钢波纹板及PC耐力板组合拼装技术在防风雪灾害治理工程中的应用分析

张小欣

摘要：文章介绍了目前国内首例采用棚洞+钢波纹板+PC耐力板组合工程进行防风雪灾害治理的尝试，这是一种能抵抗十二级大风，适用于风压、雪压较大的高原盆地地域公路工程的施工方法，本文主要详细介绍钢波纹板及PC耐力板组合拼装技术在棚洞工程中的应用。

关键词：棚洞；钢波纹板及PC耐力板组合拼装；防风雪灾害治理

1、前言

新疆塔城玛依塔斯地区属于新疆九大风区之一，是新疆最为严重的风吹雪影响区域，风大、刮风时间长是其显著特点。每年8级大风天气可达180多天，最大风速高达每秒41米，风速之高，为世界所罕见。一到冬季，风雪弥漫，能见度几乎为零，公路路面最大风积雪厚度超过3米，经常造成道路交通封閉，交通中断最长时间超过80天，给塔城地区经济社会发展造成了极大的阻碍。

为彻底改变这一难题，我单位在玛依塔斯风雪灾害最为严重的公路路段建设了一座仿隧道式棚洞，基本风压1.2KN/m2，预计能抵抗十二级大风，基本雪压1.8 N/m2，抗震设防烈度为VII度。棚洞采用桩基础，每36米采用双柱设抗震缝分为标准区段，主体采用钢筋混凝土框架结构，高8.4米，宽14.6米，整体形成棚洞框架结构后，在棚洞顶部采用镀铝锌钢波纹板与PC耐力板交叉布设。同时采用防雪网与挡雪板对棚洞的进、出口以及风吹雪严重的部分路段进行防护，可防止吹雪在棚洞洞口处和路面上堆积造成棚洞工程路段交通阻塞。其中棚洞顶部的镀铝锌钢波纹板及PC耐力板组合拼装施工属于新技术、新材料、新工艺应用，也是本工程的施工难点。

2、镀铝锌钢波纹板及PC耐力板组合拼装施工工艺流程

施工准备→测量定位→钢波纹板及PC耐力板规格、长度及质量检查→板块编号及试拼→移动脚手架搭设→钢波纹板吊装施工→PC耐力板连接施工→板拱脚混凝土二次浇筑

3、钢波纹板及PC耐力板组合拼装技术操作要点

3.1技术准备及要求

（1）组织安装人员对现场进行踏勘、调查，了解现场的环境、地形、作业场地及通信的相关情况；

（2）熟悉相关的设计图纸及吊装施工的相关作业参数、质量要求及技术标准；

（3）核查钢波纹板的规格、长度以及外观质量，框架梁顶面平整度、标高、纵坡、预埋件的设置，确定钢波纹板安装中心线，对板块编号并进行预试拼。

3.2移动式脚手架搭设

3.2.1立杆

（1）移动式脚手架搭设双排立杆，立杆横向间距1.5米，长度12米，纵向宽度3米。

（2）脚手架的下层立杆采用不同长度的钢管参差布置，使立杆的钢管对接接头交错布置，高度方向相互错开500mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体性。

（3）每根立杆底部安装可以360度旋转的滚轮，滚轮上应自带锁止装置。

（4）立杆的垂直偏差控制在不大于架高的1/400。

3.2.2大横杆、小横杆

（1）大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m，每侧外伸长度为20cm。最下层横杆离地高度1m。立杆与上层大横杆交点处设置小横杆，两端固定在立杆上，在小横杆上铺设脚手板，搭设操作平台。

3.2.3剪刀撑

脚手架内部设置剪刀撑，剪刀撑斜杆用旋转扣件固定在与之相交的立杆上，并采用不少于2个旋转扣件固定，以形成空间结构整体受力。

3.2.4脚手板的铺设要求

（1）木脚手板采用厚5cm，宽20～30cm，长度不少于3.5m的硬木板，操作平台脚手板应满铺，在两端20cm处用直径4mm的镀锌铁丝箍绕2～3圈固定，放置在四根横向水平杆上。

（2）作业层端部脚手板探头长度不超过20cm，板两端均应与小横杆可靠固定。

3.2.5防护栏杆

（1）脚手架外侧使用建设主管部门认证的合格安全网封闭，且将安全网固定在脚手架内横杆上，安全网张挂应严密、平整。

（2）脚手架内侧必须设1m高的防护栏杆以便安装人员挂设安全绳。

3.3钢波纹板吊装

3.3.1吊装作业的基本要求

项目位于风区，为保证快速、安全、顺利的完成吊装作业，基本要求如下：

（1）由于钢波纹板的外形尺寸大，安装的精度要求高，因此要求在吊装作业中，现场施工人员应严格遵守安全规定，并听从指挥员的作业指令。地面操作人员尽量避免在吊起的钢波纹板正下方停留或通过，也不得在起重臂下停留或通过。

（2）在进行吊装作业时，每日要关心气象预报，六级以上大风天气禁止吊装作业。

（3）严禁起吊钢波纹板时长时间悬挂在空中，作业中遇突发故障，应采取措施将钢波纹板下放在安全的地方。

（4）起吊时应徐徐起落，避免过急过猛或突然急刹，回转时缓慢回转，避免吊物伤人。

3.3.2钢波纹板的吊装施工方法

吊点设置：每片钢波纹板起吊均应采用双吊点，起吊至棚洞弧形梁顶部时由专人定位安放，待板片紧固螺栓安装3个以上时方可取下吊点钢丝绳。

3.3.3钢波纹板的吊装工艺操作步骤及方法

钢波纹板吊放安装采用一台12T吊车，位于棚洞内起吊钢波纹板，吊臂伸长旋转后使板面位于棚洞待安装区正上方。

（1）吊车就位

就位后的吊车应全伸前、后、左、右支腿，支腿支撑地面间均应铺垫1.5m长的短道木，以增大支腿的支撑面，均匀分散支腿承受的起吊荷载，确保吊装稳定安全。

（2）钢波纹板吊装

当吊车就位完毕后，在起重指挥员的指令下，吊车按设计安装顺序起吊每片钢波纹板。在钢波纹板下端拉设缆风绳，防止吊起的钢波纹板自由旋转。

钢波纹板纵向每米与框架中梁预埋钢筋至少连结一处，横向与弧形梁预埋钢筋沿跨中对称焊接固定5处，其余与框架梁相接部位采用φ18膨胀螺栓连接，每米至少连接一处，与框架梁形成整体结构。

3.3.4钢波纹板组拼

（1）板片排放从一侧起逐片排放，以中心轴线中点为基准，由下向上顺次组装，对正连接孔，螺栓由内向外插入孔位，外侧应套上垫圈旋上螺母，用套筒扳手预紧螺母，连接时板片端部需对齐。

（2）顶部板片合拢时，应测定截面尺寸，必要时应调整预紧螺栓，确保截面尺寸符合设计要求，相邻节段的环向搭接缝错位布置。

（3）钢波纹板组装完成后，应先检查钢波纹板板面的线形，再用定扭气动扳手按预定扭矩紧固所有螺栓，保证波纹的重叠部分紧密嵌套在一起。定扭气动扳手的控制扭矩应符合如下规定。

钢波纹板螺栓孔示意图（单位为mm）

（5）板件组装连接螺栓应在结构之内，螺母应在结构之外，以确保棚洞内美观。

3.4 PC耐力板连接施工

棚洞顶PC耐力板采用1.1m*1.2m板面，与钢波纹板交叉布置，PC耐力板四周采用钢板包边与钢波纹板连接，安装固定后采用四周涂抹密封胶以达到密封效果。

3.5板拱脚混凝土二次浇筑

每榀（36米一榀）钢波纹板安装完成后应及时进行板拱脚混凝土二次浇筑施工。

3.5.1施工顺序及工艺流程

施工准备→钢筋加工安装→模板安装→混凝土拌制→混凝土浇筑、振捣→养生。

3.5.2钢筋加工及安装

拱脚现浇处钢筋为浇筑框架圈梁时预埋。为确保钢筋保护层的厚度，在钢筋骨架四周采用与设计保护层厚度等厚的垫块，均匀绑扎分布。

3.5.3模板安装

1）模板安装前，应仔细检查其表面是否干净，涂抹的脱模剂是否均匀。

2）对安装到位的模板固定应牢靠，避免混凝土澆筑过程中模板移位。

3）模板安装完成后，对其平面位置、顶部标高、节点联接及纵横向稳定性进行检查验收。

3.5.4混凝土浇筑

混凝土采取拌和站强制拌和，混凝土罐车运输，采用吊车吊储料斗进行浇注。每次混凝土浇筑前由质检员检查模板平面尺寸、接缝、钢筋质量等，检验合格后方可浇筑。

砼振捣采用30型插入式振捣棒，控制好振捣时间，不宜过长，不应漏振，防止出现水纹和空洞，直至砼表面停止下沉，呈现平坦状，不出现显著气泡，表明已经振捣到位。

3.5.5混凝土养护

混凝土浇筑结束后，及时进行收光，收光后立即覆盖养生毡进行洒水养护，防止混凝土因泌水过快而产生收缩裂缝。养护时应始终保持混凝土面处于湿润状态，养护时间不少于14天。

4、技术质量要求

4.1尺寸允许偏差

4.2安装质量验收标准

5、结语

本项目棚洞顶板施工采用镀铝锌钢波纹板及PC耐力板组合拼装技术，它在工程应用上具有很多优势，如结构强度高，是钢筋混凝土强度的1-3倍；抗冻性好，能有效抵抗风压和雪压；使用寿命长，可达100年以上；重量轻、施工便捷，重量只有水泥制品的10%-20%；运行维护成本低；可进行工厂集中化生产，不受环境影响，有利于降低成本和质量控制；现场安装方便，无须使用大型设备；此技术的应用将对今后在全国的广泛推广使用具有十分重要的参考价值。

参考文献

[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）

[2]《公路桥涵设计通用规范》（GB 51038-2015）

[3]《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-1991）

（作者单位：安徽省公路桥梁工程有限公司）