為嚴(yán)重的風(fēng)吹雪影響區(qū)域，風(fēng)大、刮風(fēng)時間長是其顯著特點。每年8級大風(fēng)天氣可達(dá)180多天，最大風(fēng)速高達(dá)每秒41米，風(fēng)速之高，為世界所罕見。一到冬季，風(fēng)雪彌漫，能見度幾乎為零，公路路面最大風(fēng)積雪厚度超過3米，經(jīng)常造成道路交通封閉，交通中斷最長時間超過80天，給塔城地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展造成了極大的阻礙。

為徹底改變這一難題，我單位在瑪依塔斯風(fēng)雪災(zāi)害最為嚴(yán)重的公路路段建設(shè)了一座仿隧道式棚洞，基本風(fēng)壓1.2KN/m2，預(yù)計能抵抗十二級大風(fēng)，基本雪壓1.8 N/m2，抗震設(shè)防烈度為VII度。棚洞采用樁基礎(chǔ)，每36米采用雙柱設(shè)抗震縫分為標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段，主體采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，高8.4米，寬14.6米，整體形成棚洞框架結(jié)構(gòu)后，在棚洞頂部采用鍍鋁鋅鋼波紋板與PC耐力板交叉布設(shè)。同時采用防雪網(wǎng)與擋雪板對棚洞的進(jìn)、出口以及風(fēng)吹雪嚴(yán)重的部分路段進(jìn)行防護(hù)，可防止吹雪在棚洞洞口處和路面上堆積造成棚洞工程路段交通阻塞。其中棚洞頂部的鍍鋁鋅鋼波紋板及PC耐力板組合拼裝施工屬于新技術(shù)、新材料、新工藝應(yīng)用，也是本工程的施工難點。

2、鍍鋁鋅鋼波紋板及PC耐力板組合拼裝施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量定位→鋼波紋板及PC耐力板規(guī)格、長度及質(zhì)量檢查→板塊編號及試拼→移動腳手架搭設(shè)→鋼波紋板吊裝施工→PC耐力板連接施工→板拱腳混凝土二次澆筑

3、鋼波紋板及PC耐力板組合拼裝技術(shù)操作要點

3.1技術(shù)準(zhǔn)備及要求

（1）組織安裝人員對現(xiàn)場進(jìn)行踏勘、調(diào)查，了解現(xiàn)場的環(huán)境、地形、作業(yè)場地及通信的相關(guān)情況；

（2）熟悉相關(guān)的設(shè)計圖紙及吊裝施工的相關(guān)作業(yè)參數(shù)、質(zhì)量要求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

（3）核查鋼波紋板的規(guī)格、長度以及外觀質(zhì)量，框架梁頂面平整度、標(biāo)高、縱坡、預(yù)埋件的設(shè)置，確定鋼波紋板安裝中心線，對板塊編號并進(jìn)行預(yù)試拼。

3.2移動式腳手架搭設(shè)

3.2.1立桿

（1）移動式腳手架搭設(shè)雙排立桿，立桿橫向間距1.5米，長度12米，縱向?qū)挾?米。

（2）腳手架的下層立桿采用不同長度的鋼管參差布置，使立桿的鋼管對接接頭交錯布置，高度方向相互錯開500mm以上，且要求相鄰接頭不應(yīng)在同步同跨內(nèi)，以保證腳手架的整體性。

（3）每根立桿底部安裝可以360度旋轉(zhuǎn)的滾輪，滾輪上應(yīng)自帶鎖止裝置。

（4）立桿的垂直偏差控制在不大于架高的1/400。

3.2.2大橫桿、小橫桿

（1）大橫桿在腳手架高度方向的間距1.8m，每側(cè)外伸長度為20cm。最下層橫桿離地高度1m。立桿與上層大橫桿交點處設(shè)置小橫桿，兩端固定在立桿上，在小橫桿上鋪設(shè)腳手板，搭設(shè)操作平臺。

3.2.3剪刀撐

腳手架內(nèi)部設(shè)置剪刀撐，剪刀撐斜桿用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的立桿上，并采用不少于2個旋轉(zhuǎn)扣件固定，以形成空間結(jié)構(gòu)整體受力。

3.2.4腳手板的鋪設(shè)要求

（1）木腳手板采用厚5cm，寬20～30cm，長度不少于3.5m的硬木板，操作平臺腳手板應(yīng)滿鋪，在兩端20cm處用直徑4mm的鍍鋅鐵絲箍繞2～3圈固定，放置在四根橫向水平桿上。

（2）作業(yè)層端部腳手板探頭長度不超過20cm，板兩端均應(yīng)與小橫桿可靠固定。

3.2.5防護(hù)欄桿

（1）腳手架外側(cè)使用建設(shè)主管部門認(rèn)證的合格安全網(wǎng)封閉，且將安全網(wǎng)固定在腳手架內(nèi)橫桿上，安全網(wǎng)張掛應(yīng)嚴(yán)密、平整。

（2）腳手架內(nèi)側(cè)必須設(shè)1m高的防護(hù)欄桿以便安裝人員掛設(shè)安全繩。

3.3鋼波紋板吊裝

3.3.1吊裝作業(yè)的基本要求

項目位于風(fēng)區(qū)，為保證快速、安全、順利的完成吊裝作業(yè)，基本要求如下：

（1）由于鋼波紋板的外形尺寸大，安裝的精度要求高，因此要求在吊裝作業(yè)中，現(xiàn)場施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全規(guī)定，并聽從指揮員的作業(yè)指令。地面操作人員盡量避免在吊起的鋼波紋板正下方停留或通過，也不得在起重臂下停留或通過。

（2）在進(jìn)行吊裝作業(yè)時，每日要關(guān)心氣象預(yù)報，六級以上大風(fēng)天氣禁止吊裝作業(yè)。

（3）嚴(yán)禁起吊鋼波紋板時長時間懸掛在空中，作業(yè)中遇突發(fā)故障，應(yīng)采取措施將鋼波紋板下放在安全的地方。

（4）起吊時應(yīng)徐徐起落，避免過急過猛或突然急剎，回轉(zhuǎn)時緩慢回轉(zhuǎn)，避免吊物傷人。

3.3.2鋼波紋板的吊裝施工方法

吊點設(shè)置：每片鋼波紋板起吊均應(yīng)采用雙吊點，起吊至棚洞弧形梁頂部時由專人定位安放，待板片緊固螺栓安裝3個以上時方可取下吊點鋼絲繩。

3.3.3鋼波紋板的吊裝工藝操作步驟及方法

鋼波紋板吊放安裝采用一臺12T吊車，位于棚洞內(nèi)起吊鋼波紋板，吊臂伸長旋轉(zhuǎn)后使板面位于棚洞待安裝區(qū)正上方。

（1）吊車就位

就位后的吊車應(yīng)全伸前、后、左、右支腿，支腿支撐地面間均應(yīng)鋪墊1.5m長的短道木，以增大支腿的支撐面，均勻分散支腿承受的起吊荷載，確保吊裝穩(wěn)定安全。

（2）鋼波紋板吊裝

當(dāng)?shù)踯嚲臀煌戤吅?，在起重指揮員的指令下，吊車按設(shè)計安裝順序起吊每片鋼波紋板。在鋼波紋板下端拉設(shè)纜風(fēng)繩，防止吊起的鋼波紋板自由旋轉(zhuǎn)。

鋼波紋板縱向每米與框架中梁預(yù)埋鋼筋至少連結(jié)一處，橫向與弧形梁預(yù)埋鋼筋沿跨中對稱焊接固定5處，其余與框架梁相接部位采用φ18膨脹螺栓連接，每米至少連接一處，與框架梁形成整體結(jié)構(gòu)。

3.3.4鋼波紋板組拼

（1）板片排放從一側(cè)起逐片排放，以中心軸線中點為基準(zhǔn)，由下向上順次組裝，對正連接孔，螺栓由內(nèi)向外插入孔位，外側(cè)應(yīng)套上墊圈旋上螺母，用套筒扳手預(yù)緊螺母，連接時板片端部需對齊。

（2）頂部板片合攏時，應(yīng)測定截面尺寸，必要時應(yīng)調(diào)整預(yù)緊螺栓，確保截面尺寸符合設(shè)計要求，相鄰節(jié)段的環(huán)向搭接縫錯位布置。

（3）鋼波紋板組裝完成后，應(yīng)先檢查鋼波紋板板面的線形，再用定扭氣動扳手按預(yù)定扭矩緊固所有螺栓，保證波紋的重疊部分緊密嵌套在一起。定扭氣動扳手的控制扭矩應(yīng)符合如下規(guī)定。

鋼波紋板螺栓孔示意圖（單位為mm）

（5）板件組裝連接螺栓應(yīng)在結(jié)構(gòu)之內(nèi)，螺母應(yīng)在結(jié)構(gòu)之外，以確保棚洞內(nèi)美觀。

3.4 PC耐力板連接施工

棚洞頂PC耐力板采用1.1m*1.2m板面，與鋼波紋板交叉布置，PC耐力板四周采用鋼板包邊與鋼波紋板連接，安裝固定后采用四周涂抹密封膠以達(dá)到密封效果。

3.5板拱腳混凝土二次澆筑

每榀（36米一榀）鋼波紋板安裝完成后應(yīng)及時進(jìn)行板拱腳混凝土二次澆筑施工。

3.5.1施工順序及工藝流程

施工準(zhǔn)備→鋼筋加工安裝→模板安裝→混凝土拌制→混凝土澆筑、振搗→養(yǎng)生。

3.5.2鋼筋加工及安裝

拱腳現(xiàn)澆處鋼筋為澆筑框架圈梁時預(yù)埋。為確保鋼筋保護(hù)層的厚度，在鋼筋骨架四周采用與設(shè)計保護(hù)層厚度等厚的墊塊，均勻綁扎分布。

3.5.3模板安裝

1）模板安裝前，應(yīng)仔細(xì)檢查其表面是否干凈，涂抹的脫模劑是否均勻。

2）對安裝到位的模板固定應(yīng)牢靠，避免混凝土澆筑過程中模板移位。

3）模板安裝完成后，對其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點聯(lián)接及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查驗收。

3.5.4混凝土澆筑

混凝土采取拌和站強(qiáng)制拌和，混凝土罐車運(yùn)輸，采用吊車吊儲料斗進(jìn)行澆注。每次混凝土澆筑前由質(zhì)檢員檢查模板平面尺寸、接縫、鋼筋質(zhì)量等，檢驗合格后方可澆筑。

砼振搗采用30型插入式振搗棒，控制好振搗時間，不宜過長，不應(yīng)漏振，防止出現(xiàn)水紋和空洞，直至砼表面停止下沉，呈現(xiàn)平坦?fàn)睿怀霈F(xiàn)顯著氣泡，表明已經(jīng)振搗到位。

3.5.5混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑結(jié)束后，及時進(jìn)行收光，收光后立即覆蓋養(yǎng)生氈進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，防止混凝土因泌水過快而產(chǎn)生收縮裂縫。養(yǎng)護(hù)時應(yīng)始終保持混凝土面處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14天。

4、技術(shù)質(zhì)量要求

4.1尺寸允許偏差

4.2安裝質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)

5、結(jié)語

本項目棚洞頂板施工采用鍍鋁鋅鋼波紋板及PC耐力板組合拼裝技術(shù)，它在工程應(yīng)用上具有很多優(yōu)勢，如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，是鋼筋混凝土強(qiáng)度的1-3倍；抗凍性好，能有效抵抗風(fēng)壓和雪壓；使用壽命長，可達(dá)100年以上；重量輕、施工便捷，重量只有水泥制品的10%-20%；運(yùn)行維護(hù)成本低；可進(jìn)行工廠集中化生產(chǎn)，不受環(huán)境影響，有利于降低成本和質(zhì)量控制；現(xiàn)場安裝方便，無須使用大型設(shè)備；此技術(shù)的應(yīng)用將對今后在全國的廣泛推廣使用具有十分重要的參考價值。

參考文獻(xiàn)

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）

[2]《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（GB 51038-2015）

[3]《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ80-1991）

（作者單位：安徽省公路橋梁工程有限公司）