新建铁路桥梁遮板预制技术
2010-05-04刘士诚韩志强贾彦奇杨道德朱浩波
杨 忠,刘士诚,韩志强,贾彦奇,杨道德,朱浩波
(1.中国水电集团,北京 100048;2.中国水电十四局有限公司,昆明 650041)
遮板是安装在桥梁两侧边缘的混凝土预制构件,作为桥梁栏杆或声屏障的载体,影响桥梁外观质量。某新建铁路桥梁遮板需要100多万块。过去遮板预制往往采取就地浇筑,模板要求不高,混凝土养护不到位,预制的遮板产品平整度差、色泽不一、缺角掉块颇多,严重影响桥梁整体质量。在新建铁路建设中,按照工厂化要求,沿线遮板预制施工必须进行规模化、标准化施工,严格控制遮板预制质量。中国水电集团开发了遮板预制成套技术,率先研制各种遮板施工的小型工装设备,建成了遮板预制场,取得了经济效益和社会效益。
1 遮板场工装设备
1.1 预制模板
遮板模板采用多块模板组合形式(图1),每套模板包括1块底板、3块侧板和1块盖板。模板的面板采用6 mm厚钢板制作,背部采用8#和5#槽钢作为支撑,保证了模板有足够的刚度。与以往遮板模板设计最大的不同之处是遮板连接加固使用了弹簧拉扣,能很好地保证模板性密封性并缓冲振动对模板缝造成漏浆。模板底板与支架焊接在一起,使模板组装时不直接接触地面,而且可以在蒸养间内叠放。
1.2 钢筋绑扎定位架
为严格控制遮板钢筋笼尺寸和绑扎质量,自行研究设计了方便操作的钢筋绑扎定位架。钢筋绑扎定位架用钢管焊接而成,并在钢管上面设置钢筋定位槽口,用于钢筋笼制作时钢筋和埋件的固定(图2)。
图1 模板组拼
图2 钢筋绑扎胎具
1.3 振动平台和布料机
为使遮板混凝土的振捣密实,设计制作了包括平台架、铰接支撑系统和附着振动器的振动平台(图3)。附着式振动器的功率可选2.2 kW,通过螺栓安置在平台架下。布料机是一个跨在振动平台上的可沿轨道行走的料仓,它可以均匀地将混凝土分布到每个遮板模具内。
1.4 蒸养房
为了加快遮板混凝土强度的上升并保证颜色一致,遮板场建设了蒸养房,采用水蒸汽对混凝土进行提强养护。并在蒸养房内安装测温元件对温度进行监控。
图3 振动平台
2 遮板场的规划
遮板场按作用划分为钢筋加工区、模具组装区、浇筑区、蒸养房、脱模区、存储区及办公区等七个主要功能区。在遮板场规划时要充分考虑叉车的运行路线,能节省叉车工作量和提高功效。
钢筋加工区:主要用于钢筋原材料堆放、钢筋弯截加工、钢筋笼的绑扎及存放,一般不小于500 m2。
模具组装区:模板清理干净后在此刷脱模剂,叉车将钢筋笼运来放进模板进行组装,组装后的模具短暂存放,等组装数量到一个批次数量后开始浇筑。
浇筑区:浇筑区设置振动平台和轨道式布料机,用于遮板的浇筑和振捣。
蒸养房:蒸养房用于遮板的蒸养。
脱模区:用于遮板模板的拆卸及打磨处理,并对实用过程中造成的遮板模板变形进行校正和检验。
存储区:用于经检验合格的预制遮板成品的存放和自然养护,遮板存储区面积要满足遮板最大存储要求。预制遮板的最大存储数量可根据预制和安装情况进行计算。
图4为遮板场规划图。
图4 遮板场规划图
3 遮板预制施工工艺
遮板预制流程如图5所示。
3.1 遮板钢筋加工和钢筋笼绑扎
进场钢筋原材料要先经初加工成各型号钢筋后堆存。钢筋笼绑扎使用钢筋绑扎定位架,正常情况下一人一天可以绑扎钢筋笼15个以上。钢筋笼要进行短期存放,质检员按批次对钢筋笼的外观尺寸进行抽检。误差要求为:钢筋笼长、宽、高误差范围 ±10 mm,埋件位置误差范围±5 mm。
3.2 模具的组装
钢筋笼经叉车运输,放置到刷过脱模剂的模板内组装。钢筋笼在组装时靠圆弧模板面一侧要绑上若干个保护层垫块,保证钢筋笼在浇筑后的保护层不变。
3.3 遮板浇筑
用叉车将组装完成的模具运输到振动平台上进行浇筑(图6)。每块遮板的浇筑需布料机分两次下料完成,第一次下料2/3,振动平台倾斜,只用振动平台振捣5~7 min;第二次下料1/3,振动平台自动放平,插入式振动器配合振捣5 min。图6为遮板场浇筑区设置的振动平台。遮板混凝土坍落度控制在110~150 mm,含气量 2% ~4%,扩展度≥350 mm,入模温度5℃~35℃。
图5 遮板预制流程
图6 遮板浇筑振捣平台
3.4 遮板蒸养
遮板在浇筑后放入蒸养房静停30 min后进行拉毛,然后关闭蒸养房开始蒸养。遮板蒸养需14 h,包括升温4 h,恒温6 h,降温4 h。恒温温度控制在50℃ ~55℃。注意控制遮板的内外温差不超过15℃,以免遮板出现表面裂缝。
3.5 脱模
待蒸养房内温度降到与外界温差<10℃时开启蒸养房,用叉车运出遮板到脱模区进行脱模。脱模时,先松开弹簧拉扣,拆除侧模和盖板,然后用叉车提起遮板。注意不要损害遮板的棱角。
3.6 遮板验收
遮板场设置专职质检员,遮板在脱模后进行初次验收,加盖批次号运至存储区进行自然养护。养护到14 d后,对同条件养护试块进行强度检测,强度达到95%以上为合格,对该批次遮板加盖合格章,准予出场。
4 应用效果分析
4.1 遮板集中预制的优势
遮板采用小作坊预制施工时,人员分工很不明确,熟练程度差,混凝土等材料浪费严重。遮板建场集中预制能进行统一管理,分工合作有利于提高工人的技术水平,便于执行统一的验收制度,使遮板质量得到保障(图7)。
图7 曲阜遮板场预制的遮板
4.2 模板设计提高工作效率
传统模板拼接往往采用螺栓连接。由于振动的影响,螺栓有可能松动或脱落,模板在使用一段时间后漏浆现象会非常严重。为改善模板的密封效果,遮板场模板采用了轻便的弹簧拉扣连接,有效地适应了振动平台的浇筑施工。每套模板的拆装时间较普通螺栓连接模板节约一半的时间。
4.3 振动平台和布料机的运用
遮板模具放置在振动平台上后,装载机为布料机加混凝土,布料机沿轨道为遮板布料,同时开启振动平台对混凝土进行振捣。比单纯使用插入式振动器浇筑遮板,浇筑速度加快一倍,新工艺既保证了混凝土的振捣质量,又提高了浇筑速度。
4.4 蒸养加快了模板周转率
自然养护遮板一般需要1~2 d,如果是冬季施工时间会更长,且质量无法保证。采用蒸养后遮板周转时间不受气温影响,平均循1 d为一个循环。
5 结语
将遮板预制的标准化施工理念运用到实际施工中,运用工厂流水化作业的管理方法组织生产,采用新的遮板预制工艺,不但提高了遮板预制速度,而且有效地改善了遮板的外观质量。
[1]吴信然,杨启兵.秦沈客运专线箱梁和轨道工程施工新技术[M].北京:中国铁道出版社,2003.
[2]张文建.桥梁景观设计在京津城际铁路中的应用[J].铁道建筑,2008(增):109-114.