聚苯乙烯泡沫材料在空心桥板施工中的应用

聚苯乙烯泡沫芯模选定

参考路桥施工经验,常用的预制空心板芯模为空气胶囊内胎模。空气胶囊内胎模可以重复使用,适用于规格相同、数量较大的预制板厂;价格偏高,预制板数量较少时不太经济;两套空气胶囊内胎模,只能进行单块空心板的预制,还需待强脱模后再施工两端堵头混凝土。工序增多进度较慢需专业人员操作如充气程度、上浮控制、脱模时间等要领不易掌握鉴于水电行业路桥施工相对较少缺乏熟练人员和施工经验。使用空气胶囊内胎模还存在很大风险不宜采用。圆孔空心板也有采用硬质管做芯模的较空气胶囊内胎模简便直观适用于数量较少的空心板预制可以一次采购同时进行多块预制节省工期不需拆模一次成型较为经济。

由于和田地区地处偏远,确定方案后的φ390硬质pvc管在新疆地区缺货,需要从上海订货生产后再由厂家发货;因数量较小厂家何时生产、何时到货存在极大不确定性;加上公路桥为和田至鸟鲁瓦提的交通要道和波波娜水电站施工期大件运输的**通道,它的早日通车意义重大。为此,根据当地彩钢板产业发达的线索,找到了生产彩钢板夹芯的厂家,选定了较为适合的替代材料聚苯乙烯泡沫。

2.2预制空心板施工过程控制

公路桥预制空心板整体尺寸和预留空心尺寸均较小,故采用了圆柱体聚苯乙烯泡沫芯模一次布设,预制板一次浇筑成型方式。即在预制板钢筋安装及外模加固完成后,暂不安装封端混凝土横向钢筋,先将用透明胶带对接至设计长度的碾根聚苯乙烯泡沫圆柱体芯模穿入板中,利用预制板设计钢筋和架立筋,准确安装芯模定位钢筋并加固牢靠,*后再完成封端混凝土钢筋安装和堵头模板加固。浇筑过程应重点注意避免一次下料过多出现漏振或过振,因漏振会影响混凝土密实,过振则会导致芯模上浮或偏移。芯模固定形式如图1所示。

由于封端混凝土与板身混凝土一次浇筑成型,所以芯模无需拆除，相比pvc管芯模还有节省封端混凝土内模、不必担心芯模在振捣时破裂的优点。考虑到不拆除的芯模重量过大可能改变桥板设计荷载,选用了10kg每立方米的聚苯乙烯泡沫,计算增加芯模后的单块空心板重量增加15kg,仅为设计空心板自重的1/1000,均布后对桥板受力的影响可以忽略。

2.3预制空心板芯模经济性比较

仅比较直接成本,14块空心板配3套空气胶囊内胎模(含备用1套)约需12000元,而公路桥二预制空心板全部采用聚苯乙烯泡沫的材料费。包括机具改造加工费约为8000元,节省成本4000多元。

3聚苯乙烯泡沫替代预应力空心桥板芯模

交通桥是波波娜水电站进厂公路桥,位于发电厂房尾水渠桩号尾0+137.100m处,是波波娜水电站进入发电厂房韵**通道,也是波波娜水电站防洪度汛的重点部位。交通桥荷载等级为公路Ⅱ级,基本烈度Ⅶ度,桥长30m,桥面为20m单跨预应力混凝土斜空心板,斜度30度。

3.1聚苯乙烯泡沫芯模的选定

交通桥现浇空心板空心尺寸为74cm*69cm,属倒角的四棱柱体,较公路桥预制空心板的空心尺寸更宽更高,芯模面板制作相对简单。一般情况下可以进人操作的此类空心板宜采用定型模板,在空心板数量较大的情况下,优势比较明显;若工期宽松,也可采用几套定型模板,成本也不会很高。但本工程交通桥仅有6块桥板,全部采用定型模板价格不菲,若采用单套芯模,则循环使用的工期较长。综合比较,还是采用聚苯乙烯泡沫芯模更为经济既可节省材料,也能保证工期。

3.2聚苯乙烯泡沫芯模施工过程控制

采用聚苯乙烯泡沫定型芯模后,芯模底部混凝土如何保证振捣密实,如何确保底部现浇混凝土质量是必须要解决的技术难题。实际施工中,采用先浇底板、再放芯模边浇筑、边填充的分段施工方式。使这一问题得到了很好的解决。

先将全长19.16m聚苯乙烯泡沫定型一套芯模加工为13块,其中1.5m长12块,1.16m长1块,前后两端芯模加工成与空心板同角度的斜柱体。在钢筋和外部模板制安完成后,芯模暂不就位,并在空心板*后浇筑的一端预留出2.0m长范围的顶板钢筋,包括芯模定位钢筋暂不绑扎。浇筑时从已绑扎好顶板钢筋的一端开始,先浇筑**段的底板混凝土,振捣密实且保证混凝土面达到设计厚度,人工去除超出设计标高较多的混凝土。振捣人员退出后,从预留位置置人第1块芯模,由人工沿定位钢筋平移至设计位置,待芯模准确定位后,再开始下料浇筑该部位的侧墙、顶板及下一段的底板混凝土。待第2段底板混凝土达标后将第2块芯模推入顶紧第1块芯模依次循环浇筑。当浇筑至*后一段时,将预留段芯模底部混凝土振捣密实后再装入芯模,并加固牢靠,*后绑扎顶板钢筋,完成剩余空心板混凝土的浇筑。

为控制混凝土入仓速度和铺料厚度,确保芯模底部混凝土质量,满足边铺料、边振捣的要求。具体采取了如下措施采用人工手推车送料,铁锹辅助下料、人工铁耙铺料方式严格控制下料厚度不超过20cm,一次铺料长度不超过50cm;要求质检人员专人专责盯仓,振捣人员必须进入空心板内部振捣,按照顺桥板长度方向平放φ50软轴振捣棒,依次顺序振捣,杜绝漏振;在第2层混凝土浇筑时,注意两侧同步均匀下料,严格掌握振捣时间,严禁振捣棒拉料和过振,避免出现芯模偏移和上浮。对于聚苯乙烯泡沫芯模在板内平移时破损剥落的掉渣,通过在后浇端端模底部预留清理孔及时用风管吹除。

现浇空心桥板聚苯乙烯泡沫芯模定位及浇筑分层如图2所示。

3.3现浇预应力空心板芯模经济性比较

交通桥现浇空心板全部采用聚苯乙烯泡沫的材料费,以及增加的定位钢筋和加工费约为15000元,采用1cm厚度木质板材的材料费,尚不包括用于围檩的方木为22000多元。比较芯模加固、拆除等的费用和对工期的影响聚苯乙烯泡沫优势仍十分明显。

4结语

聚苯乙烯泡沫芯模相比传统的空气胶囊内胎模、定型模板、钢木组合模板有着重量轻、易于采购、便于加工、成本低、操作简单、减少工序等的显著优势,特别适用于数量较少的空心板公路桥施工。

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我公司研发的桥梁用聚苯乙烯泡沫芯模板解决了桥梁梁板预制中充气胶囊上浮和顶板厚度不足的技术难题，桥梁空心板使用了聚苯乙烯泡沫代替充气胶囊，保证了内模定位准确和结构物设计尺寸完整。得到了相关专家和客户的肯定和好评。

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