CN113681676A - 一种无粗骨料uhpc钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，包括以下步骤：步骤10，钢筋下料及加工，包括钢筋由厂内集中加工、配送；步骤20，模具安装，包括安装桥面板的模板，模板包括底模、横向侧模和纵向侧模；步骤30，钢筋及预埋件安装，包括采用所述钢筋在所述模板上安装上下两层间隔设置的钢筋网，在所述模板上安装预埋件；步骤40，混凝土拌合，包括预制有混凝土的预混料包装以及外加剂和钢纤维配方包装，在搅拌机中投入所述预混料包装和配方包装直到混凝土拌合出站。本发明无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，不仅可以降低结构自重荷载，使设计更加轻巧经济，并且可以很好的解决桥面板开裂等通病问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法。
【背景技术】
据不完全统计，截止2016年，采用UHPC的桥梁美国约有101座、马来西亚约93座、加拿大约87座、欧洲约55座、大洋洲约7座、日本约21座、韩国约4座。截至2016年底，国内至少已有超过30座桥梁采用了UHPC,其中有5座用于主体结构(如主梁或拱肋)，其余桥梁多将UHPC用于钢-UHPC轻型组合桥面、结构维修加固或湿接缝。
尽管UHPC混凝土技术在国内外应用已久，但在钢混组合梁预制桥面板方面的应用少之又少。其推广面对一系列困难，包括：(1)UHPC桥面板厚17cm，净保护层2cm(允许偏差仅±3mm)，保护层合格率对桥面板耐久性及受力性能影响大，施工过程控制难度高；(2)UHPC桥面板混凝土对环境影响较为敏感，要求快速振捣、整平、覆膜养护；(3)UHPC桥面板浇筑完成后，要求在不低于20℃条件下先静置养护24h，然后再进行48h高温蒸养，施工要求高，尤其是冬季施工期。(4)UHPC桥面板预埋T形件与钢箱梁横隔板、预埋钢板与钢箱梁顶板对应焊接，允许偏差±1.5mm，安装精度要求极高；同时不同节段上齿块横向位置不同，种类较多，对底模构造设计合理性及加工精度要求极高。而传统的正交异性钢桥面板和钢-混组合梁结构，存在结构自重荷载较高，设计笨重，造价较高，桥面板容易开裂等问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种周期短、效益佳的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
一种无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，包括以下步骤：
步骤10，钢筋下料及加工，包括钢筋由厂内集中加工、配送；
步骤20，模具安装，包括安装桥面板的模板，模板包括底模、横向侧模和纵向侧模；
步骤30，钢筋及预埋件安装，包括采用所述钢筋在所述模板上安装上下两层间隔设置的钢筋网，在所述模板上安装预埋件；
步骤40，混凝土拌合，包括预制有混凝土的预混料包装以及外加剂和钢纤维配方包装，在搅拌机中投入所述预混料包装和配方包装直到混凝土拌合出站；
步骤50，混凝土浇筑，包括通过UHPC摊铺整平一体机对混凝土布料、复振及整平；
步骤60，混凝土养护及拆模，包括采用篷布对所述模板进行全覆盖并静置，静置完成后拆除所述模板，拆模完成后通过模板小车将所述桥面板与所述底模整体运输至高温蒸养棚进行恒温恒湿蒸汽养护；
步骤70，起吊及存放，所述桥面板养护完成后降温，降温完成后用底模小车将所述桥面板与底模整体移出所述蒸养棚，进行所述底模拆卸吊装和所述桥面板的存放。
在其中一个实施例中，所述步骤20中：
模具安装时，所述底模底部设有支撑所述底模的若干支架，每个所述支架分布与所述底部螺栓连接。
在其中一个实施例中，所述步骤20中：
所述底模安装完成后利用水准仪和水平尺对分块的所述底模标高进行调整；所述桥面板体内纵向预应力齿块位置设置可移动式底板，通过千斤顶调节底板；并将具有齿块的模板分为基础齿块模板和互换块，通过更换不同的互换块和调整基础齿块模板和互换块的位置，满足不同节段齿块浇筑。
在其中一个实施例中，所述步骤30中：
所述钢筋网包括交替设置的纵向钢筋、横向钢筋以及位于钢筋网底部的底层钢筋，所述底层钢筋采用与所述混凝土同标号的混凝土作为垫块支撑所述模板。
在其中一个实施例中，所述步骤30中：
同层所述钢筋网中设有拉钩网筋，上下两层的所述钢筋网间设有板凳筋。
在其中一个实施例中，所述步骤30中：
所述横向侧模和纵向侧模上分别设有上中下三层预留孔，所述纵向钢筋预留有外伸钢筋，所述外伸钢筋于所述预留孔穿过，所述外伸钢筋上与模板的搭接处设有橡胶圈。
在其中一个实施例中，所述步骤30中：
所述横向钢筋采用锥形套筒和长螺杆绷直，包括设置有张拉反力竖杆，所述长螺杆依次穿过所述张拉反力竖杆、横向侧模或纵向侧模后，与所述横向钢筋端部连接，连接处由所述锥形套筒固定。
在其中一个实施例中，所述步骤30中：
在所述模板上安装的预埋件包括有横向应力波纹管、吊装孔、护栏预留孔。
在其中一个实施例中，所述步骤50中：
具体包括，搅拌完成后的混凝土通过下料口投放至储料斗，然后采用桁吊吊运至布料机上方，并投料至布料机；布料机完成2条横向布料带布料后，振捣整平机跟进振捣整平；待所述桥面板的混凝土浇筑完成后，覆膜机沿纵向进行覆膜。
在其中一个实施例中，所述步骤60中：
对所述模板静置24h，静置完成后进行恒温恒湿蒸汽养护48h。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，采用UHPC桥面板的钢混组合梁，不仅可以降低结构自重荷载，使设计更加轻巧经济，并且可以很好的解决桥面板开裂等通病问题，代表了现代大跨度桥梁的发展方向；相比现有技术具有混凝土工作性能更好、养护存放周期更短等优点；本发明根据工程实际情况，固化了施工工艺，形成了工艺标准，避免了因质量问题返工所造成的成本损失，确保了主桥关键线路工期的整体可控，经济效益显著，并为国内今后类似工程施工提供借鉴依据。
【附图说明】
图1是本发明无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法流程示意图。
【具体实施方式】
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
请参考图1，一种无粗骨料UHPC(超高性能混凝土)钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，包括以下步骤：
步骤10：钢筋下料及加工，包括UHPC桥面板的钢筋由厂内集中加工、配送。
步骤20：模具安装，包括安装桥面板的模板，模板至少包括底模、横向侧模和纵向侧模。模具安装包括模板设计、模板安装、预埋件安装、侧模和芯模安装等步骤。模板设计中，桥面板模板主要由底模、底模支架、底模小车、横向侧模、纵向侧模实现。小车为电器走形，液压顶升，可通过旋转走形轮组实现小车的横向和纵向走形转换。预埋件安装中，模板完成后对预埋钢板的型号和位置进行复核确认，安装T形预埋件和预埋钢板。预埋件和底模上标记有安装基准线，模具中设有预埋件卡槽，预埋时，首先将埋件放入模具卡槽内，利用卡槽初定位，对正预埋件的纵、横基线与模具底模上的纵、横基线进行微调，精确定位，基线由组合梁主腹板位置引伸确定，预先在预埋件和模具上进行划线，模具上的划线为永久标识，浇筑混凝土时用胶带将基线粘帖，防止被破坏。安装时应进行预埋钢板平整度检测，同时注意确保预埋钢板与底模接缝错台调整并进行检测。侧模和芯模安装中，安装侧模和芯模(横桥向燕尾榫及纵桥向楔形槽)时需注意预制板不同类型所对应的模具也不同，边模上开设有预应力管道定位孔，管道数量与位置在同一类板中也有所区分，安装时进行管道位置确认。
步骤30：钢筋及预埋件安装，包括钢筋安装和预埋件安装，即采用钢筋在模板上安装上下两层间隔设置的钢筋网，如间隔100mm，在模板上安装预埋件。
步骤40，混凝土拌合，包括预制有混凝土的预混料包装以及外加剂和钢纤维配方包装，在搅拌机中投入预混料包装和配方包装直到混凝土拌合出站。具体的，UHPC混凝土原材料根据搅拌工艺要求，采用吨袋预先根据配合比与单盘浇筑混凝土方量(1.2m3)精计量包装成预混料，外加剂及钢纤维同样按拌合方量需求进行精包装。生产线布置2台立轴行星式搅拌机，施工前检查搅拌设备状态，内壁应湿润且不得留有明水，投料时间应与拌合、布料、振捣时间相协调。拌合出站混凝土应先进行试验检测，合格后方可使用，同时应注意进行试块的制作。
步骤50，混凝土浇筑，包括通过UHPC摊铺整平一体机对混凝土布料、复振及整平。具体的，混凝土检测合格后，由桁吊吊装料斗完成布料机的送料。混凝土浇筑采用自动化、智能化的UHPC摊铺整平一体机，实现自动化、智能化的布料、复振及整平、覆盖保水膜，防止塑性阶段水分散失导致混凝土开裂。
步骤60，混凝土养护及拆模，包括采用篷布对模板进行全覆盖并静置，静置完成后拆除模板，拆模完成后通过模板小车将桥面板与底模整体运输至高温蒸养棚进行恒温恒湿蒸汽养护。
步骤70，起吊及存放，桥面板养护完成后降温，降温完成后用底模小车将桥面板与底模整体移出蒸养棚，进行底模拆卸吊装和桥面板的存放。
在其中一个实施例中，步骤20中：模具安装时，底模底部设有支撑底模的若干支架，每个支架分布与底部螺栓连接。底模模板与底模支架为分体结构，通过螺栓支撑及连接，可实现单独拆装。
在其中一个实施例中，步骤20中：上述模板安装中，底模安装完成后利用水准仪和水平尺对分块的底模标高进行调整；桥面板体内纵向预应力齿块位置设置可移动式底板，通过千斤顶调节底板；并将具有齿块的模板分为基础齿块模板和互换块，通过更换不同的互换块和调整基础齿块模板和互换块的位置，满足不同节段齿块浇筑。
在其中一个实施例中，步骤30中：钢筋网包括交替设置的纵向钢筋、横向钢筋以及位于钢筋网底部的底层钢筋，底层钢筋采用与UHPC混凝土同标号的混凝土作为垫块支撑模板，支撑于预制板T形预埋件和预埋钢板上表面，减少混凝土内部缺陷。
在其中一个实施例中，步骤30中：同层钢筋网中设有拉钩网筋，上下两层的钢筋网间设有板凳筋。钢筋骨架面积大、刚度小(拉钩钢筋为8mm圆钢)，采用模具内绑扎工艺，上下层钢筋网间使用板凳筋进行支垫。
在其中一个实施例中，步骤30中：横向侧模和纵向侧模上分别设有上中下三层预留孔，纵向钢筋预留有外伸钢筋，外伸钢筋于预留孔穿过，外伸钢筋上与模板的搭接处设有橡胶圈，防止漏浆。
在其中一个实施例中，步骤30中，横向钢筋采用锥形套筒和长螺杆绷直，包括设置有张拉反力竖杆，长螺杆依次穿过张拉反力竖杆、横向侧模或纵向侧模后，与横向钢筋端部连接，连接处由锥形套筒固定。其中长螺杆从外侧的张拉反力竖杆穿过，通过夹片锁紧。钢筋具体张紧工艺如下：钢筋预张紧采用爬锥辅助，一侧固定、单端张紧，张紧力为4±0.5kN的拉力。爬锥小头与钢筋车丝端预先连接至设计长度，大头采用丝杆连接，在外部拧紧丝杆螺母从而带动爬锥以达到张紧钢筋的目的。施工时爬锥与模板间采用橡胶圆垫片进行止浆处理。
在其中一个实施例中，步骤30中：在模板上安装的预埋件包括有横向应力波纹管、吊装孔、护栏预留孔。为防止焊接固定污染及损伤模板，采用螺杆对吊装孔进行固定，在预埋管上用带螺母平垫片与螺杆连接，下口于预埋钢板预留吊装孔位处使用垫片，螺杆下部使用螺母拧紧拉紧预埋钢管。
在其中一个实施例中，步骤50中：具体包括，搅拌完成后的混凝土通过下料口投放至储料斗，然后采用桁吊吊运至布料机上方，并投料至布料机；布料机完成2条横向布料带布料后，振捣整平机跟进振捣整平；待桥面板的混凝土浇筑完成后，覆膜机沿纵向进行覆膜。
在其中一个实施例中，步骤60中：对模板静置24h，静置完成后进行恒温恒湿蒸汽养护48h。具体的，UHPC桥面板浇筑完成后，通过接通临时蒸汽管道至模板下方进行蒸养，并采用篷布对模板进行全覆盖，确保在不低于20℃条件下静置养护24h；静置完成后开始松模具拉力板上钢筋定位螺栓，拆除边定位拉力板、边模、芯模及钢筋张紧爬锥，具体操作为：①拆除边定位拉力板上与芯模的连接螺栓，再拆除边定位拉力板与底模的固定螺栓；②拆除边模的固定螺栓，拆除芯模与边模的连接螺栓，拆除预应力管道、钢筋张紧连接器上的连接螺栓，拆除长边模与短边模之间的定位螺栓，将边模向外拉出并移走；③拆除芯模上的盖板，松开封堵板上的螺栓，将芯模向中间收缩并向上提升，拆除芯模。④拆除混凝土内用于钢筋张紧的爬锥；拆模完成后通过模板小车将桥面板与底模整体运输至高温蒸养棚进行智能恒温恒湿蒸汽养护，升降温速率不大于每小时15℃，恒温期温度保持在90±1℃。
在其中一个实施例中，步骤70中：UHPC桥面板90℃恒温蒸养48h后养护系统自动关闭蒸汽开始降温，降温完成后用底模小车将桥面板与模板整体移除蒸养棚，进行底模拆卸吊装，UHPC桥面板起吊利用龙门吊直接提升。UHPC桥面板按照5-6层存放至存放台座上，桥面板与台座之间以及每层桥面板之间均设置四块混凝土垫块。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，采用UHPC桥面板的钢混组合梁，不仅可以降低结构自重荷载，使设计更加轻巧经济，并且可以很好的解决桥面板开裂等通病问题，代表了现代大跨度桥梁的发展方向；相比现有技术具有混凝土工作性能更好、养护存放周期更短等优点；本发明根据工程实际情况，固化了施工工艺，形成了工艺标准，避免了因质量问题返工所造成的成本损失，确保了主桥关键线路工期的整体可控，经济效益显著，并为国内今后类似工程施工提供借鉴依据。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤10，钢筋下料及加工，包括钢筋由厂内集中加工、配送；
步骤20，模具安装，包括安装桥面板的模板，模板包括底模、横向侧模和纵向侧模；
步骤30，钢筋及预埋件安装，包括采用所述钢筋在所述模板上安装上下两层间隔设置的钢筋网，在所述模板上安装预埋件；
步骤40，混凝土拌合，包括预制有混凝土的预混料包装以及外加剂和钢纤维配方包装，在搅拌机中投入所述预混料包装和配方包装直到混凝土拌合出站；
步骤50，混凝土浇筑，包括通过UHPC摊铺整平一体机对混凝土布料、复振及整平；
步骤60，混凝土养护及拆模，包括采用篷布对所述模板进行全覆盖并静置，静置完成后拆除所述模板，拆模完成后通过模板小车将所述桥面板与所述底模整体运输至高温蒸养棚进行恒温恒湿蒸汽养护；
步骤70，起吊及存放，所述桥面板养护完成后降温，降温完成后用底模小车将所述桥面板与底模整体移出所述蒸养棚，进行所述底模拆卸吊装和所述桥面板的存放。
2.根据权利要求1所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤20中：
模具安装时，所述底模底部设有支撑所述底模的若干支架，每个所述支架分布与所述底部螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤20中：
所述底模安装完成后利用水准仪和水平尺对分块的所述底模标高进行调整；所述桥面板体内纵向预应力齿块位置设置可移动式底板，通过千斤顶调节底板；并将具有齿块的模板分为基础齿块模板和互换块，通过更换不同的互换块和调整基础齿块模板和互换块的位置，满足不同节段齿块浇筑。
4.根据权利要求1所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤30中：
所述钢筋网包括交替设置的纵向钢筋、横向钢筋以及位于钢筋网底部的底层钢筋，所述底层钢筋采用与所述混凝土同标号的混凝土作为垫块支撑所述模板。
5.根据权利要求1所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤30中：
同层所述钢筋网中设有拉钩网筋，上下两层的所述钢筋网间设有板凳筋。
6.根据权利要求4所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤30中：
所述横向侧模和纵向侧模上分别设有上中下三层预留孔，所述纵向钢筋预留有外伸钢筋，所述外伸钢筋于所述预留孔穿过，所述外伸钢筋上与模板的搭接处设有橡胶圈。
7.根据权利要求4所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤30中：
所述横向钢筋采用锥形套筒和长螺杆绷直，包括设置有张拉反力竖杆，所述长螺杆依次穿过所述张拉反力竖杆、横向侧模或纵向侧模后，与所述横向钢筋端部连接，连接处由所述锥形套筒固定。
8.根据权利要求1所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤30中：
在所述模板上安装的预埋件包括有横向应力波纹管、吊装孔、护栏预留孔。
9.根据权利要求1所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤50中：
具体包括，搅拌完成后的混凝土通过下料口投放至储料斗，然后采用桁吊吊运至布料机上方，并投料至布料机；布料机完成2条横向布料带布料后，振捣整平机跟进振捣整平；待所述桥面板的混凝土浇筑完成后，覆膜机沿纵向进行覆膜。
10.根据权利要求1所述的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板高温蒸养施工方法，其特征在于，所述步骤60中：
对所述模板静置24h，静置完成后进行恒温恒湿蒸汽养护48h。
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