超高性能混凝土在橋梁工程預(yù)制防撞墻中的應(yīng)用

孫云飛

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120

作為一種具有高強(qiáng)度、低密度的新型混凝土材料，超高性能混凝土（ultra-high performance concrete，UHPC）有著良好的抗裂、抗折性能，已被廣泛應(yīng)用于橋面鋪裝、裝配式構(gòu)件預(yù)制等方面[1-4]，并取得了較為良好的應(yīng)用效果。

本文以上海市龍東大道（羅山路—G1503）改建工程Ⅱ標(biāo)項(xiàng)目為例，主要介紹了UHPC在P141—142跨鋼混凝土組合梁防撞墻中的應(yīng)用及防撞墻的施工工藝，并根據(jù)混凝土性能檢測(cè)與應(yīng)用跟蹤的方式，對(duì)防撞墻的施工質(zhì)量進(jìn)行了考察，為后續(xù)橋梁工程提供了借鑒。

1 工程概況

龍東大道是上海中心城“一橫三環(huán)＋十字九射”快速路系統(tǒng)的組成部分，東至G1503繞城高速，西至內(nèi)環(huán)高架路（浦東段），西接內(nèi)環(huán)張江立交，東接規(guī)劃機(jī)場(chǎng)快速路，全長(zhǎng)約13.85 km[5]。

龍東大道（羅山路—G1503）改建工程Ⅱ標(biāo)全長(zhǎng)6 225 m。P141—142跨的鋼混凝土組合梁，跨徑為45 m，防撞墻采用UHPC現(xiàn)場(chǎng)澆筑，UHPC采用粉料、纖維和水進(jìn)行配料，質(zhì)量配比為2 133∶161∶195。

2 設(shè)備與材料

2.1 生產(chǎn)施工設(shè)備布置

鑒于超高性能混凝土的施工特性，需要現(xiàn)場(chǎng)攪拌、現(xiàn)場(chǎng)澆筑，或者需要較短時(shí)間的運(yùn)輸距離，結(jié)合該項(xiàng)目情況，考慮采用攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攪拌和澆筑作業(yè)，或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，將攪拌機(jī)設(shè)置在運(yùn)輸車輛上，?？吭诓挥绊懍F(xiàn)場(chǎng)其他部位施工和交通通行且適合吊裝的橋上區(qū)域。

2.2 原材料管理

1）UHPC組成成分包括粉料（預(yù)拌干混粉料）、纖維（鋼纖維）和水。其中粉料、纖維為袋裝，包裝規(guī)格根據(jù)實(shí)際需要確定；攪拌用水為自來水，廢水不得使用。

2）粉料應(yīng)避免受潮、結(jié)塊及污染，儲(chǔ)存期不得超過3個(gè)月。

3）纖維注意防潮和防銹。

4）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，控制每次原材料發(fā)貨量，以滿足單次施工需求為宜，發(fā)貨時(shí)間宜控制在施工前2～3 d，避免在潮濕多雨環(huán)境下長(zhǎng)期存放原材料。原材料到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，在地面鋪設(shè)托盤，避免貨物直接與地面接觸，并且用防雨布將貨物整體蓋好，避免淋雨受潮。

5）粉料和鋼纖維按質(zhì)量進(jìn)行計(jì)量，水可以按質(zhì)量或體積進(jìn)行計(jì)量；原材料計(jì)量采用電子計(jì)量設(shè)備，并定期校驗(yàn)；粉料、水、纖維的計(jì)量允許偏差不大于1%，并每班檢查1次。

3 施工工藝

3.1 圖紙細(xì)化

P141—142跨防撞墻采用主體鋼梁上的鋼防撞墻同種結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)尺寸除掛檐位置縮短，其他尺寸均不變，主要原因?yàn)閽扉苓^長(zhǎng)，會(huì)觸碰到地面。防撞墻下部鋼筋由原來預(yù)埋豎向直條鋼筋改為預(yù)埋門式鋼筋，且防撞墻主體鋼筋整體一次性彎曲成形。

防撞墻的長(zhǎng)度分塊根據(jù)擋土墻的斷縫位置而定，防撞墻長(zhǎng)度與擋土墻長(zhǎng)度一樣，最長(zhǎng)長(zhǎng)度為10 m一段，斷縫寬為4 cm。

3.2 主要工序

1）鋼筋加工綁扎。防撞墻的鋼筋彎配采用MEP數(shù)控彎曲機(jī)彎制，彎制成形后在專用臺(tái)架上綁扎，胎架的鋼筋間距及長(zhǎng)短控制精度為2 mm，將個(gè)體鋼筋焊接成鋼筋骨架后整體起吊入模。焊接統(tǒng)一采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。防撞墻的鋼筋間距需要與下部結(jié)構(gòu)的鋼筋間距錯(cuò)開，否則架設(shè)時(shí)將無法安裝。

2）模板加工。為保證施工質(zhì)量，模板采用專業(yè)設(shè)計(jì)加工的鋼模板。

3）預(yù)埋件施工。在防撞墻預(yù)制構(gòu)件中，預(yù)埋件的埋放位置較為復(fù)雜，因防撞墻是倒過來預(yù)制的，所以在設(shè)計(jì)圖紙中的預(yù)埋件加工時(shí)，預(yù)埋鋼板頂部采用平頭設(shè)計(jì)，螺母統(tǒng)一預(yù)埋在墻體內(nèi)，保證外露面的平整，無凸起構(gòu)件。電箱位置的選定也需要在實(shí)際中調(diào)整，需在吊點(diǎn)范圍外放置電箱，以免在吊裝時(shí)電箱位置截面出現(xiàn)裂縫。防撞墻預(yù)埋件全部需要熱浸鋅處理后方可施工。

4）澆筑養(yǎng)護(hù)。防撞墻混凝土采用料斗澆筑，澆筑中采用小型插入式振搗棒振搗，澆筑后采用平板振搗器整體振搗。澆筑12 h后進(jìn)行拆模，夏季進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，冬季進(jìn)行覆蓋保溫。

5）運(yùn)輸?shù)跹b。利用預(yù)留的門式鋼筋以及聲屏障的預(yù)埋螺栓孔進(jìn)行四點(diǎn)騰空翻轉(zhuǎn)。施工時(shí)注意大小鉤的協(xié)調(diào)，上下需配合密切。

翻轉(zhuǎn)后在專用運(yùn)輸架上進(jìn)行安裝。安裝時(shí)采用傾斜式安裝工藝，重心偏車中心內(nèi)，防撞墻面緊貼支撐方木。安裝完1片后進(jìn)行臨時(shí)固定，安裝完2片后進(jìn)行整體加固。

整體加固時(shí)上部螺栓連接鋼絲繩，螺栓采用M27高強(qiáng)螺栓?？孜焕寐暺琳项A(yù)埋板的預(yù)埋螺栓孔位，螺栓之間用鋼絲繩纏筋固定。底部也采用鋼絲繩以及花籃螺栓旋緊固定。

現(xiàn)場(chǎng)安裝采用頂部支撐桿支撐調(diào)節(jié)，安裝時(shí)需保證路面凈寬、豎曲線的線形及斷縫寬度。

安裝完成后采用木模板封住底部濕接縫位置，再用PVC管接高進(jìn)行倒?jié){，漿料采用C100高強(qiáng)砂漿，壓漿順序需從低處向高處依次按節(jié)段進(jìn)行。

4 結(jié)語

UHPC作為一種具備超高耐久性與力學(xué)性能的新型水泥基復(fù)合材料，已廣泛應(yīng)用于橋梁工程中，特別是它在橋面鋪裝、裝配式構(gòu)件預(yù)制等方面的應(yīng)用，已成為近年來國內(nèi)外學(xué)者研究的焦點(diǎn)。

本文以上海龍東大道（羅山路—G1503）改建工程P141—142跨的鋼混凝土組合梁為案例，介紹了UHPC在鋼混凝土組合梁防撞墻中的應(yīng)用及防撞墻的施工工藝，相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)為后續(xù)類似工程項(xiàng)目提供了借鑒。同時(shí)，對(duì)UHPC力學(xué)性能及承載力分析等的研究，使UHPC能夠更好地用于工程項(xiàng)目施工，提高施工質(zhì)量，具有重大的意義和價(jià)值。