鋼混疊合梁預(yù)制矩形橋面板施工技術(shù)

曹 衛(wèi)

（湖南興旺建設(shè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 工程概況

某跨河大橋主橋?yàn)殇摴芑炷料禇U拱橋，鋼橫梁、鋼主縱梁和鋼小縱梁均為工字形截面鋼梁，橋面板為C55 鋼筋混凝土矩形板，四周有雙層鋼筋外露，便于相互搭接焊成整體。

2 工藝創(chuàng)新及操作要點(diǎn)

2.1 工藝創(chuàng)新

1.施工前運(yùn)用BIM（建筑信息模型）技術(shù)在電腦上進(jìn)行模擬，有效規(guī)避各種位置碰撞，為后期現(xiàn)場(chǎng)裝配的順利實(shí)施提供了良好的前提條件。

2.自創(chuàng)了一套鋼筋位置的設(shè)置公式，按此公式安裝鋼筋，能實(shí)現(xiàn)相鄰板塊不用對(duì)稱預(yù)制，無(wú)需按左右型號(hào)區(qū)分類(lèi)別，只需將同一種板塊調(diào)頭使用，便可實(shí)現(xiàn)相鄰板塊安裝時(shí)鋼筋能自動(dòng)讓位搭接，不會(huì)產(chǎn)生鋼筋位置沖突，也不用小心地進(jìn)行分類(lèi)堆放。

3.運(yùn)用厚鋼板做底模，平面高差和平整度都嚴(yán)格要求做到2mm，且不易受氣溫影響產(chǎn)生變形，大幅提升并保證了橋面板與鋼梁的契合度，現(xiàn)場(chǎng)疊合時(shí)濕接縫未發(fā)生板塊翹曲和漏漿現(xiàn)象。

4.自創(chuàng)分體式側(cè)模，采用倒插法安裝，改變了傳統(tǒng)的模板結(jié)構(gòu)，實(shí)施效果跨上新的臺(tái)階。

2.2 操作要點(diǎn)

1.運(yùn)用BIM 技術(shù)開(kāi)展模擬工作需在鋼梁制作和混凝土矩形橋面板正式施工以前進(jìn)行，并且要進(jìn)行全橋鋼混疊合梁的模擬，不能模擬其中一段。在模擬的過(guò)程中，能發(fā)現(xiàn)和避免各個(gè)構(gòu)件在橋面板伸出鋼筋的位置、橋面板裝配時(shí)鋼筋接頭的位置、鋼梁剪力釘?shù)奈恢萌咧g的位置沖突，對(duì)提高后期裝配工效非常有效。

2.實(shí)現(xiàn)板塊調(diào)頭鋼筋自動(dòng)讓位的關(guān)鍵是板塊兩側(cè)鋼筋的起訖位置的設(shè)置，兩者距離板塊邊緣的距離值之差=D+6mm，D 為鋼筋直徑。

3.底模鋼板厚度≤10mm，平面高差與平整度≤2mm，才能有效保證橋面板吊裝到鋼梁上不產(chǎn)生翹曲和漏漿。

4.分體式側(cè)模由倒插側(cè)模和鋼墊板上下兩部分組成，鋼墊板的厚度等于下層鋼筋保護(hù)層的厚度，四周突出邊線輪廓，且有足夠的外露長(zhǎng)度，便于提前拆除。

5.倒插側(cè)模有利于形成筆直的混凝土棱角邊線，使用法蘭連接，能有效保證直角的棱線完好無(wú)損，大幅提升≥14mm，鋼板按鋼筋間距向下開(kāi)槽口，槽口寬度比鋼筋直徑大3mm；倒插側(cè)模外部用竹膠板和方木堵漏。

3 主要施工工藝

3.1 鋼筋施工

1.鋼筋布置。鋼筋布置采用的公式：Ll=i+2A+m×a+j，L2=i+2B+nxb+j，其中，i 和j 分別為兩側(cè)鋼筋距板塊邊緣的距離，L1 為橋面板的長(zhǎng)度；L2 為橋面板的寬度；L0 和L3 為橋面板伸出鋼筋的長(zhǎng)度；m 為長(zhǎng)邊L1 的鋼筋的檔數(shù)；n 為短邊L2 的鋼筋的檔數(shù)；a 為長(zhǎng)邊L1 的鋼筋間距；b 為短邊L2 的鋼筋間距；A 為長(zhǎng)邊L1 的鋼筋調(diào)節(jié)間距；B 為短邊L2 的鋼筋調(diào)節(jié)間距。

鋼筋按此公式布置并在胎架上綁扎拼焊成而成，相鄰板塊只需將其中一塊調(diào)頭，便可實(shí)現(xiàn)鋼筋搭接時(shí)自動(dòng)讓位，而混凝土板塊不用錯(cuò)位，且搭接鋼筋不會(huì)產(chǎn)生干擾和碰撞的現(xiàn)象，大大提高了裝配效率；也不用對(duì)稱預(yù)制，更無(wú)需進(jìn)行分類(lèi)堆放，大幅降低了現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別的難度。

2.鋼筋施工要點(diǎn)。（1）鋼筋位置設(shè)定好以后，繪制鋼筋和胎架加工圖紙，在室內(nèi)采用數(shù)控彎曲機(jī)加工鋼筋半成品，用定位胎架進(jìn)行拼裝，邊緣頂緊胎架，使橋面板外露鋼筋線形筆直，施工偏差不超過(guò)2mm，檢驗(yàn)合格后才能整體起吊裝入模[1]。（2）采用兩臺(tái)數(shù)控彎曲機(jī)進(jìn)行鋼筋加工，與過(guò)去用一臺(tái)普通鋼筋彎曲機(jī)相比，省去了長(zhǎng)鋼筋的調(diào)頭工序，節(jié)省了操作工人體力的同時(shí)，還可以大大提高加工速度和加工精度。（3）鋼筋在綁扎前，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注各種預(yù)埋件的位置，防止發(fā)生錯(cuò)埋、漏埋造成返工。如預(yù)埋支撐梁鋼筋、護(hù)欄底座鋼筋、系桿支架等。（4）若鋼筋與預(yù)埋件相碰，不能擅自移動(dòng)鋼筋位置，經(jīng)設(shè)計(jì)人員及監(jiān)理工程師同意后，方可適當(dāng)挪動(dòng)鋼筋位置或適當(dāng)彎折[2]。（5）鋼筋施工過(guò)程中，務(wù)必要確保鋼筋凈保護(hù)層厚度不小于設(shè)計(jì)要求。（6）鋼筋綁扎時(shí)，扎絲的朝向應(yīng)背向模板一側(cè)，防止?jié)仓炷梁笤z露出混凝土面而成為銹蝕源。（7）筋骨架于胎架上綁扎成型后整體吊裝至預(yù)制臺(tái)座。胎架用型鋼制成，鋼筋拼焊時(shí)要頂緊兩側(cè)的型鋼，使橋面板外露鋼筋線形偏差≤2mm。（8）在鋼筋安裝時(shí)，應(yīng)注意預(yù)埋吊裝板的吊環(huán)，吊環(huán)采用25 圓鋼制作而成，不能用螺紋鋼。

3.2 模板施工

模板主要由底模和側(cè)模組成，底模與側(cè)面構(gòu)造如圖1 所示。

圖1 底模與側(cè)模構(gòu)造圖

1.底模施工。底模由混凝土底座和厚鋼板兩部分組成，先在預(yù)定位置安裝好底座模板、預(yù)埋角鋼和預(yù)埋錨筋，澆筑混凝土底座，再在混凝土底座上鋪設(shè)底模厚鋼板并焊接在預(yù)埋角鋼上，底模鋼板的厚度≥10mm，平整度和高差均要<2mm，底模鋼板的長(zhǎng)寬方向的尺寸比橋面板的長(zhǎng)寬方向的最大尺寸分別大400mm，以提高適用性，更有利于周轉(zhuǎn)。平整度和高差<2mm 是很難的指標(biāo)，施工時(shí)要小心謹(jǐn)慎才能達(dá)到，只有采用>10mm 的厚鋼板做底模，才能達(dá)到這個(gè)要求，更能有效避免橋面板預(yù)制時(shí)出現(xiàn)翹曲，有利于裝配時(shí)橋面板能與鋼梁密貼，防止?jié)仓窠涌p時(shí)產(chǎn)生漏漿[3]。

2.側(cè)模施工。（1）側(cè)模采用14mm 厚鋼板在專(zhuān)業(yè)廠家定制，側(cè)模由梳齒形鋼模板和墊板兩部分組成；側(cè)模的梳齒槽口根據(jù)鋼筋型號(hào)及位置設(shè)定，具有鋼筋精確定位功能。（2）脫模劑采用純凈機(jī)油，禁用廢機(jī)油。（3）底模清除干凈后，涂刷脫模劑，脫模劑涂刷需均勻，用土工布抹去多余的油層，再按橋面板平面尺寸按首尾相接法鋪上墊板；墊板采用厚鋼板制成，平鋪在底座鋼板之上；墊板厚度=鋼筋保護(hù)層厚度；墊板不能直接與底座鋼板焊接，需通過(guò)短鋼筋定位。（4）底模涂油及安裝墊板工作完成后，整體吊裝鋼筋骨架入模。（5）采用倒插法安裝側(cè)模板，側(cè)模之間通過(guò)法蘭連接。模板加固采用鋼筋支頂，外部采用木板封堵，防止槽口漏漿。（6）模板安裝完成后，需認(rèn)真檢查邊長(zhǎng)尺寸及對(duì)角線尺寸，報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后再澆筑混凝土；混凝土澆筑完畢需認(rèn)真收漿，把粘結(jié)在模板上的多余漿液鏟除，以保證橋面板能產(chǎn)生清晰的邊線；滿足要求后及時(shí)拆模，拆模利用龍門(mén)吊或千斤頂輔助進(jìn)行，不允許采用鋼筋或鋼管等撬、砸模板。

3.3 混凝土施工

1.預(yù)制橋面板采用C55 高性能混凝土，具有高強(qiáng)、高耐久性、高穩(wěn)定性、高工作性、高體積穩(wěn)定性、低水膠比、微膨脹等特點(diǎn)，因此，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)滿足高性能混凝土的技術(shù)指標(biāo)外，原材料盡量選用低水化熱膠凝材料、選擇合適的骨料級(jí)配，摻加足夠數(shù)量的摻合料（礦物細(xì)摻料，如硅灰、粉煤灰、礦粉）和高效外加劑，以降低混凝土的水化熱峰值，減小裂紋的產(chǎn)生；同時(shí)為保證混凝土配比合理性，在正式施工前需反復(fù)對(duì)配合比進(jìn)行優(yōu)化，確保橋面板混凝土質(zhì)量[4]。

2.澆筑后收漿拉毛、壓印板塊編號(hào)，用土工布覆蓋、采用搖擺式花灑進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d；冬季采用蒸汽發(fā)生器進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)[5]。

3.拆模后立即用電錘進(jìn)行鑿毛，鑿毛范圍為外露連接鋼筋保護(hù)層圍成的面積，鑿至露石子。

3.4 橋面板的吊裝與存放

1.橋面板的起重吊點(diǎn)采用25 圓鋼做成U 型吊環(huán)焊接在預(yù)制板的主筋上，每塊板設(shè)置4 個(gè)吊點(diǎn)。

2.橋面板起吊前需清除周邊雜物，防止吊裝過(guò)程中被磕碰破壞。

3.采用預(yù)制場(chǎng)龍門(mén)吊起重，起吊前應(yīng)核定龍門(mén)吊起重計(jì)的誤差情況并修正，起重時(shí)記錄每塊預(yù)制橋面板的重量、型號(hào)、制作日期等，并做好施工信息標(biāo)識(shí)牌掛于板上，以防各種類(lèi)型的塊板在吊裝時(shí)混淆。

4.起吊前先在橋面板單邊的2 個(gè)吊點(diǎn)上安裝吊具，均衡受力后吊起一邊使板塊與底模微微脫空，空氣進(jìn)入平穩(wěn)后用木楔楔緊脫空部位，待安裝完另外2 個(gè)吊點(diǎn)的吊具后，再平行起吊，在專(zhuān)人的指揮下，平穩(wěn)吊運(yùn)到指定地點(diǎn)進(jìn)行裝車(chē)運(yùn)輸與存放。這種先脫空再起吊的施工方法，一方面有利于減小起重時(shí)底模的吸附力，避免底模因負(fù)壓而損壞；另一方面能減輕龍門(mén)吊的起重負(fù)荷，更有利于施工安全。

5.混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值85%時(shí)方可起吊，轉(zhuǎn)運(yùn)到室外進(jìn)行集中養(yǎng)護(hù)與存放。起吊裝車(chē)不能超過(guò)3 層，室外存放不能超過(guò)6 層。

6.橋面板存放時(shí)采用砼試塊做支墩，每塊板下安放四個(gè)支墩，每個(gè)支墩上用白色土工布隔開(kāi)，防止在上層的板底產(chǎn)生印跡。支墩與橋面板結(jié)構(gòu)必須密貼，不能有三點(diǎn)受力的脫空現(xiàn)象。

7.預(yù)制橋面板需在預(yù)制場(chǎng)外存放6M 方可在主橋上安裝使用，故外露鋼筋及預(yù)埋件需采用涂刷水泥漿的方法做防銹處理。

4 質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定

公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范第18.3 節(jié)對(duì)混凝土橋面板有著明確的條文要求，在施工中除了執(zhí)行規(guī)范的要求以外，項(xiàng)目部還補(bǔ)充制定了表1 所示的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；具體在進(jìn)行考核評(píng)定時(shí)，按評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并規(guī)定總重量超3%或評(píng)分低于70 分的板塊均作報(bào)廢處理，90分以上才能評(píng)優(yōu)。

表1 預(yù)制橋面板外觀評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

5 結(jié)語(yǔ)

1.BIM 技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)在電腦上的實(shí)景模擬，大幅降低了實(shí)體安裝時(shí)在鋼混疊合部位的各種碰撞現(xiàn)象，裝配速度得到有效保障，工作效率得到大幅提高。

2.按調(diào)頭讓位法布置鋼筋，實(shí)現(xiàn)了橋面板安裝時(shí)僅需將板塊進(jìn)行調(diào)頭便可自動(dòng)讓出鋼筋接頭位置，避免了接頭鋼筋碰撞，也不用刻意對(duì)稱預(yù)制，免去了分類(lèi)堆放與編號(hào)辨識(shí)的麻煩。

3.厚鋼板做底模不易變形，是滿足高差與平整度提升的關(guān)鍵。

4.傳統(tǒng)的側(cè)模都是采用梳齒口朝上的方式，吊裝鋼筋方便，但梳齒口漏漿的現(xiàn)象嚴(yán)重影響了橋面板的外觀形象，采用倒插側(cè)模的創(chuàng)新工藝后，漏漿得以消除、線形尺寸得到保障、邊角棱線得到保護(hù)，橋面板制造品質(zhì)邁上了新臺(tái)階。