1、空心板梁設(shè)計(jì)理念的變化

  傳統(tǒng)空心板梁多采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，板寬99cm，橢圓形或單圓孔形，隨著道路車流及載重量的增加，傳統(tǒng)的空心板已不適應(yīng)現(xiàn)代高速公路的發(fā)展要求，按照新的設(shè)計(jì)理論，為了提高橋梁的整體剛度和穩(wěn)定性，高速公路16～20ｍ預(yù)應(yīng)力空心板梁一般按底寬132.3cm～150cm，梁高75～90cm設(shè)計(jì)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也相應(yīng)變?yōu)閹У菇堑拈L(zhǎng)方形內(nèi)模，類似于小型箱梁，由于內(nèi)部尺寸較?。?3x93ｃｍ），如果采用鋼內(nèi)模，人工無(wú)法進(jìn)行拆模及組裝，這一外形尺寸的改變必然導(dǎo)致施工工藝也要產(chǎn)生相應(yīng)的突破。

  傳統(tǒng)空心板梁生產(chǎn)工藝的敝端

  傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力空心板采用充氣橡膠作內(nèi)模，有施工簡(jiǎn)便，快速，成本低的特點(diǎn)，但隨著近幾年，高速公路車流量不斷加大，超載車輛增加，又由于空心板自身的弊端，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的通病。如承載力不足、單板受力、橋板裂縫、撓度過(guò)大等，情況嚴(yán)重時(shí)將影響了橋梁的使用。

  通過(guò)近幾年橋梁的病害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，空心板梁典型的通病是容易產(chǎn)生縱向裂縫，其主要原因是：目前大多空心板梁采用充氣橡膠內(nèi)模，在澆筑過(guò)程中，由于充氣橡膠芯模自重輕，易變形，造成腹板和頂板厚度不均勻。芯模在施工中會(huì)產(chǎn)生局部或整體上浮和偏位，施工過(guò)程很難控制，造成頂板厚度偏低并且極不均勻，薄處還不到設(shè)計(jì)厚度的1/3，并且頂板內(nèi)側(cè)面形成波浪形凹凸面，側(cè)板保護(hù)層厚度不夠，承載力不足，對(duì)橋梁的留下安全隱患。如果拆模過(guò)早也易使空心板產(chǎn)生裂縫，影響橋梁的耐久性。分析原因主要有三方面：一、橡膠芯模是柔性的，充氣后表面存在較大張力，頂部受壓凹陷部位側(cè)面就會(huì)鼓凸，頂部未受壓部位正好相反，表現(xiàn)為上凸側(cè)凹；二、防浮定位鋼筋通過(guò)墊塊與芯模橡膠接觸，面積較小，加強(qiáng)了芯模橡膠的凹凸效應(yīng)；三、混凝土的澆筑先后次序形成了二次凹凸效應(yīng)，先澆筑的部位先受壓先凹陷，使橡膠內(nèi)氣體流向后澆筑的部位并在此處形成鼓凸。由此不難看出造成空心板厚度不均勻是芯模橡膠的凹凸效應(yīng)，造成芯模橡膠的凹凸效應(yīng)主要是防浮墊塊與芯模橡膠接觸面積較小，沒(méi)有形成面接觸。要解決空心板厚度不均勻問(wèn)題就必須設(shè)法擴(kuò)大壓塊與芯模接觸面積，提高芯分模整體剛度。所以在空心板梁的施工中，控制頂板厚度是施工的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

2.新工藝施工特點(diǎn)

  為預(yù)防空心板梁的缺陷，提高混凝土空心板橋的施工質(zhì)量，從兩方面對(duì)空心板梁進(jìn)行改善；一方面是改變空心板的結(jié)構(gòu)，提高空心板的整體受力性能，梁端頭由原來(lái)的二次現(xiàn)澆（預(yù)制）封端改為一次隨主體砼現(xiàn)澆，這樣大大提高了空心板的整體受力。另一方面是將內(nèi)模改為發(fā)酵聚苯乙烯泡沫，使用泡沫作為填充內(nèi)模不僅能節(jié)省大量的人工和機(jī)械使用量，而且其自重輕，操作簡(jiǎn)便，不增加梁體自重，澆注完混凝土后可留在結(jié)構(gòu)內(nèi)不必取出，投入機(jī)械及人工數(shù)量也小，還能保證施工質(zhì)量。施工時(shí)先將泡沫制成相應(yīng)的內(nèi)模尺寸按3～4ｍ每段做好備用，砼澆筑時(shí)先澆底板砼，澆筑完后將內(nèi)模放入，立即進(jìn)行頂板鋼筋的綁扎及上部模板對(duì)拉螺拴的擰固，由于砼標(biāo)號(hào)較高（一般為50～60號(hào)）為了防止先澆筑的砼產(chǎn)生凝固，這一工序的時(shí)間要盡量縮短，宜控制在20分鐘左右，后澆筑側(cè)板頂板砼。

  常用的橋梁空心板芯模為空氣泡沫芯模。一般情況下,兩套空氣泡沫芯模，只能進(jìn)行單塊空心板的預(yù)制，還需待強(qiáng)脫模后再施工兩端堵頭混凝土，工序增多，進(jìn)度較慢；需技術(shù)人員操作，如充氣程度、上浮控制、脫模時(shí)間等要領(lǐng)不易掌握?，F(xiàn)在好了,有了新的替代材料:一次性聚苯乙烯橋梁芯模材料。相比傳統(tǒng)的空氣泡沫模板、定型模板、鋼木組合模板，有著易于采購(gòu)、便于加工、成本低、操作簡(jiǎn)單、減少工序等的顯著優(yōu)勢(shì)。

  聚苯乙烯的密度低，質(zhì)量輕，使其在施工過(guò)程中顯得較為靈活。而且在施工之后并不需要把芯模抽出，所以施工程序與步驟都有所簡(jiǎn)化，節(jié)省了機(jī)械與人工成本。不需取出的優(yōu)點(diǎn)還避免了芯模移位或者上浮造成的板頂、板壁、板底的厚度不達(dá)標(biāo)或者不均勻的情況。而無(wú)二次澆筑的優(yōu)點(diǎn)也大大提高了空心板的整體強(qiáng)度，和穩(wěn)定性。讓空心板抗扭、抗畸的能力得到了提高。

３、工程實(shí)例

  我公司標(biāo)段施工的青臨高速路23標(biāo)的空心板梁預(yù)制16m預(yù)應(yīng)力空心板梁和10m非預(yù)應(yīng)力空心板梁共540片。我標(biāo)段空心板梁全部采用發(fā)酵聚苯乙烯泡沫作為內(nèi)模填充料，泡沫密度12.5ｋｇ/m3（如果密度太輕泡沫也會(huì)產(chǎn)生上浮現(xiàn)象），經(jīng)過(guò)計(jì)算每米大約增加梁體自重6ｋｇ，對(duì)橋梁的使用無(wú)任何影響。并且施工簡(jiǎn)便，質(zhì)量易于控制，從已挖開(kāi)的采用聚苯乙烯泡沫內(nèi)模的空心板梁內(nèi)壁看，內(nèi)壁平整光滑，空心板梁頂板和側(cè)板厚度均能滿足設(shè)計(jì)要求，又因聚苯乙烯泡沫內(nèi)模自重輕不必取出，施工預(yù)制時(shí)將空心板端頭和板身一次性澆筑成型，改變以前那種用充氣內(nèi)模時(shí)二次封端的現(xiàn)象，給施工帶來(lái)了極大的方便，通過(guò)對(duì)每片梁的頂板取芯效果來(lái)看，設(shè)計(jì)厚度12ｃｍ取芯結(jié)果為11.5~12.5ｃｍ，合格率95%以上，完全滿足設(shè)計(jì)要求。使用聚苯乙烯泡沫作內(nèi)模，即保證了施工質(zhì)量，又簡(jiǎn)化了施工工藝，隨著公路事業(yè)的發(fā)展，其適應(yīng)性越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

性能特點(diǎn)：

  1、設(shè)計(jì)科學(xué)合理

應(yīng)用橡膠充氣芯模，予制或現(xiàn)場(chǎng)澆筑出來(lái)的成品構(gòu)件，都能滿足設(shè)計(jì)要求，且操作簡(jiǎn)單省工、省時(shí)，省材。

  2、有良好的耐老化性能，使用壽命長(zhǎng)

本產(chǎn)品用合成橡膠、天然橡膠與加強(qiáng)層硫化后制成。既有很好的搞脹強(qiáng)度，又有彈性和柔韌性，所以能滿足在各種工作條件下的使用。

  3、適用溫度廣泛

在-10%～+90%的范圍內(nèi)，材質(zhì)沒(méi)有變化。

  4、為建筑現(xiàn)場(chǎng)施工輕型化提供了有利條件

予應(yīng)力空心混凝土構(gòu)件，由于采用橡膠芯模，其重量比非予應(yīng)力實(shí)心構(gòu)件輕20%，因此減輕建筑物上部結(jié)構(gòu)的重量，可以使樁基縮短，跨徑增大，現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便安全。

  5、施工工藝簡(jiǎn)便、安全、衛(wèi)生

使用橡膠芯模，只用少量簡(jiǎn)單工具，無(wú)需特殊工藝。只要將芯模入負(fù)盤籠內(nèi)，充氣壓力達(dá)到工作壓力時(shí)，即澆筑混凝土，待混凝土初凝時(shí)，將芯模放氣抽出，即可完成成品構(gòu)件的成型，不污染環(huán)境。