超高性能混凝土在桥梁工程预制防撞墙中的应用

孙云飞

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

作为一种具有高强度、低密度的新型混凝土材料，超高性能混凝土（ultra-high performance concrete，UHPC）有着良好的抗裂、抗折性能，已被广泛应用于桥面铺装、装配式构件预制等方面[1-4]，并取得了较为良好的应用效果。

本文以上海市龙东大道（罗山路—G1503）改建工程Ⅱ标项目为例，主要介绍了UHPC在P141—142跨钢混凝土组合梁防撞墙中的应用及防撞墙的施工工艺，并根据混凝土性能检测与应用跟踪的方式，对防撞墙的施工质量进行了考察，为后续桥梁工程提供了借鉴。

1 工程概况

龙东大道是上海中心城“一横三环＋十字九射”快速路系统的组成部分，东至G1503绕城高速，西至内环高架路（浦东段），西接内环张江立交，东接规划机场快速路，全长约13.85 km[5]。

龙东大道（罗山路—G1503）改建工程Ⅱ标全长6 225 m。P141—142跨的钢混凝土组合梁，跨径为45 m，防撞墙采用UHPC现场浇筑，UHPC采用粉料、纤维和水进行配料，质量配比为2 133∶161∶195。

2 设备与材料

2.1 生产施工设备布置

鉴于超高性能混凝土的施工特性，需要现场搅拌、现场浇筑，或者需要较短时间的运输距离，结合该项目情况，考虑采用搅拌机进行现场搅拌和浇筑作业，或根据现场施工情况，将搅拌机设置在运输车辆上，停靠在不影响现场其他部位施工和交通通行且适合吊装的桥上区域。

2.2 原材料管理

1）UHPC组成成分包括粉料（预拌干混粉料）、纤维（钢纤维）和水。其中粉料、纤维为袋装，包装规格根据实际需要确定；搅拌用水为自来水，废水不得使用。

2）粉料应避免受潮、结块及污染，储存期不得超过3个月。

3）纤维注意防潮和防锈。

4）根据现场施工进度，控制每次原材料发货量，以满足单次施工需求为宜，发货时间宜控制在施工前2～3 d，避免在潮湿多雨环境下长期存放原材料。原材料到达现场后，在地面铺设托盘，避免货物直接与地面接触，并且用防雨布将货物整体盖好，避免淋雨受潮。

5）粉料和钢纤维按质量进行计量，水可以按质量或体积进行计量；原材料计量采用电子计量设备，并定期校验；粉料、水、纤维的计量允许偏差不大于1%，并每班检查1次。

3 施工工艺

3.1 图纸细化

P141—142跨防撞墙采用主体钢梁上的钢防撞墙同种结构形式，结构尺寸除挂檐位置缩短，其他尺寸均不变，主要原因为挂檐过长，会触碰到地面。防撞墙下部钢筋由原来预埋竖向直条钢筋改为预埋门式钢筋，且防撞墙主体钢筋整体一次性弯曲成形。

防撞墙的长度分块根据挡土墙的断缝位置而定，防撞墙长度与挡土墙长度一样，最长长度为10 m一段，断缝宽为4 cm。

3.2 主要工序

1）钢筋加工绑扎。防撞墙的钢筋弯配采用MEP数控弯曲机弯制，弯制成形后在专用台架上绑扎，胎架的钢筋间距及长短控制精度为2 mm，将个体钢筋焊接成钢筋骨架后整体起吊入模。焊接统一采用二氧化碳气体保护焊。防撞墙的钢筋间距需要与下部结构的钢筋间距错开，否则架设时将无法安装。

2）模板加工。为保证施工质量，模板采用专业设计加工的钢模板。

3）预埋件施工。在防撞墙预制构件中，预埋件的埋放位置较为复杂，因防撞墙是倒过来预制的，所以在设计图纸中的预埋件加工时，预埋钢板顶部采用平头设计，螺母统一预埋在墙体内，保证外露面的平整，无凸起构件。电箱位置的选定也需要在实际中调整，需在吊点范围外放置电箱，以免在吊装时电箱位置截面出现裂缝。防撞墙预埋件全部需要热浸锌处理后方可施工。

4）浇筑养护。防撞墙混凝土采用料斗浇筑，浇筑中采用小型插入式振捣棒振捣，浇筑后采用平板振捣器整体振捣。浇筑12 h后进行拆模，夏季进行洒水养护，冬季进行覆盖保温。

5）运输吊装。利用预留的门式钢筋以及声屏障的预埋螺栓孔进行四点腾空翻转。施工时注意大小钩的协调，上下需配合密切。

翻转后在专用运输架上进行安装。安装时采用倾斜式安装工艺，重心偏车中心内，防撞墙面紧贴支撑方木。安装完1片后进行临时固定，安装完2片后进行整体加固。

整体加固时上部螺栓连接钢丝绳，螺栓采用M27高强螺栓。孔位利用声屏障预埋板的预埋螺栓孔位，螺栓之间用钢丝绳缠筋固定。底部也采用钢丝绳以及花篮螺栓旋紧固定。

现场安装采用顶部支撑杆支撑调节，安装时需保证路面净宽、竖曲线的线形及断缝宽度。

安装完成后采用木模板封住底部湿接缝位置，再用PVC管接高进行倒浆，浆料采用C100高强砂浆，压浆顺序需从低处向高处依次按节段进行。

4 结语

UHPC作为一种具备超高耐久性与力学性能的新型水泥基复合材料，已广泛应用于桥梁工程中，特别是它在桥面铺装、装配式构件预制等方面的应用，已成为近年来国内外学者研究的焦点。

本文以上海龙东大道（罗山路—G1503）改建工程P141—142跨的钢混凝土组合梁为案例，介绍了UHPC在钢混凝土组合梁防撞墙中的应用及防撞墙的施工工艺，相关施工经验为后续类似工程项目提供了借鉴。同时，对UHPC力学性能及承载力分析等的研究，使UHPC能够更好地用于工程项目施工，提高施工质量，具有重大的意义和价值。