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超韧性混凝土钢路桥施工工艺分析

2021-03-31周宴平

中华建设 2021年4期
关键词:栓钉韧性桥面

周宴平

近年来,许多现有道路桥梁为满足日益提升的交通需求,纷纷进行拓宽改建。超高韧性混凝土作为一种新型混凝土,与标准混凝土相比,其韧性与强度更高,由于适用性较好,现已被广泛应用于钢路桥施工过程中,能够有效避免桥面结构疲劳开裂等不良问题的发生,本文以福州洪塘大桥拓宽改建工程为例,分析超韧性混凝土钢路桥施工工艺,以供参考。

一、超高韧性混凝土相关概述

超高韧性混凝土简称为STC,主要的组成成分包括:减水剂、普通混凝土组成材料、钢纤维以及矿物掺和料等,以上材料按照一定比例混合后,经水拌和,最后凝结硬化,通过一段时间养护后形成,其耐久性、韧性以及抗弯强度更高。具备较多特点:第一,抗弯拉强度较高,可达到常规混凝土的7倍左右;第二,桥面铺装结构层也会在一定程度上起到受力作用,提升了结构刚度,并且,减少了钢结构开裂问题的出现;第三,STC通过高温蒸汽的方式进行养护,结构稳定性更好;第四,使用寿命长,同时在后期养护上不会产生较高的成本,根据设计年限将沥青磨耗层换新即可;第五,由于这一混凝土的构成成分均为细粒成分,因此其内部密实度较高,降低了内部缺陷问题的出现。主要的工作原理为:STC自身具备较多优势,实际应用中充分利用STC的抗拉、耐久、抗裂等特点,与桥梁钢板经剪力钉进行固定,通过相应措施,例如密集配筋等,起到提升桥面结构性能。

二、工程概况

本工程为福州洪塘大桥拓宽改建工程,线路总长2.2078km左右,东侧桥头洪塘立交处是工程的起点位置(K0+000),终点位置在洪塘大桥西桥头附近,相接于国宾大道(K2+207.782),整条线路自东往西布设,沿线主要控制点较多。桥梁通航等级为内航IV级航道,抗震措施为8度,设计荷载为城-A级;主线按双向八车道标准建设,设计速度为60km/h,路基宽度为47.5m,匝道设计速度为30~35km/h,宽度为9.0m。

三、超韧性混凝土钢路桥施工工艺

1.总体施工工艺及总体规划

总体施工工艺:本工程总体施工流程共分为六个步骤,步骤一,栓钉焊接;步骤二,钢筋安装;步骤三,STC摊铺、浇筑;步骤四,STC湿养;步骤五,STC层高温蒸养;步骤六,STC层糙化。

施工总体规划:实际施工环节,为不影响公共交通,先进行纵主梁两侧钢箱梁施工,暂时不将原桥梁拆除,待接通两侧引桥后,在新建桥上通车,封闭原桥梁交通后予以拆除,随后连接两幅钢箱梁的横梁,从而构成一个新的桥梁。实际施工过程中,主要从两个环节进行主桥施工,环节一,进行两侧新建桥梁的STC施工,利用湿拌机将STC干混料加水搅拌成型,随后利用翻斗车将其运输至桥下,通过混凝土泵车运至摊铺机中,开展摊铺工作。单侧400米长分两次施工完成,利用S形钢板接缝。环节二,将原有桥梁拆除,成功连接两幅钢箱梁的横梁后,分两次做好STC的浇筑工作,根据两侧横坡方向分别进行施工。随后按照环节一的步骤再次进行STC的摊铺工作,还应对其进行整平处理。

2.具体施工方案

(1)焊接栓钉

第一,清洁桥面,保证桥面上方干燥无杂质;第二,焊接前需要将焊钉上的杂质清除干净,还应保证瓷环干燥不潮湿。第三,根据设计图纸,在桥面板上确定出栓钉位置,并做好标记,两侧栓钉与焊缝中心相距7.5cm,并且栓钉间距偏差不可超过5mm。第四,若钢主梁拼接焊缝与栓钉位置存在冲突,不可直接进行焊接,需要使栓钉位置与焊缝边缘相距3cm左右。第五,为保证焊接处钢面板光滑无杂质,需要做好桥面板栓钉位置打磨工作。第六。焊接环节,严格按照焊接要求进行,控制好焊接质量,不可出现熔透或焊接面不全等问题。第七,焊接完成后,需要清除焊渣等杂物,同时,利用重物横向敲击栓钉,若出现歪斜或脱落等不良情况,则需要重新焊接。

(2)钢筋网铺设

钢筋网铺设环节,需要确保钢筋进场质量,必须使用试验合格的钢筋。为便于施工,将钢筋事先放置于方木上,根据设计图纸要求,将钢筋切割成所需长度,进行搭接、布置,搭接长度应≥20cm。随后,绑扎钢筋,绑扎前需要深入了解施工图纸,并对钢筋网布置图、所需钢筋数量等进行核对。实际铺设环节重点内容如下:第一,STC层内需要配置HRB400级带肋钢筋网,所有钢筋直径均为10mm,最小净保护层厚度为15mm。钢筋布置数量以及间距受剪力钉纵横向标准间距影响,当标准监督为100mm时,布置数量为3根,间距为33.3mm,当标准间距为150mm时,布置数量为4根,间距为37.5mm。第二,在钢桥面面板上放置垫款,用于放置钢筋网,无需绑扎。此外,为防止受压时下陷,铺设的钢筋垫条可以尽量密集一些。第三,钢筋绑扎时,选择左右扣绑扎或者成“八”字形绑扎,防止成“八”字形,扎丝末端应朝向钢面板。此外,需要注意搭接处的钢筋长度、面积以及位置等,均要符合搭接要求,以确保实际绑扎效果。绑扎完毕后,需要进行钢筋网检验,找出不合格的位置,重新进行绑扎,保证整体质量。

(3)STC浇筑施工

第一,开始浇筑前需要做好相应的准备工作,包括:调试机械设备、准备原材料、桥面清洗、处理施工缝等等。

第二,当准备工作完成后,进行STC拌合,需要经历干拌与湿拌两道工序,分别进行阐述,首先,STC干拌。该工序是在干拌工厂进行,根据设计配合比将相应原材料混合在一起,通过电子称量系统确定出STC核心料以及水泥、石英砂的具体重量,将称量误差控制在±2%。选择专用干拌机搅拌十五分钟,搅拌均匀后将其放入储存桶中,运输及存放环节需要做好防尘及防潮工作,以免对其性能产生影响。其次,STC湿拌。湿拌环节需要配备专用的湿拌机,选择按桶计量的方式,将STC干混料倒入湿拌机中,按照相应比例加水进行搅拌,待STC流化后,再继续搅拌两分钟,坍落度现场检测合格后,以备施工。

第三,STC摊铺整平。行车道各施工分段配备一台摊铺机进行摊铺作业,在工作桥上完成后续工作。摊铺工作进行前,需要对摊铺机进行细致检查,确保各装置均处于正常状态下,并且确保料斗湿润;通过坍落度、实际摊铺厚度等,确定摊铺速度,进行连续性施工,以免出现初凝问题;为保证摊铺质量,需要安排专业检查摊铺厚度,发现不合理及时做出调整;对于机械无法摊铺的位置,可以进行人工布料,摊铺完毕做振捣密实处理,振捣应达到较好的密实效果,不可出现拌合物离析情况。

第四,人工抹面。实际浇筑环节会有局部表面存在缺陷这一问题,因此,需要进行人工抹面修复,可在工作桥上完成这一工作。抹面完成后,STC表面应光滑、无缺陷,成型后需要用铝合金直尺检测其表面平整度,找出不符合要求的位置及时处理。

第五,保湿养护。摊铺STC后需要对其进行保湿养护,具体养护流程为:高压水枪水雾喷射→覆盖节水保湿膜→浇水保湿。并且人工抹面后需要洒水并覆盖保湿养生膜,该环节应做好巡查,及时处理保湿膜缺水或者未能完全覆盖等问题。

(4)STC层表面糙化

该环节主要是利用旋转的叶轮,按照相应的速度将钢丸抛出,使其撞击被处理表面,从而起到增加粗糙度、去除相应杂质的作用。STC表面糙化的主要目的是确保混凝土表面较好的抗滑性能,提升STC层与表面磨耗层的粘结效果。

四、结语

综上所述,现阶段,超韧性混凝土已逐渐被广泛用于道路桥梁工程建设中,为取得较好的应用效果,需要对其施工工艺做出重点研究,本文以福州洪塘大桥拓宽改建工程为例,对超韧性混凝土钢路桥施工工艺做出细致分析,详细阐述几项重点施工内容,在后期工作中,相关人员还应对其进行进一步探索,以确保超韧性混凝土价值的进一步体现,不断促进我国钢路桥工程的良好发展。

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