2、空心板聚苯乙烯内模新技术的运用

1、.空心板聚苯乙烯内模技术的运用一、空心板聚苯乙烯内模新技术应用背景传统的预应力空心板采用充气胶囊作内模，有施工简便，快速，成本低的特点，但随着近几年，高速公路车流量不断加大，超载车辆增加，又由于空心板自身的弊端，会出现各种各样的通病。如承载力不足、单板受力、桥板裂缝、挠度过大等，情况严重时将影响了桥梁的使用。通过近几年桥梁的病害调查发现，空心板梁最典型的通病是容易产生纵向裂缝，其主要原因是：目前大多数空心板采用充气胶囊内模，在浇筑过程中，由于充气胶囊芯模自重轻，易变形，造成腹板和顶板厚度不均匀。芯模在施工中会产生局部或整体上浮和偏位，施工过程很难控制，造成顶板厚度偏低并且极不均匀，最薄处还不到

2、设计厚度的1/3，并且顶板内侧面形成波浪形凹凸面，侧板保护层厚度不够，承载力不足，对桥梁的留下安全隐患。如果拆模过早也易使空心板产生裂缝，影响桥梁的耐久性。分析原因主要有三方面：一、橡胶芯模是柔性的，充气后表面存在较大张力，顶部受压凹陷部位侧面就会鼓凸，顶部未受压部位正好相反，表现为上凸侧凹；二、防浮定位钢筋通过垫块与芯模胶囊接触，面积较小，加强了芯模胶囊的凹凸效应；三、混凝土的浇筑先后次序形成了二次凹凸效应，先浇筑的部位先受压先凹陷，使胶囊内气体流向后浇筑的部位并在此处形成鼓凸。由此不难看出造成空心板厚度不均匀是芯模胶囊的凹凸效应，造成芯模胶囊的凹凸效应主要是防浮垫块与芯模胶囊接触面积较小，

3、没有形成面接触。要解决空心板厚度不均匀问题就必须设法扩大压块与芯模接触面积，提高芯分模整体刚度。鉴于此，为了提高空心板质量合格率，通过查阅资料、咨询专家、现场讨论、实地考察等手段，确定采用聚苯乙烯内模法进行空心板施工。二、聚苯乙烯内模法特点及原理（一）特点将内模改为聚苯乙烯泡沫，使用泡沫作为填充内模不仅能节省大量的人工和机械使用量，而且其自重轻，操作简便，不增加梁体自重，浇注完混凝土后可留在结构内不必取出，投入机械及人工数量也小，还能保证施工质量。（二）原理1、聚苯乙烯内模聚苯乙烯内模是将熟化后的聚苯乙烯泡沫（EPS，一种轻型高分子聚合物）颗粒充满特制的内模模具的型腔内，在较短的时间内，将热蒸

4、汽通过模壁的气孔直接进入模腔中，颗粒受热软化膨胀，由于模具型腔的限制，迫使膨胀的颗粒填满整个型腔的各个空隙，并完全粘成一个整体，最后熔接成与模具完全相同的形状，经过冷却定型后，从模具中取出，即可得到聚苯乙烯泡沫内模制品。外观要求：尺寸符合图纸要求，无变形损坏，棱角分明，线形顺直。图1 空心板聚苯乙烯内模2、施工原理利用聚苯乙烯泡沫芯模料轻质硬的特性，将聚苯乙烯泡沫芯膜水平安放于底板钢筋层与两腹板钢筋层围设的U形空间内，作为预制空心板的内胎模，绑扎顶板钢筋层，支立钢外模，并通过钢外模内侧设置的紧固体系和钢外模顶口处设置的压杠组件对芯模进行牢靠固定。浇筑混凝土后，随即拆除压杠组件。当梁体混凝土养护

5、达到拆模强度要求后，拆除紧固体系及钢外模。达到设计要求强度后，对张拉过的钢绞线进行放张，最后将制成的空心板吊装出槽。三、空心板聚苯乙烯内模新技术在机西高速二期工程应用情况（一）应用情况我标段共有分离式立交桥10座、中桥2座、天桥1座、跨线及匝道桥5座，合计18座共计1537延米，先张法预制空心板736片。采用聚苯乙烯内模法进行预制空心板施工，空心板质量合格率设计及规范要求，在四个标段中率先完成空心板预制。（二）施工工艺流程台座及混凝土穿力梁制作绑扎底板及腹板钢筋骨架穿预应力筋施加预应力安装聚苯乙烯泡沫内模绑扎顶板钢筋安装侧模和端模聚苯乙烯泡沫内模加固混凝土拌合后浇筑拆模养生强度测定预应力放张空

6、心板出槽空心板检测1、台座及混凝土穿力梁制作根据预制空心板梁的设计指标设计制作台座。先张台座总长为85m，13m与20m预制空心板断面梁底（顶）宽度相同，且钢绞线受力区中心位置相同所以预制梁槽台座可通用。梁槽台座设置为2.13m7共计7道，一道梁槽可以同时预制13m空心板6片（13m6片+间距7m=85m）；可以同时预制20m空心板4片（20m4+间距5m=85m），梁槽长度满足施工要求。2、底板及腹板钢筋骨架绑扎钢筋在加工棚内加工，在台座上绑扎。钢筋的交叉点用铁丝绑扎牢固，主要受力钢筋交叉要点焊牢固，并在底板钢筋层下侧支垫绑扎与梁体混凝土同标号的混凝土垫块。混凝土垫块呈梅花型交错布置，并在绑

7、扎前用水浸湿，以保证钢筋保护层符合设计要求。图2 底板腹板钢筋骨架绑扎3、穿预应力筋、施加预应力底板底层钢筋铺设成型后，穿预应力筋并施加初始预应力。预应力筋张拉程序为：单根调直单根张拉（初应力为25%K）多根张拉（整体张拉应力50%K）多根张拉（整体张拉应力100%K） 持荷5分钟（100%K锚固测延伸量）。图3 智能张拉4、聚苯乙烯泡沫内模加工及安装聚苯乙烯泡沫内模在厂家统一加工后运至施工现场，进场时必须经过检测合格后方可进行使用。在底板钢筋层上侧及两腹板钢筋层内侧绑扎符合钢筋保护层厚度的混凝土垫块，混凝土垫块布置间距70-100cm，呈梅花型均匀交错布置。将泡沫内模水平安放于底板钢筋层与两

8、腹板钢筋层围设的U形空间内，使绑扎的混凝土垫块抵住泡沫内模，以防止内模移动。聚苯乙烯内模安装时要按照设计位置和尺寸挂线进行线型控制，安放时不得使其受损，如有损坏要予以更换。两块聚苯乙烯内模之间采用宽胶带包裹粘贴连接，保证连接处不漏浆，且连接顺直。安装完成后，保证内模牢固可靠、线形顺直。图4 内模尺寸检查 图5 内模安装与固定5、顶板钢筋骨架绑扎在泡沫内模的上方，两腹板钢筋层顶端之间绑扎顶板钢筋层，并在顶板钢筋层下侧绑扎与钢筋保护层厚度相同的混凝土垫块，使顶板混凝土垫块地址泡沫内模，防止内模移动。图6 顶板钢筋骨架绑扎6、侧模和端模安装侧模为整体定型钢模板，采用木支撑配合钢拉杆。端模根据设计要求

9、按不同斜度采用钢结构制作，模板及支架具有足够的强度和刚度，保证在设计要求的情况下，便于拆装并能和安装钢筋等工序配合进行。采用人工配合龙门吊安装模板。为防止漏浆各模板连接处采用错缝连接。（1）安装模板前，把模板清理干净，并涂刷隔离剂。（2）模板与钢筋安装工作配合进行，端模应待钢筋安装完毕后安设。（3）安装侧模板时，防止模板移位或凸出。（4）模板安装完毕后，对其平面位置、节点联系及纵横向稳定性进行检查。（5）为防止漏浆，模板采用搭接缝处理，内加海棉条，保证外观质量。7、聚苯乙烯泡沫内模加固为防止泡沫内模在混凝土浇筑时发生上浮，因此必须对泡沫内模进行固定。聚苯乙烯泡沫内模的固定采取在外模加设每隔1m

10、间距的钢管压杆，压杆通过花篮螺丝连接在外模上，压杆下布设1cm厚10cm-15cm长木板压制在聚苯乙烯泡沫模型上，为保证聚苯乙烯泡沫内模位置准确不发生偏位和上浮，同时为保证保护层厚度，在泡沫内模的四周间距均匀加设足够数量多的垫块。图7 采用压杠加固内模8、混凝土浇筑及养生（1）混凝土浇筑砼浇筑前，全部模板和钢筋均应清理干净，不得有积水、锯末、施工碎屑和其他附着物。砼浇筑时采用分层施工，先浇底层砼，再安放定型聚苯乙烯泡沫模型制孔，最后浇筑侧面及顶面砼。在浇筑底层砼时，严格控制底层砼厚度。自一端向另一端铺筑砼，使用振捣棒对边角部位振捣密实。分层厚度不得超过30cm，并且在浇筑时防止混凝土产生离析现

11、象。定型聚苯乙烯泡沫模型或PVC管固定后，立即浇筑侧面及顶面砼。浇筑时，聚苯乙烯泡沫模型两侧每层对称下砼，每层厚度不超过30cm，振捣器垂直插入砼内，并插至底层砼50mm，但避免碰撞钢筋及其他预埋件；插入点交错排列，移动间距为振动作用半径的1.5倍，与侧模保持50100mm的距离，每一处振动完毕后，应边振边徐徐提出振动棒，将气泡从底部和侧面赶出，特别是梁的企口缝处和边板马蹄部加强振捣，防止成型后形成蜂窝麻面。在浇筑过程中要严格控制底板及顶板砼厚度，确保砼内在尺寸。图8 混凝土浇筑（2）混凝土养生养护是砼浇筑成型后，使其表面维持适当的温度和湿度，保证内部充分水化，促进强度不断增长的重要环节，对砼

12、质量有很大影响。因此，在砼初凝后，用湿麻袋、毡布尽快覆盖，并利用自动喷淋系统经常洒水养护7天以上，以能保持砼表面经常处于湿润状态为标准。夏天天气炎热的情况下浇筑砼，易发生干缩裂缝，根据空气的温度、湿度和水泥品种及掺用的外加剂等情况，加强砼养护，每半个小时浇一次水。冬季施工时，覆盖后采用自动蒸汽养生设备蒸养，按冬季施工相关要求进行温度控制。图9 覆盖养生9、预应力放张和梁体出槽（1）预应力放张混凝土的强度达到设计强度的85%以上且砼龄期不小于7天，弹性模量不低于混凝土28d弹性模量的80%时，方可放张。在放张之前，先拆除限制位移的侧模、翼缘模板。放张时采用两台250T千斤顶进行，整体放张。安装好

13、螺杆联结器、张拉精轧螺纹钢筋及活动横梁。把千斤顶送油，用千斤顶顶着活动横梁，这样拧在固定横梁上的螺栓就会松动，拧松固定螺栓，千斤顶缓慢卸荷，即完成放张工作。（2）切割钢绞线切割钢绞线时，切口要靠近构件。放张后用砂轮切割机自中间切断，切割时保证距构件10cm以上的距离。吊装前，再用砂轮机进行切割，切割处的外露钢绞线涂刷防锈漆。同一线上的梁要从放张端向向另一端逐次进行切割。钢绞线两端刷防锈漆，以防锈蚀。钢绞线放张后，使用混凝土及时进行梁两端的封头施工。对预制好的空心板进行编号。10、梁板检测空心板梁顶板厚度检测为取芯检测，用水钻对梁板顶板进行取芯，用测量取芯混凝土的长度或测量取芯孔深度的方法来检测

14、顶板厚度。空心板梁腹板厚度检测为保护层厚度检测，用钢筋位置测定仪对腹板厚度进行检测。图10 钢筋保护层厚度检测 图11 编号存梁四、空心板聚苯乙烯内模技术经济技术分析1、技术分析（1）质量方面采用聚苯乙烯内模法进行空心板预制后，空心板质量合格率由81.9%提升至90%，空心板预制的难点问题顶板厚度超规得到有效解决。详见下表。表1 质量对比分析表序号调查项目充气胶囊法聚苯乙烯内模法1顶板厚度超规11.09%2.81%2保护层厚度超规2.81%2.66%3腹板厚度超规2.50%2.34%4底板厚度超规1.56%1.56%5受力筋间距超规0.47%0.47%6现场文明施工差0.47%0.16%7合计

15、18.90%10.0%图12 质量对比分析折线图（2）工期效益采用聚苯乙烯内模法施工后，空心板质量合格率得到提升，达到设计规范和品质化施工要求。空心板施工得以有序、高效推进，使得我标段在全线率先完成空心板预制。2、经济优势按一槽4片16米空心板为例计算每片梁内模成本。购买3槽内模计算，以200片梁进行摊销内模模板费用。聚苯乙烯内模法每片梁可节约502元，详见下表。表2 经济效益分析表项目充气胶囊法（元片）内置聚苯乙烯泡沫法（元片）购买成本26690*3/200=40070*15=1050配置器具成本12425/200=6230安装拆除内模成本(4+4)*300/4=6002*160/4=80内模维修成本2*300/4=1500封堵端头4*300/4=3000场地文明施工2*300/4=1500合计166211603、社会效益空心板聚苯乙烯内模法施工有效的保证了施工质量，在一定程度上满足了近年