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聚苯乙烯泡沫材料在空心桥板施工中的应用 

摘要：聚苯乙烯泡沫材料具有完美的闭孔蜂窝结构极低的吸水性、低导热系数、高抗压性、抗老化性等优点成为工业与民用建筑理想的保温隔热材料。本文则通过介绍新疆和田波波娜水电站工程座公路桥施工中利用常见的聚苯乙烯泡沫材料替代传统芯模的成功尝试认为相比传统的空气胶囊内胎模、定型模板、钢木组合模板有着易于采购、便于加工、成本低、操作简单、减少工序等的显著优势特另适于数量较少的空心板公路桥施工。

1电站工程概况

波波娜水电站位于新疆和田地区喀拉喀什河上为引水式电站。电站距上游乌鲁瓦提水利枢纽工程约30km,距和田市41km,坝址距乌鲁瓦提水利枢纽2.85km。工程由拦河坝、泄水建筑物和发电引水系统及电站厂房等主要建筑物组成为中型Ⅲ等工程。水库正常蓄水位1855.0m,总库容0.024亿立方米，最大坝高27.0m;发电引水洞长度约12km;电站装机容量150mw,保证出力35.0mw,多年平均有效发电量6.66亿kw*h。

2聚苯乙烯泡沫替代预制空心桥板芯模

公路桥位于波波娜水电站发电厂房尾水渠上,桥长43.32m,荷载等级为公路Ⅱ级,大桥由东向西跨尾水渠,连接和田市至乌鲁瓦提水利枢纽的国家二级公路。公路桥二为两跨13m的斜空心板桥,预制空心板每跨7块共14块,空心尺寸φ390mm。

2.1聚苯乙烯泡沫芯模选定

参考路桥施工经验,常用的预制空心板芯模为空气胶囊内胎模。空气胶囊内胎模可以重复使用,适用于规格相同、数量较大的预制板厂;价格偏高,预制板数量较少时不太经济;两套空气胶囊内胎模,只能进行单块空心板的预制,还需待强脱模后再施工两端堵头混凝土。工序增多进度较慢需专业人员操作如充气程度、上浮控制、脱模时间等要领不易掌握鉴于水电行业路桥施工相对较少缺乏熟练人员和施工经验。使用空气胶囊内胎模还存在很大风险不宜采用。圆孔空心板也有采用硬质管做芯模的较空气胶囊内胎模简便直观适用于数量较少的空心板预制可以一次采购同时进行多块预制节省工期不需拆模一次成型较为经济。

由于和田地区地处偏远,确定方案后的φ390硬质pvc管在新疆地区缺货,需要从上海订货生产后再由厂家发货;因数量较小厂家何时生产、何时到货存在极大不确定性;加上公路桥为和田至鸟鲁瓦提的交通要道和波波娜水电站施工期大件运输的唯一通道,它的早日通车意义重大。为此,根据当地彩钢板产业发达的线索,找到了生产彩钢板夹芯的厂家,选定了较为适合的替代材料聚苯乙烯泡沫。

2.2预制空心板施工过程控制

公路桥预制空心板整体尺寸和预留空心尺寸均较小,故采用了圆柱体聚苯乙烯泡沫芯模一次布设,预制板一次浇筑成型方式。即在预制板钢筋安装及外模加固完成后,暂不安装封端混凝土横向钢筋,先将用透明胶带对接至设计长度的碾根聚苯乙烯泡沫圆柱体芯模穿入板中,利用预制板设计钢筋和架立筋,准确安装芯模定位钢筋并加固牢靠,最后再完成封端混凝土钢筋安装和堵头模板加固。浇筑过程应重点注意避免一次下料过多出现漏振或过振,因漏振会影响混凝土密实,过振则会导致芯模上浮或偏移。芯模固定形式

由于封端混凝土与板身混凝土一次浇筑成型,所以芯模无需拆除，相比pvc管芯模还有节省封端混凝土内模、不必担心芯模在振捣时破裂的优点。考虑到不拆除的芯模重量过大可能改变桥板设计荷载,选用了10kg每立方米的聚苯乙烯泡沫,计算增加芯模后的单块空心板重量增加15kg,仅为设计空心板自重的1/1000,均布后对桥板受力的影响可以忽略。

2.3预制空心板芯模经济性比较

仅比较直接成本,14块空心板配3套空气胶囊内胎模(含备用1套)约需12000元,而公路桥二预制空心板全部采用聚苯乙烯泡沫的材料费。包括机具改造加工费约为8000元,节省成本4000多元。

3聚苯乙烯泡沫替代预应力空心桥板芯模

交通桥是波波娜水电站进厂公路桥,位于发电厂房尾水渠桩号尾0+137.100m处,是波波娜水电站进入发电厂房韵唯一通道,也是波波娜水电站防洪度汛的重点部位。交通桥荷载等级为公路Ⅱ级,基本烈度Ⅶ度,桥长30m,桥面为20m单跨预应力混凝土斜空心板,斜度30度。

3.1聚苯乙烯泡沫芯模的选定

交通桥现浇空心板空心尺寸为74cm*69cm,属倒角的四棱柱体,较公路桥预制空心板的空心尺寸更宽更高,芯模面板制作相对简单。一般情况下可以进人操作的此类空心板宜采用定型模板,在空心板数量较大的情况下,优势比较明显;若工期宽松,也可采用几套定型模板,成本也不会很高。但本工程交通桥仅有6块桥板,全部采用定型模板价格不菲,若采用单套芯模,则循环使用的工期较长。综合比较,还是采用聚苯乙烯泡沫芯模更为经济既可节省材料,也能保证工期。

3.2聚苯乙烯泡沫芯模施工过程控制

采用聚苯乙烯泡沫定型芯模后,芯模底部混凝土如何保证振捣密实,如何确保底部现浇混凝土质量是必须要解决的技术难题。实际施工中,采用先浇底板、再放芯模边浇筑、边填充的分段施工方式。使这一问题得到了很好的解决。