談空心板鉸縫自密實(shí)微膨脹混凝土施工工藝
關(guān)鍵詞：裝配式空心板,鉸縫,自密實(shí)微膨脹混凝土,施工工藝
1 背景簡(jiǎn)介
裝配式空心板橋是我國(guó)橋梁工程中常規(guī)的橋型之一，以其建筑高度低、外形簡(jiǎn)單、受力明確、便于工廠化預(yù)制、標(biāo)準(zhǔn)化施工等優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)公路橋梁設(shè)計(jì)、施工的青睞�？招陌鍢虬彘g以混凝土企口式鉸縫連接。鉸縫不是主體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一般不進(jìn)行專門計(jì)算鉸縫結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。因此，鉸縫沒(méi)有引起設(shè)計(jì)人員足夠的重視，給橋梁運(yùn)營(yíng)階段留下了隱患。
另外，空心板施工必然經(jīng)歷從預(yù)制到安裝的過(guò)程，使得鉸縫混凝土的齡期要比梁體晚1-3個(gè)月，甚至更長(zhǎng)。若不采取有效措施，鉸縫的收縮在所難免，鉸縫損壞后，出現(xiàn)單板受力，這已成為影響空心板橋梁結(jié)構(gòu)安全和使用壽命的主要問(wèn)題之一。
2簡(jiǎn)要回顧裝配式空心板設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程
2.1裝配式空心板從開(kāi)始的圖(1)淺鉸，逐步演化到圖(2)中鉸，再演化到圖(3)深鉸。體現(xiàn)了鉸縫越來(lái)越被相關(guān)專家和設(shè)計(jì)人員所重視。
2.2空心板預(yù)制由傳統(tǒng)的氣囊內(nèi)膜，改為鋼模板內(nèi)膜，從而有效解決了氣囊上浮導(dǎo)致頂板厚度及鋼筋保護(hù)層不可控的問(wèn)題。體現(xiàn)了模板制作水平的提高，施工工藝技術(shù)的進(jìn)步。
3鉸縫自密實(shí)微膨脹混凝土介紹與配合比設(shè)計(jì)
3.1工作原理簡(jiǎn)介
當(dāng)混凝土膨脹時(shí)，鋼筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，與此同時(shí)該部分混凝土對(duì)約束面產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中建立0.2-0.7MPa預(yù)壓應(yīng)力，相當(dāng)于提高了混凝土早期抗拉強(qiáng)度，當(dāng)混凝土開(kāi)始收縮時(shí)，其抗拉強(qiáng)度足以抵抗收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力。同時(shí)該部分混凝土的膨脹值抵消了收縮值，從而大大減輕混凝土的收縮開(kāi)裂，達(dá)到抗裂、防滲的目的。
3.2自密實(shí)微膨脹混凝土配合比設(shè)計(jì)
3.2.1原材料的質(zhì)量要求同普通高標(biāo)號(hào)混凝土，這里不再敘述。我標(biāo)段采用的原材料情況如下。
1)碎石：采用宿州市符離集產(chǎn)，粒徑5mm～10mm，和10mm～20mm。摻量比例為：中石子：小石子=30%：70%。
2)砂：明光市中(粗)砂，級(jí)配II區(qū)。
3)水泥：江蘇徐州中聯(lián)P.O42.5級(jí)
4)水：符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
5)外加劑：襄樊金旭FDN-4高效減水劑，江蘇南京微膨脹劑。
3.2.2C40自密實(shí)混凝土初步配合比設(shè)計(jì)
3)確定用水量
設(shè)計(jì)坍落度220～240mm，集料最大粒徑為20mm，根據(jù)JGJ55-2011查表坍落度90mm對(duì)應(yīng)的用水量215kg/m3，坍落度每增大20mm用水量增加5Kg，故用水量215+5*7=250 kg/m3。外加劑的減水率為18%，摻量為水泥用量的1.6%，故用水量250*(1-18%*1.6)=178 kg/m3。
4)水泥用量 mco = mwo/(w/c)=178/0.38=468 kg
5) 外加劑摻量的計(jì)算 468 *1.6%=7.49 kg
6)膨脹劑摻量計(jì)算 468 *11%=51.5 kg
7)水泥用量為 468-51.5=416 kg
8)混凝土流動(dòng)性大，參照J(rèn)GJ55-2011標(biāo)準(zhǔn)，砂率取45%。
(10)初步配合比(kg/m3)：
水泥: 砂:石:水:外加劑:膨脹劑 =416:787:962:178:7.49:51.5
3.2.3經(jīng)試拌，各項(xiàng)工作性能滿足要求，確定為基準(zhǔn)配合比。在此基礎(chǔ)上，水灰比分別增加和減少0.03，用水量不變，砂率分別增加和減少1%，做對(duì)比試驗(yàn)。
試驗(yàn)結(jié)果表明，鉸縫補(bǔ)償收縮混凝土C40高性能混凝土保水性好，無(wú)泌水，后期強(qiáng)度較高。
4施工工藝
4.1梁板處理
梁板在澆筑前，將連接鋼筋輕微點(diǎn)焊在外側(cè)鋼模板上，防止連接鋼筋因振搗移動(dòng)過(guò)深，造成尋找困難。在起梁前，應(yīng)對(duì)腹板進(jìn)行詳細(xì)的鑿毛處理，去除表面砂漿，露出粗骨料。用小型電鎬鑿毛功效較高，且對(duì)梁體損傷較小，鑿毛深度控制在5～10mm，鑿毛率大于70%。連接鋼筋一并鑿出，但連接鋼筋張開(kāi)角度不宜過(guò)大，防止影響板間縫的封閉施工。
4.2板間縫的封閉
板間縫的封閉可用吊模法，即用鐵絲吊緊較為薄軟的木板條，使木條緊貼梁板底面，若仍有細(xì)小空隙，最好用密封膠等進(jìn)行填補(bǔ)。然后用膨脹砂漿進(jìn)行封閉，膨脹砂漿面略高與直線段1cm左右，這樣有利于壓實(shí)、抹平。
1m3砂漿的配合比如下：(單位kg)
水泥：膨脹劑：砂：水：FDN-4=614:537:1336:244:8
在高程較低的一端，插入直徑15mm左右的PVC管作為排水口，管口超出抹面5cm以上。這樣，前期可以在鉸縫蓄積3cm深的水對(duì)膨脹砂漿進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期滿后將超出砂漿面的PVC管去除,排出槽內(nèi)積水或雨水，以及后來(lái)清縫沖洗產(chǎn)生的污水等。
4.3鋼筋綁扎及清縫
綁扎鉸縫鋼筋時(shí)，用撬棍對(duì)連接鋼筋角度進(jìn)行調(diào)整，盡量使其相對(duì)交叉。鉸縫鋼筋可綁扎到連接鋼筋和梁板上口的預(yù)埋鋼筋上進(jìn)行定位，增加鉸接效果。
4.4自密實(shí)微膨脹混凝土拌和
要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的配合比進(jìn)行施工，尤其是膨脹劑和水泥的用量誤差不得超過(guò)1%。拌制前和拌制過(guò)程中，試驗(yàn)人員要隨時(shí)掌握原材料的含水量，尤其在雨后或集料含水率有明顯變化時(shí)，應(yīng)調(diào)整水和集料的用量，并及時(shí)通知攪拌站操作人員。
4.5自密實(shí)微膨脹混凝土澆筑
1)采用兩輛專用的混凝土運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸，以保證施工連續(xù)性。
2)運(yùn)輸車在接料前應(yīng)將車內(nèi)殘留的其它品種的混凝土清洗干凈，并將車內(nèi)積水排盡。
3)運(yùn)輸過(guò)程中和使用過(guò)程中，嚴(yán)禁向車內(nèi)混凝土加水。
4)拌制至澆筑間隔不宜超過(guò)1h，宜在90min內(nèi)卸料完畢。當(dāng)最高氣溫低于25℃時(shí)，運(yùn)送時(shí)間可延長(zhǎng)30min�；炷恋某跄龝r(shí)間應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸時(shí)間和現(xiàn)場(chǎng)情況加以控制，必要時(shí)采取半車(約4-5m3)進(jìn)行輸送。
5)卸料前攪拌運(yùn)輸車應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)1min 以上方可卸料。
6)前場(chǎng)和后場(chǎng)要加強(qiáng)聯(lián)系，確�；炷潦┕さ倪B續(xù)性。
4.6自密實(shí)微膨脹混凝土養(yǎng)護(hù)
膨脹混凝土養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)是只有充分濕養(yǎng)護(hù)才能發(fā)揮混凝土的膨脹效能，必須提高養(yǎng)護(hù)意識(shí)，設(shè)立專職養(yǎng)護(hù)人員，建立嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護(hù)制度�？紤]鉸縫表面較小，養(yǎng)護(hù)壓力不大，對(duì)于旱橋，取水不方便的施工現(xiàn)場(chǎng)，可以放置不小于0.5m3儲(chǔ)水桶2個(gè)或調(diào)用灑水車，養(yǎng)護(hù)中應(yīng)做到：
1)自密實(shí)微膨脹混凝土澆筑后的保溫、保濕養(yǎng)護(hù)是施工的關(guān)鍵。利用低澆2～3cm進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)。也可采取土工布覆蓋，并迅速灑水養(yǎng)護(hù)，要充分濕潤(rùn)，再在土工布上面覆蓋塑料薄膜，并安排值班人員隨時(shí)補(bǔ)充灑水。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天，以充分供應(yīng)膨脹過(guò)程中所需要的水分。由于自密實(shí)微膨脹混凝土不泌水，容易產(chǎn)生早期塑性收縮裂縫，因此，必須注意早期養(yǎng)護(hù)。
2)寒冷天氣下施工要保證混凝土入模溫度大于5℃，澆筑后立即用塑料薄膜和保溫材料進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，鉸縫通過(guò)增加連接鋼筋和采用自密實(shí)微膨脹混凝土兩種手段，增加成本十分有限。施工過(guò)程中只要抓住要點(diǎn)和細(xì)節(jié)，精心組織，施工質(zhì)量也較容易保證。但是，提高了鉸縫抗剪強(qiáng)度、抗?jié)B性和耐久性，同時(shí)也提高了空心板梁橋整體性能，從而減少運(yùn)營(yíng)階段鉸縫病害產(chǎn)生的幾率。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其取得性價(jià)比是非常可觀的。
參考文獻(xiàn)：
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