預(yù)制裝配式清水混凝土站臺柱雨棚研究

王欣

（中國鐵路設(shè)計集團有限公司，天津300142）

1 研究背景

近年來，隨著高鐵建設(shè)不斷推進，各種高鐵技術(shù)和裝備也在快速發(fā)展，其中鐵路站臺柱雨棚作為必不可少的客運設(shè)施，從最早的鋼筋混凝土雨棚到鋼結(jié)構(gòu)雨棚再到疊合板雨棚，雨棚的建造技術(shù)一直緊隨著工程技術(shù)的發(fā)展變革，圍繞著造價、工期、建筑效果這幾個要素不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新。

裝配式建筑作為近年來國家大力發(fā)展的新型建筑技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，工廠化生產(chǎn)的建筑構(gòu)件不但質(zhì)量更優(yōu)異、更穩(wěn)定，同時還能節(jié)約建筑材料，避免浪費，而模塊化的安裝更容易被熟練掌握，能夠大大加快現(xiàn)場施工速度，裝配式建筑正越來越受到工程建設(shè)者的青睞。

清水混凝土利用混凝土成形后的自然質(zhì)感作為裝飾效果，不僅對混凝土構(gòu)件的外觀質(zhì)量要求很高，對同一工點不同批次的構(gòu)件的色差也有嚴格要求，要從模板、澆筑、養(yǎng)護等多個方面嚴格控制才能保證清水混凝土的建筑效果，往往導(dǎo)致成本大大增加，而裝配式建筑構(gòu)件均采用工廠預(yù)制能很好地解決這一問題。

2 整體方案

站臺柱雨棚縱向總長度一般均為450m，寬度為8m、9m、12m 等，與站臺寬度基本一致。由于縱向長度較長，往往分割成縱向長度20～40m 的結(jié)構(gòu)單元以變形縫聯(lián)結(jié)，寬度較小時為單柱列雨棚，寬度達12m 時采用雙柱列雨棚，柱距均為9m。

站臺柱雨棚一般采用框架結(jié)構(gòu)體系，本文研究的預(yù)制裝配式混凝土雨棚即采用這種結(jié)構(gòu)體系，框架柱采用預(yù)制混凝柱，框架梁、次梁采用疊合梁，屋面板采用桁架鋼筋混凝土疊合板，檐口等構(gòu)件可采用預(yù)制混凝土板。為提高雨棚板的飾面效果，疊合板可采用單向板，一方面可減少板底現(xiàn)澆帶，避免后澆混凝土與預(yù)制構(gòu)件的表面差異對裝飾效果的不利影響，另一方面單向板之間的接縫處理得當，規(guī)則的接縫可形成類似蟬縫的飾面效果（見圖1）。

圖1 單向疊合板模板示意圖

本方案裝配率較高，大部分構(gòu)件采用預(yù)制構(gòu)件，可以充分利用預(yù)制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)的優(yōu)勢，保證清水混凝土飾面效果。主要的現(xiàn)場澆筑為疊合梁、板的后澆部分，該部分基本不影響整體飾面效果，但仍有部分必須現(xiàn)場制作節(jié)點或接縫，如上下柱之間的連接節(jié)點、梁與柱連接節(jié)點、主次梁之間連接節(jié)點。這些現(xiàn)場澆筑部分必須嚴格控制各工序的質(zhì)量，避免影響整體飾面效果。

3 預(yù)制構(gòu)件的制作

各種預(yù)制構(gòu)件的制作可以利用鐵路建設(shè)配套的預(yù)制梁場進行，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)也可從當?shù)仡A(yù)制件廠采購，無論采用哪種方式，都必須滿足清水混凝土對構(gòu)件制作的嚴格要求，大致分為模板工程、鋼筋工程、混凝土工程3 部分。

1）清水混凝土模板可采用金屬框木模板、塑料模板、金屬模板等，同時搭配裝卸方便、三維受力較好的模板夾具，考慮到預(yù)制化生產(chǎn)模板重復(fù)利用率較高，可采用全鋼模板并進行針對性的模板設(shè)計和制作。模板安裝過程前需要檢查模板清潔度，核對明縫、蟬縫、裝飾圖案位置、控制線等，檢查連接是否牢靠，并均勻涂刷脫模劑[1]。板拆除時應(yīng)注意對構(gòu)件的保護，并及時清理和修復(fù)模板。

2）鋼筋應(yīng)清潔、無明顯銹蝕和污染，鋼筋的切割、焊接、成型均在鋼筋車間內(nèi)完成，確保鋼筋尺寸準確，采用專門的成型架嚴格控制位置。

3）由于清水混凝土自身具有的性能特點和施工工藝的特殊性，其在原料選擇上比普通混凝土的要求更高，具體有：水泥宜采用硅酸鹽水泥，并要求供應(yīng)商提供固定等級、批號產(chǎn)品；細集料宜采用Ⅱ區(qū)中砂，要求產(chǎn)地、細度模數(shù)、顏色等均一穩(wěn)定；粗集料應(yīng)選用質(zhì)量好、強度高、形狀呈立方形、色澤差異小，且最大粒徑≤31.5mm 連續(xù)級配的碎石，同時含泥量等參數(shù)均應(yīng)符合國家標準，配制清水混凝土?xí)r，應(yīng)采用礦物摻合料?；炷僚浜媳仍O(shè)計應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求進行試配以確定混凝土表面顏色，應(yīng)根據(jù)原材料試驗結(jié)果以確定外加劑型號和用量，應(yīng)考慮工程所處環(huán)境，根據(jù)抗碳化、抗凍害、抗鹽害和抑制堿-骨料反應(yīng)等容易影響混凝土耐久性的因素進行配合比設(shè)計[2]。構(gòu)件澆筑時，分層厚度以≤500mm為宜，分層澆筑的間隔時間應(yīng)根據(jù)實際情況進行嚴格控制。

在混凝土構(gòu)件表面應(yīng)涂刷透明保護涂料以增加清水混凝土耐久性，采用的涂料應(yīng)與混凝土表面有很好的黏結(jié)性，在露天環(huán)境下有很好的抗老化性。預(yù)制構(gòu)件可在工廠內(nèi)涂刷，安裝施工完成后還需要對現(xiàn)場澆筑的部分進行補刷，涂刷應(yīng)注意均勻、平整光滑，無流墜、刷痕。

在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸、存放等環(huán)節(jié)，應(yīng)注意預(yù)制構(gòu)件的成品保護，外露的鋼筋、預(yù)埋件、連接件應(yīng)采取相應(yīng)的保護措施，每種預(yù)制構(gòu)件均應(yīng)編制相應(yīng)的保護方案。

4 預(yù)制構(gòu)件的安裝

在安裝施工前，應(yīng)按照施工方案對預(yù)制構(gòu)件進行編號，吊裝時嚴格按編號順序起吊。關(guān)于吊具和起重設(shè)備，應(yīng)根據(jù)預(yù)制構(gòu)件形狀、尺寸及質(zhì)量和作業(yè)半徑等要求進行選擇。預(yù)制構(gòu)件吊裝就位并校準定位后，應(yīng)及時設(shè)置臨時支撐或采取臨時固定措施[3]。

1）預(yù)制柱安裝應(yīng)按照如下吊裝工藝流程：基層處理→測量→預(yù)制柱起吊→下層豎向鋼筋對孔→預(yù)制柱就位→安裝臨時支撐→預(yù)制柱位置、標高調(diào)整→臨時支撐固定→摘鉤→堵縫、灌漿。就位前應(yīng)預(yù)先設(shè)置柱底抄平墊塊，控制柱安裝標高，預(yù)制柱安裝就位后應(yīng)在2 個方向設(shè)置可調(diào)斜撐作臨時固定，并應(yīng)進行標高、垂直度、扭轉(zhuǎn)調(diào)整和控制，采用灌漿套筒連接的預(yù)制柱調(diào)整就位后，柱腳連接部位應(yīng)采用相關(guān)措施進行封堵。

2）疊合梁安裝應(yīng)按照如下吊裝工藝流程：測量放線→支撐架體搭設(shè)→支撐架體調(diào)節(jié)→預(yù)制梁或疊合梁起吊→預(yù)制梁或疊合梁落位→位置、標高確認→摘鉤。安裝前，應(yīng)測量并修正柱頂和臨時支撐標高，確保與梁底標高一致，柱上彈出梁邊控制線；根據(jù)控制線對梁端、兩側(cè)、梁軸線進行精密調(diào)整，誤差控制在2mm 以內(nèi)，同時復(fù)核柱鋼筋與梁鋼筋位置、尺寸，對梁鋼筋與柱鋼筋位置有沖突的，應(yīng)按經(jīng)設(shè)計單位確認的技術(shù)方案調(diào)整。安裝時，梁伸入支座的長度與擱置長度應(yīng)符合設(shè)計要求。安裝就位后應(yīng)對安裝位置、標高進行檢查，臨時支撐應(yīng)在后澆混凝土強度達到設(shè)計要求后方可拆除。

3）疊合板安裝應(yīng)按照如下吊裝工藝流程：測量放線→支撐架體搭設(shè)→支撐架體調(diào)節(jié)→疊合板起吊→疊合板落位→位置、標高確認→摘鉤。安裝預(yù)制疊合板前應(yīng)檢查支座頂面標高及支撐面的平整度，并檢查結(jié)合面粗糙度是否符合設(shè)計要求，預(yù)制疊合板之間的接縫寬度應(yīng)滿足設(shè)計要求。吊裝就位后，應(yīng)對板底接縫高差進行校核；臨時支撐應(yīng)在后澆混凝土強度達到設(shè)計要求后方可拆除。

5 結(jié)語

本文以利用預(yù)制裝配式建筑技術(shù)優(yōu)勢作為出發(fā)點，將預(yù)制裝配式建筑技術(shù)和清水混凝土技術(shù)進行了有機的結(jié)合，并就建設(shè)過程各主要環(huán)節(jié)進行了研究，對如何將兩者應(yīng)用在鐵路站臺柱雨棚的建設(shè)中，形成了一個完善的方案。隨著在工程實踐中不斷探索和完善，未來可以進一步發(fā)掘新的建設(shè)用途，拓展2 種技術(shù)的應(yīng)用范圍。