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聚苯乙烯泡沫材料在空心橋板施工中的應用 

摘要：聚苯乙烯泡沫材料具有完美的閉孔蜂窩結構極低的吸水性、低導熱系數、高抗壓性、抗老化性等優點成為工業與民用建筑理想的保溫隔熱材料。本文則通過介紹新疆和田波波娜水電站工程座公路橋施工中利用常見的聚苯乙烯泡沫材料替代傳統芯模的成功嘗試認為相比傳統的空氣膠囊內胎模、定型模板、鋼木組合模板有著易于采購、便于加工、成本低、操作簡單、減少工序等的顯著優勢特另適于數量較少的空心板公路橋施工。

1電站工程概況

波波娜水電站位于新疆和田地區喀拉喀什河上為引水式電站。電站距上游烏魯瓦提水利樞紐工程約30km,距和田市41km,壩址距烏魯瓦提水利樞紐2.85km。工程由攔河壩、泄水建筑物和發電引水系統及電站廠房等主要建筑物組成為中型Ⅲ等工程。水庫正常蓄水位1855.0m,總庫容0.024億立方米，最大壩高27.0m;發電引水洞長度約12km;電站裝機容量150mw,保證出力35.0mw,多年平均有效發電量6.66億kw*h。

2聚苯乙烯泡沫替代預制空心橋板芯模

公路橋位于波波娜水電站發電廠房尾水渠上,橋長43.32m,荷載等級為公路Ⅱ級,大橋由東向西跨尾水渠,連接和田市至烏魯瓦提水利樞紐的國家二級公路。公路橋二為兩跨13m的斜空心板橋,預制空心板每跨7塊共14塊,空心尺寸φ390mm。

2.1聚苯乙烯泡沫芯模選定

參考路橋施工經驗,常用的預制空心板芯模為空氣膠囊內胎模。空氣膠囊內胎模可以重復使用,適用于規格相同、數量較大的預制板廠;價格偏高,預制板數量較少時不太經濟;兩套空氣膠囊內胎模,只能進行單塊空心板的預制,還需待強脫模后再施工兩端堵頭混凝土。工序增多進度較慢需專業人員操作如充氣程度、上浮控制、脫模時間等要領不易掌握鑒于水電行業路橋施工相對較少缺乏熟練人員和施工經驗。使用空氣膠囊內胎模還存在很大風險不宜采用。圓孔空心板也有采用硬質管做芯模的較空氣膠囊內胎模簡便直觀適用于數量較少的空心板預制可以一次采購同時進行多塊預制節省工期不需拆模一次成型較為經濟。

由于和田地區地處偏遠,確定方案后的φ390硬質pvc管在新疆地區缺貨,需要從上海訂貨生產后再由廠家發貨;因數量較小廠家何時生產、何時到貨存在極大不確定性;加上公路橋為和田至鳥魯瓦提的交通要道和波波娜水電站施工期大件運輸的唯一通道,它的早日通車意義重大。為此,根據當地彩鋼板產業發達的線索,找到了生產彩鋼板夾芯的廠家,選定了較為適合的替代材料聚苯乙烯泡沫。

2.2預制空心板施工過程控制

公路橋預制空心板整體尺寸和預留空心尺寸均較小,故采用了圓柱體聚苯乙烯泡沫芯模一次布設,預制板一次澆筑成型方式。即在預制板鋼筋安裝及外模加固完成后,暫不安裝封端混凝土橫向鋼筋,先將用透明膠帶對接至設計長度的碾根聚苯乙烯泡沫圓柱體芯模穿入板中,利用預制板設計鋼筋和架立筋,準確安裝芯模定位鋼筋并加固牢靠,最后再完成封端混凝土鋼筋安裝和堵頭模板加固。澆筑過程應重點注意避免一次下料過多出現漏振或過振,因漏振會影響混凝土密實,過振則會導致芯模上浮或偏移。芯模固定形式

由于封端混凝土與板身混凝土一次澆筑成型,所以芯模無需拆除，相比pvc管芯模還有節省封端混凝土內模、不必擔心芯模在振搗時破裂的優點。考慮到不拆除的芯模重量過大可能改變橋板設計荷載,選用了10kg每立方米的聚苯乙烯泡沫,計算增加芯模后的單塊空心板重量增加15kg,僅為設計空心板自重的1/1000,均布后對橋板受力的影響可以忽略。

2.3預制空心板芯模經濟性比較

僅比較直接成本,14塊空心板配3套空氣膠囊內胎模(含備用1套)約需12000元,而公路橋二預制空心板全部采用聚苯乙烯泡沫的材料費。包括機具改造加工費約為8000元,節省成本4000多元。

3聚苯乙烯泡沫替代預應力空心橋板芯模

交通橋是波波娜水電站進廠公路橋,位于發電廠房尾水渠樁號尾0+137.100m處,是波波娜水電站進入發電廠房韻唯一通道,也是波波娜水電站防洪度汛的重點部位。交通橋荷載等級為公路Ⅱ級,基本烈度Ⅶ度,橋長30m,橋面為20m單跨預應力混凝土斜空心板,斜度30度。

3.1聚苯乙烯泡沫芯模的選定

交通橋現澆空心板空心尺寸為74cm*69cm,屬倒角的四棱柱體,較公路橋預制空心板的空心尺寸更寬更高,芯模面板制作相對簡單。一般情況下可以進人操作的此類空心板宜采用定型模板,在空心板數量較大的情況下,優勢比較明顯;若工期寬松,也可采用幾套定型模板,成本也不會很高。但本工程交通橋僅有6塊橋板,全部采用定型模板價格不菲,若采用單套芯模,則循環使用的工期較長。綜合比較,還是采用聚苯乙烯泡沫芯模更為經濟既可節省材料,也能保證工期。

3.2聚苯乙烯泡沫芯模施工過程控制

采用聚苯乙烯泡沫定型芯模后,芯模底部混凝土如何保證振搗密實,如何確保底部現澆混凝土質量是必須要解決的技術難題。實際施工中,采用先澆底板、再放芯模邊澆筑、邊填充的分段施工方式。使這一問題得到了很好的解決。