■鄭培林

（漳州通平漳武高速公路有限公司，漳州 363000）

0 前言

公路建筑工地上均設(shè)置有拌和站料倉(cāng)隔墻， 其目的是為了保證黃砂、碎石等地材集料的各自儲(chǔ)存，防止砂石料混合后造成拌和系統(tǒng)配料不匹配， 導(dǎo)致混凝土或各種混合料強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求。 目前傳統(tǒng)的拌和站料倉(cāng)隔墻一般采用漿砌片石隔墻、磚砼隔墻等形式，亦有鋼絲網(wǎng)填充碎石隔墻、波形鋼板隔墻等較新的結(jié)構(gòu)形式。但采用以上的做法存在許多的缺陷，如漿砌片石隔墻、磚砼隔墻占地寬，外觀形象差，對(duì)基礎(chǔ)承載力要求高，而且不可重復(fù)回收使用及后期拆除后造成建筑垃圾、 不環(huán)保等問題；鋼絲網(wǎng)填充碎石隔墻的鋼絲網(wǎng)易銹蝕破損，破損后砂碎石易造成串料等問題； 波形鋼板隔墻波形鋼板材料投入量大，造價(jià)成本高。

近些年我國(guó)新型墻體材料發(fā)展迅速， 其中蒸壓加氣混凝土板（簡(jiǎn)稱ALC 板）的應(yīng)用得到較大推廣。 它是以水泥、石灰、硅砂等為主要原料再根據(jù)結(jié)構(gòu)要求配置添加不同數(shù)量經(jīng)防腐處理的鋼筋網(wǎng)片的一種輕質(zhì)多孔新型的綠色環(huán)保建筑材料。 經(jīng)高溫高壓、蒸汽養(yǎng)護(hù)，反應(yīng)生產(chǎn)具有多孔狀結(jié)晶的蒸壓加氣混凝土板， 其密度較一般水泥質(zhì)材料小，且具有良好的耐火、防火、隔音、隔熱、保溫等無與倫比的性能。在此基礎(chǔ)上配合鋼結(jié)構(gòu)，我們研發(fā)了一種環(huán)?？苫厥绽玫难b配式拌和站料倉(cāng)。

1 工程概況

漳武高速公路南靖段A1 合同段（K0+000）起于南靖豐田鎮(zhèn)五川， 將現(xiàn)有沈海復(fù)線上的南靖落地互通改造成南靖東樞紐互通（MK1+313.459）后，路線往西北側(cè)展線，經(jīng)過田、楓山、鴻砵后，路線上跨九龍江，經(jīng)新樓、赤尾林、于南靖縣城北側(cè)山后村處設(shè)置南靖互通 （K11+699.880）連接馬山線， 隧道穿龍?zhí)渡胶螅?路線沿著九龍江北岸展線，經(jīng)坑口、東仔坑后至南坑鎮(zhèn)境內(nèi)，隧道穿石尖山后至終點(diǎn)（K17+350），路線全長(zhǎng)17.359km。

項(xiàng)目采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)， 設(shè)計(jì)速度100km/h，路基寬度26.0m，樁號(hào)為K0+000～K17+350。 A1合同段包含橋梁22 座，其中主線橋梁3326.4m/13 座（包含互通主線橋），主線分離式橋梁157m/2 座，上跨主線分離式天橋195.5m/2 座。 匝道橋258.5m/5 座。 橋梁總長(zhǎng)3937.1m。 隧道2 座 （龍?zhí)渡剿淼?57.5m， 石尖山隧道364m），互通2 處（南靖東樞紐互通和南靖互通），主線路基長(zhǎng)12.6305km， 路基全線挖方約479.9 萬(wàn)方， 填方約415.53 萬(wàn)方。 合同工期24 個(gè)月，合同金額8.9 億元。

2 隔墻技術(shù)方案

鑒于目前高速公路工地上拌和站料倉(cāng)隔墻普遍存在的問題，我們研發(fā)了一種環(huán)?？苫厥绽玫难b配式拌和站料倉(cāng)，并在本項(xiàng)目中得到實(shí)施應(yīng)用。 該裝配式拌和站料倉(cāng)由多個(gè)隔墻組合排列，呈一端開口的U 型結(jié)構(gòu)，每個(gè)隔墻包含混凝土基礎(chǔ)預(yù)埋件，設(shè)置于每個(gè)混凝土基礎(chǔ)預(yù)埋件上方的H 型鋼立柱，相鄰H 型鋼立柱之間卡合設(shè)置ALC 蒸壓加氣混凝土板材， 以及板材頂端的H 型鋼立柱之間卡合有槽鋼。 所述混凝土基礎(chǔ)預(yù)埋件、H 型鋼立柱和混凝土板材即組合成一面隔墻。 料倉(cāng)實(shí)景見圖1 和圖2 所示。

圖1 裝配式拌和站料倉(cāng)實(shí)景圖（1）

圖2 裝配式拌和站料倉(cāng)實(shí)景圖（2）

混凝土預(yù)埋件和H 型鋼立柱在隔墻的長(zhǎng)度和寬度方向上均勻分布，H 型鋼立柱底部設(shè)有法蘭盤底座，混凝土預(yù)埋件包括法蘭盤和預(yù)埋地腳螺栓， 混凝土預(yù)埋件和H 型鋼立柱之間通過法蘭盤以及地腳螺栓固定連接。 預(yù)埋地腳螺栓通過螺母與H 型鋼立柱底部的法蘭盤底座固定連接。H 型鋼立柱頂端與槽鋼通過螺栓連接。整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3 所示。

3 材料用量和施工步驟

裝配式料倉(cāng)隔墻需用的材料包括H 型鋼立柱、ALC面板、22a 槽鋼加勁梁、M24 高強(qiáng)螺栓、預(yù)埋鋼板（鍍鋅）、C30 混凝土和HRB300 鋼筋， 各材料具體規(guī)格和工程數(shù)量見表1 所示。

圖3 裝配式拌和站料倉(cāng)隔墻整體結(jié)構(gòu)示意圖

表1 裝配式料倉(cāng)隔墻工程數(shù)量表

具體建造使用時(shí)， 該料倉(cāng)隔墻的施工方法包括以下步驟：

（1）場(chǎng)地平整：清除地面雜物及積水，做好臨時(shí)排水；

（2） 測(cè)量放樣： 用全站儀放出隔墻基礎(chǔ)的位置及標(biāo)高，用石灰灑出基礎(chǔ)的平面位置；

（3）基礎(chǔ)開挖：利用小挖掘機(jī)挖出基礎(chǔ)的平面位置，在用人工小心清理基槽，使得基槽尺寸滿足要求；

（4）預(yù)埋預(yù)留件及基礎(chǔ)澆筑：基礎(chǔ)開挖后，預(yù)埋地腳螺栓及法蘭盤， 間距為200cm， 地腳螺栓埋入深度為40cm，外露10cm，法蘭盤平行于混凝土頂面位置，應(yīng)保證水平;

（5）安裝法蘭盤底座和H 型鋼立柱：在預(yù)埋的地腳螺栓套上300cm 高法蘭盤底座和H 型鋼立柱，使得預(yù)埋法蘭盤與H 型鋼立柱底座法蘭盤緊密連接，再套上螺母擰緊；

（6）安裝蒸汽加壓混凝土板材：在相鄰的H 型鋼立柱槽口間安裝相匹配的蒸汽加壓混凝土板材；

（7）安裝封頂扣合槽鋼：在H 型鋼立柱頂端扣合槽鋼，將立柱與槽鋼用螺栓擰緊，形成隔墻。

料倉(cāng)隔墻各部位具體結(jié)構(gòu)尺寸及示意圖見圖4～6 所示。

圖4 單面隔墻各部位結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 隔墻基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 預(yù)埋螺栓規(guī)格示意圖

4 結(jié)構(gòu)受力分析

對(duì)料倉(cāng)隔墻進(jìn)行受力設(shè)計(jì)驗(yàn)算， 以確定其是否符合結(jié)構(gòu)安全使用要求。 采用的計(jì)算軟件為同濟(jì)大學(xué)3D3S鋼結(jié)構(gòu)-空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖7 所示。圖中圓表示支座，數(shù)字為節(jié)點(diǎn)號(hào)。

圖7 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖

4.1 材料

H 型鋼采用Q345，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：345MPa；彈性模量：2.06×105N/mm2；泊松比：0.30；線膨脹系數(shù)：1.20×10-5；質(zhì)量密度：7850kg/m3。

4.2 荷載與組合

（1）荷載

不計(jì)地震作用、溫度荷載，僅計(jì)入活載（單元荷載），即輸入荷載庫(kù)中的荷載，見表2：

表2 活載輸入值

（2）荷載組合：1.00 恒載+1.25 活載。

4.3 設(shè)計(jì)驗(yàn)算結(jié)果

根據(jù) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017-2017）、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2011）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）等，對(duì)計(jì)算分析模型進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果見表3 和表4。 結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)能夠滿足承載力計(jì)算要求，應(yīng)力比最大值為0.97。模型總體應(yīng)力比分布見圖8。

圖8 桿件應(yīng)力比分布圖

5 效益分析

（1）提高施工效率：同一項(xiàng)目使用ALC 蒸壓加氣混凝土板結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)施工，裝配率可達(dá)到70%，會(huì)比使用普通材料修筑隔墻縮短三分之一的工期；ALC 板材在安裝時(shí)多采用干式施工法，工藝簡(jiǎn)便、效率高，可鋸、可鉆、可磨、可釘，更容易地體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖；

（2）經(jīng)濟(jì)效益：可以增加建筑物使用面積約20%；可以降低地基造價(jià)， 降低費(fèi)用約15%；ALC 板材產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確、重量輕，可大大地減少人力物力投入；

表3 設(shè)計(jì)驗(yàn)算結(jié)果表（強(qiáng)度和整體穩(wěn)定為（應(yīng)力/設(shè)計(jì)強(qiáng)度））

表4 最嚴(yán)控制表（強(qiáng)度和整體穩(wěn)定為（應(yīng)力/設(shè)計(jì)強(qiáng)度））

（3）施工規(guī)范化、文明化：可提高施工現(xiàn)場(chǎng)文明施工規(guī)范，減少建筑垃圾的二次產(chǎn)生和倒運(yùn)；

（4）輕質(zhì)高強(qiáng)（比重0.5）：為普通混凝土的1/4、粘土磚的1/3， 比水還輕， 和木材相當(dāng)， 立方體抗壓強(qiáng)度≥4MPa，單點(diǎn)吊掛力≥1000N；

（5）耐火、阻燃（4 小時(shí)耐火）：蒸壓加氣混凝土為無機(jī)物，不會(huì)燃燒，而且在高溫下也不會(huì)產(chǎn)生有害氣體；同時(shí)，蒸壓加氣混凝土導(dǎo)熱系數(shù)很小，這使得熱遷移慢，能有效抵制火災(zāi)，并保護(hù)其結(jié)構(gòu)不受火災(zāi)影響；

（6） 耐久性好： 蒸壓加氣混凝土板是一種硅酸鹽材料，不存在老化問題，也不易風(fēng)化，是一種耐久的建筑材料， 其正常使用壽命完全可以和各類永久性建筑物的壽命相匹配；

（7）綠色環(huán)保：蒸壓加氣混凝土板沒有放射性，也沒有有害物質(zhì)溢出。在生產(chǎn)過程中，沒有污染和危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生。使用時(shí)，即使在高溫下和火災(zāi)中也絕沒有放射性物質(zhì)和有害氣體產(chǎn)生。各個(gè)獨(dú)立的微氣泡，使加氣混凝土產(chǎn)品具有一定的抗?jié)B性，可防止水和氣體的滲透。

6 結(jié)論

（1） 本新型料倉(cāng)隔墻屬于裝配式建筑技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)項(xiàng)目， 是以ALC 蒸壓加氣混凝土板材為基礎(chǔ)，結(jié)合H 型鋼立柱等鋼結(jié)構(gòu)研發(fā)出來的一個(gè)隔墻類型。 其目的是提供一種快速環(huán)?？苫厥绽玫难b配式拌和站料倉(cāng)。

（2）與目前正在普遍使用的高速公路建設(shè)工地上的料倉(cāng)隔墻相比，本料倉(cāng)隔墻具有明顯的安全可靠、易操作易回收、拆卸簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、經(jīng)久耐用、經(jīng)濟(jì)節(jié)約等特點(diǎn)，明顯提高了施工效率，促進(jìn)了工地施工的規(guī)范化、文明化。 可以在工地上推廣使用。