摘要:随着近年来国家到地方,针对桥梁工业化生产、装配式施工的相关政策扶持力度越来越大。桥梁工程施工中预制构件得到了非常广泛的应用,但在这其中也存在着一些质量问题影响着桥梁的使用寿命,为了提升全国桥梁工程预制构件建设的技术和管理工作,加强对桥梁工程预制构件质量相关问题的研究具有十分重要的意义。
关键词:桥梁施工;预制构建;质量通病;防治措施 1.
桥梁施工预制构件的优点
桥梁按结构组成分为数个部件,构件是部件的下一级分类。如对于简支T型梁桥,所有的T梁组成一个部件,每一片单独T梁是一个构件。公路桥梁、铁路桥梁、城市立交,在城市化进程中,桥梁预制构件随处可见,构件质量问题直接关乎工程的安全性。预制构件在桥梁工程中的应用具有如下优点:
1.
智能化施工。预制构件工厂生产线主要由以下设备组成:模台、混凝土输送机、混凝土布料机、振动台及控制系统、模台存取机及控制系统、预养护系统及温控系统、立体养护窑及蒸养温控系统、翻转脱模机、运板平车、刮平机、抹光机、模具清扫机、数控划线机、摆渡车、行吊等组成。在构件生产中建立了集数据采集、流程传递、综合管理的智能工厂管理平台,采用了高效混凝土搅拌设备、钢筋自动化加工设备、智能原材仓储设备、智能传感与控制设备等自动化智能化生产设备,经过合理布置及工序的合理安排,实现了多种智能化、自动化设备协同联动,提升了预制构件生产效率和构件质量,相比于传统生产模式,生产效率可提高约30%。
2.提高施工效率及质量。通过对目前已建和在建的装配式桥梁总结,预制拼装技术可有效缩短现场施工工期。其中预制立柱每台班可安装3-4根,预制盖梁每台班可安装2-3个,预制小箱梁每台班可安装6-8片。混凝土保护层合格率更高,采用卧式支模,钢筋笼及模板整体翻转工艺;混凝土外观质量更高,采用优化设计的模板;混凝土运输更有保障,厂内自建拌合站。
3.降低对交通影响,具有绿色环保的特点。可夜间吊装施工、支架现浇,白天实现车辆正常通行。节能、节地、节水、节材料;减少噪音;减少粉尘,对缓解城市雾霾有一定的作用。
提高工程质量。
4.降低安全风险。大幅减少现场危险源数量;采用龙门吊安装和拆除模板,更安全;钢筋笼采用卧式绑扎,有效降低施工高度,更安全;预制厂内的工人产业化,素质大幅提高。
二、桥梁施工中预制构件质量通病
1.由于空心预制板桥梁的芯模难以固定,混凝土振捣时,因此产生的压力会促使芯模离开原来的位置,这就使空心板底浇灌过多的混凝土,而顶端浇灌不足。如果为了使空心板底端有足够的厚度,过大的提高空心板的高度,则会造成桥梁表面夹层过厚。
2.桥梁工程预制板空心板的混凝土顶端横着方向容易产生裂纹,底部板面产生坚着裂纹的的原因是主要有两方面。一个方面是由于搅拌混凝土时水泥使用过多;或者是由于温度差异太多;又或者是没有按时维护等等,都是出现裂纹的原
因。别一方面是由于底端不坚固,促使预制板空心板上升下降不平稳,出面横着方面的裂纹。底端出现坚着方向的裂纹是由于没有按要求振捣,混凝土密度不够,泥浆和砂土混合在一处,造成裂纹出现渗水现象。
3.桥梁工程多边形空心预制板以住大多是一次性就把混凝土浇灌成形,一次性就把模型装好。由于桥梁工程预制板的板面很宽,一次性浇灌时无法把底部灌满,反而是由两边混凝土的压力所产生的气流,由气流推动把桥梁工程预制板空着的底部填满,但里面往往都是泥浆,所以底部由气流推动灌满的地方就会造成密度不严,质量难以达到要求。
4.桥梁工程预制板多边行容易变形,底部过厚,反观上部厚度明显超薄;空心板的预制板混凝土密度不够,经常发生有水渗出甚至漏水的事情,而且桥梁工程预制板的上部最顶端横着的方向和桥梁工程预制板最下端竖着的方向极易有裂纹产生。还有桥梁工程预制板的长、宽、高等等位置的力度不够强,并不符合原有的设计标准;桥梁工程预制板的最顶端分布不均匀,大小不规范,这使在具体施工中的难度加大;桥梁工程预制板的预埋件设计时经常有会遗漏的地方,无形中浪费了施工的成本和时间。
三、桥梁施工中预制构件拼装技术
桥梁预制拼装施工技术,是指将桥梁上部结构和下部结构的主要构件采用工厂化整体式或分节段预制生产加工,并运输至施工现场进行整体拼装或分节段拼装施工的过程。目前,该技术主要应用于城市桥梁钢筋混凝土结构预制拼装施工,但对其他结构类型的桥梁如钢结构桥梁、组合结构梁桥的预制拼装施工同样适用。为保证整个桥梁预制拼装有良好的整体连接和抗震受力性能,对预制拼装构件间连接技术的选择最为关键。在城市桥梁预制拼装施工技术中,各预制构件之间拼装连接通常采用以下几种方式:
1.桥梁上部结构预制构件连接方式。箱梁:分段预制的箱梁,以两端对称悬臂拼装为主,利用湿接缝和胶接缝技术连接各个箱梁节段并通过后张法预应力张拉、注浆锚固。一般与0号段首段连接采用湿接缝,其余各段的连接采用胶接缝。整体预制的箱梁,采用各式单机或双机起重机械一次性吊装到位。
2.桥梁下部结构预制构件连接方式。对于桥梁下部结构预制构件连接分为预制节段分段拼装和整体式一次性吊装,不管是分段拼装还是整体式一次性吊装,采用的连接方式都涉及了灌浆套筒、灌浆金属波纹管等。
(1)灌浆套筒连接。灌浆套筒连接就是将桥梁上下结构的预留钢筋分别插入金属套筒内,并灌注高强、早强、可微膨胀的水泥浆料,通过刚度很大的套筒对可微膨胀灌浆料起到约束作用,在钢筋表面和套筒内侧间产生正向作用力,从而实现受力钢筋之间应力的传递。该连接方式分为全套筒灌浆方式和半套筒灌浆方式2种,城市桥梁预制拼装施工采用全套筒灌浆方式。
(2)灌浆金属波纹管连接。该连接方式与灌浆套筒连接方式相类似,常用于墩身与承台、墩身与盖梁等预制构件之间的连接。该连接方式的优势在于施工工期短、现场施工方便、施工成本经济合理。
四、桥梁工程预制构件拼装技术的未来发展
1.标准化。其一,设计和施工采用标准化程序进行。制定一系列设计和施工技术规范,进一步规范城市桥梁预制拼装各节点的设计和施工过程,特别是预制构件之间的连接技术规范尤其重要。其二,构件标准化。对桥梁上、下部结构预制的构件进行归纳总结,形成一个构件产品标准系列。在后续设计和施工过程中,只要根据不同桥梁的设计要求和现场条件,就能够选择不同类型的构件产品标准系列进行设计与施工。采用构件产品标准系列以后,能够加快城市桥梁的设计和施工进度,确保预制拼装桥梁的施工质量。
2.工厂化。未来,桥梁结构构件生产将采用工厂化生产和科学管理。采用高效全自动化生产线、专业化生产设备和产业化工人,通过运用生产加工和质量控制技术,实现现代化流水线作业生产,使得桥梁拼装各结构构件的质量得到了保证,特别是在构件的外观尺寸精度、混凝土强度、预留预埋尺寸精度、保护层厚度等方面得到了提高,承载力也将进一步满足城市桥梁设计、施工和使用规范要求。
3.拼装化。城市桥梁预制拼装施工是桥梁施工技术发展的一个趋势。未来将能够实现城市桥梁从下部结构(桩基础、承台、立柱、盖梁、桥台等)、上部结
构(箱梁)到桥面系所有桥梁主要构件全部采用预制拼装施工技术,使施工拼装化达到90%以上。
4.智能化与专业化。未来桥梁构件预制、运输、拼装、检测等全过程将全部采用智能化的机械设备,在保证质量的前提下降低劳动强度,提高施工作业过程安全性。专业化的施工仪器设备、施工管理队伍、试验研究、技术体系是保证城市桥梁预制拼装施工技术推广的基础。
5.信息化。信息化技术可以助力城市桥梁预制拼装施工技术的发展。采用数字化监控平台实现对桥梁构件整个预制和拼装过程的实时监控。利用物联网、3D建模等系统建立施工全过程信息管理平台,利用信息化管理技术对整个过程进行统筹分析,可以进一步优化施工过程和生产工序。利用BIM技术在城市桥梁预制拼装结构设计、构件加工质量控制、节点拼装等重要环节进行实时动态模拟演练,用以解决整个施工过程中的重要技术难点。
结束语
随着各种新材料、新设备、新技术、新工艺的不断涌现以及信息化与智能化技术的不断发展,再加上各级政府部门对环境污染的管控力度不断加大、城市桥梁改建时对交通影响的压力与日剧增等因素,采用城市桥梁预制拼装施工技术来取代传统的桥梁现浇施工模式势在必行。
参考文献 1.
刘铮.桥梁装配式构件预制拼装技术探讨[J].工程技术研究.2019(27):453-455.
2.
王明涛.市政桥梁预制拼装施工技术[J].建筑施工.2021(09):309. 3.
胡海舟.城市桥梁预制拼装技术进展[J].四川建材.2020(13):281-282.
4.
张旭阳.浅谈城市桥梁预制装配技术的几种连接构造形式[J].城市道桥与防洪.2019(21):165-166.
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