装配式防撞墙生产运输工艺的研究及应用_崔猛.pdf
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1、公路 年月第期 基金项目:上海市科学技术委员会支持项目,项目编号 收稿日期:文章编号:()中图分类号:文献标识码:装配式防撞墙生产运输工艺的研究及应用崔猛,(上海公路桥梁(集团)有限公司上海市 ;上海城市基础设施更新工程技术研究中心上海市 )摘要:装配式防撞墙预制不以特定边梁为基础,可灵活应用于新建、改建、大修工程中,具有“工厂化、标准化、绿色化”等优点。为提升装配式防撞墙施工质量,推进其定型化生产进程,对预埋件、模板、钢筋、混凝土等分项工程和防撞墙存放、翻身、运输等关键工艺进行了系统介绍及优化;并以上海市 公路昆阳路立交匝道新建工程为背景,对优化后的工艺进行了验证。文章还对节段防撞墙的发展方
2、向进行了展望。关键词:桥梁工程;防撞墙;装配式;预制;定型化生产研究背景防撞墙作为桥梁的重要附属结构,不仅是车辆行驶时的安全防护,也是各类杆件、管线的安装载体,还直接影响了桥梁整体视觉效果。在桥梁工程中,防撞墙的工程量占比较小,现浇施工往往处于赶工收尾阶段;同时,防撞墙施工涉及高空作业,施工难度较大,会影响到防撞墙的施工质量。针对现浇防撞墙施工所存在的问题,业内开展了防撞墙工厂化预制施工研究,主要分为边梁防撞墙一体化预制和装配式防撞墙两种形式。边梁防撞墙一体化预制工艺与现浇工艺基本相同,但在缺少二期恒载的预应力梁上所预制的非预应力防撞墙易出现裂缝。另外,边梁防撞墙一体化预制时,单个构件自重增大
3、,且通常为偏心构件,会使运输和安装的难度加大、风险增高。装配式防撞墙则将防撞墙作为独立的预制单元,在现场将其安装于已完成桥面混凝土铺装的边梁上。由于装配式防撞墙预制时不以特定边梁为基础,可灵活应用于各类新建、升级改造工程,成为了学者关注的热点。目前针对装配式防撞墙的研究主要集中在防撞墙与梁体间的连接方式上。这种连接可分为螺栓连接、后张预应力连接和超高性能混凝土()连接类,其中,螺栓连接和后张预应力连接由于施工精度要求较高、连接处应力集中、构件耐久性不足等问题在工程实践中应用较少;连接凭借其施工便捷及良好的力学性能,在装配式防撞墙连接中具有广阔的应用前景。在以往的工程实践中,为了降低预制和安装施
4、工难度,装配式防撞墙通常取消滴水檐,如图所示,。但防撞墙与梁体间的拼缝处理较困难,且与周边桥梁外观轮廓不协调,梁体也易受雨水污染。为此,本研究以带滴水檐、采用 连接的装配式防撞墙为研究对象,对其生产和运输工艺进行系统性研究,以期为后续同类工程提供参考。图装配式防撞墙常见简化形式装配式防撞墙生产运输工艺方案选取带阻爬坎的 形防撞墙(级)为研究对象,并且带滴水檐预制。防撞墙根部预留连接槽口及预埋筋,现场采用 同边梁连接,如图所示,以 和钢筋之间的握裹力和黏结力来承担汽车撞击荷载所产生的拉力。钢筋骨架片状化防撞墙与主梁采用 连接时,为适应防撞 年第期崔猛:装配式防撞墙生产运输工艺的研究及应用图防撞墙
5、高性能混凝土连接示意墙节段预制及安装需求,将防撞墙号钢筋(预埋梁体)拆分为号和号钢筋。其中,号钢筋预埋在梁体内,如图所示;预制防撞墙骨架钢筋(号、号、号)采用片状组合结构以便于钢筋自动化加工,如图所示。单位:图防撞墙钢筋调整示意针对新建工程,钢筋骨架按设计间距布置在钢筋胎架相应的卡槽上;水平分布筋、拉筋按钢筋胎架上设定的限位布置并于钢筋骨架完成绑扎。针对既有桥梁防撞墙更换为装配式防撞墙,钢筋骨架片布置需结合原防撞墙在梁内的预埋筋复测数据,以减少装配式防撞墙安装时出现钢筋干涉的情形。构件混凝土倒置浇筑带滴水檐预制时,防撞墙下部为薄壁结构(最薄处约 ),并且预留钢筋较多。预制时若采用正图防撞墙钢筋
6、片状化加工示意向浇筑,则下部滴水檐处混凝土振捣困难、不易密实,且滴水檐为薄壁结构,模板拆除时易造成滴水檐损坏;同时,预留筋处止浆困难,导致构件外观质量较难控制。因此,本研究预制防撞墙时,采用倒置浇筑工艺,即预制时防撞墙滴水檐处于上部,如图所示。单位:图防撞墙混凝土浇筑示意如图所示,混凝土在最上端一次性浇筑到位可以有效避免施工缝。但滴水檐最窄处仅 左右,若仅在此处设置浇筑点,则浇筑耗时较长,滴水檐处模板易被混凝土污染或发生局部凝结,导致滴水檐出现黏模现象。同时,防撞墙内钢筋、预埋管件布置较密,防撞墙预埋管以下部位,尤其是阻爬坎处混凝土振捣质量很难得到保证。为此在混凝土浇筑时采用“二次浇筑”工艺,
7、第一次浇筑时浇筑防撞墙主体部分,浇筑振捣完成后,安装预留筋处的止浆梳子板;在第一次混凝土初凝前浇筑滴水檐部分混凝土(第二次浇筑),并按分层浇筑施工要求进行振捣。两次混凝土浇筑间隔根据试验确定。外包式模板体系设计及安装工艺传统的现浇防撞墙施工时,防撞墙内、外侧模板通常采用螺杆对拉以抵抗混凝土的侧压力,但模板在对拉螺杆开孔处易漏浆影响墙身外观质量。为此,针对带滴水檐的防撞墙结构特点,可采用如图所示的外包式模板体系,混凝土的侧压力通过板外侧支撑体系平衡,避免了模板开孔。外包模板体系主要由内、外侧模,底模和滴水檐侧模组成,底模与内、外侧模间通过螺栓定位销定位,内、外侧模上部通过螺杆定位;滴水檐对应处模
8、板采用吊模工艺,其上、下 部位 采用 设 置在 内、外 模 上 的拉杆 组件定位。单位:图防撞墙外包式模板体系为适应曲线防撞墙生产需求,侧模分段制作,拼装时将中间段侧模板作为基准段,两侧的节段根据防撞墙的曲率进行调整。模板各组件采取“拉、顶、夹、压”的方法拼装,具体拼装流程如下。()中间段外侧模板采用起重设备初定位后,外模顶拉杆实现定位销对位,打入定位销,底、外侧模间螺栓紧固。()两端外模初定位后,根据防撞线形采用外模顶拉杆实现精定位,紧固模板间螺栓及顶拉杆。()胎架上绑扎完成的钢筋笼入模,安装埋件。()参照()、()安装内侧模(合模)。()安装端模及端模限位;结合桥梁纵横曲率及纵坡,通过限位
9、组件上的顶拉杆调整端模空间姿态,以确保防撞墙安装完成后拼缝齐平、竖直。()安装滴水檐侧模及上下拉杆组件,调整上拉杆组件两端的螺母实现内、外模上部定位,调整上拉杆组件中间及下拉杆组件螺母定位滴水檐侧模,至此完成模板安装。在设有阻爬坎的防撞墙拆除模板时,待模板和起重设备有效连接后,调整模板底部的顶拉杆使其和混凝土面脱离并保持安全距离后再起吊、拆除模板。模板结构及吊点设计时应确保吊点和模板重心共面,以免模板拆除时损坏防撞墙混凝土面,如图所示。预埋件及吊点优化通常,防撞墙上附着有交安、监控、照明及声屏障等设施。防撞墙预制时,通常在对应位置安装预埋件。在现浇防撞墙及防撞墙边梁一体化预制时通常采用外置螺栓
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