玻璃纤维筋在地铁施工中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 玻璃纤维筋在地铁施工中的应用 摘要：近几年来中国玻璃纤维 行业快速发展，采用玻璃纤维 （GFRP）筋替代钢筋应用于地铁盾构 井处的围护桩，有效的提高了盾构进、 出洞的效率，达到成本节约的目的，同 时提高工程安全性。 中国论文网 /2/view-12897254.htm 关键词：玻璃纤维筋、盾构井、 弹性模量、出洞效率、安全性、社会效 益 Abstract: in recent years, Chinas glass fiber industry developing fast, using glass fiber reinforced steel (GFRP) alternative used in the subway shield well of retaining piles, improve the efficiency -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 of the shield into the hole, the efficiency, to achieve the purpose of the cost savings, and at the same time, improve engineering safety. Keywords: glass fiber reinforced, shield well, elastic modulus, the hole efficiency, safety, and social benefits 中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号： 我国城市轨道交通迅猛发展，至 今已有 10 个城市的 26 条线开通城市轨 道交通，运营里程达 750 多公里。20 多 个城市上报了城市轨道交通近期建设规 划，规划线路 91 条，总里程 2600 公里， 投资超过 10000 亿元。地铁造价高昂， 平均每公里投资 4 至 5 亿元。为此，地 铁工程建设成本的更加精心化、节约化 显得尤为重要。 新材料、新技术在地铁工程中的 应用便是节约成本的一个有效措施。中 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 国玻璃纤维行业近几年来快速发展，采 用玻璃纤维（GFRP）筋替代钢筋应用 于地铁盾构井处的围护桩，有效的提高 了盾构进、出洞的效率，达到成本节约 的目的，同时提高工程安全性。 一 工程概况 体育公园站属于长沙市轨道交通 2 号线一期工程与 3 号线的换乘车站。 本车站共设 4 个盾构井，2 号线车站小 里程端接长沙大道站为盾构始发，大里 程端接黎托站为盾构吊出，3 号线两端 预留盾构工作条件。 本车站采用玻璃纤维筋代替钢筋 应用于盾构井盾构掘进范围的围护桩， 4 个盾构井桩型分为 Z1、Z6 、Z8 、 Z11，其主筋玻璃纤维筋直径有 28、32 两种，螺旋箍玻璃纤维筋 1018 四种，加劲箍玻璃纤维筋为 20。 二、玻璃纤维筋性能 玻璃纤维筋材（GFRP）其成型 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 工艺是将高强纤维丝浸渍专用环氧树脂 基体后在光电热一体的高速聚合装置内 受热固化，经牵引连续拉挤成型。其具 有以下特性： 1 强度高 用玻璃纤维做成的复合材料筋材， 其抗拉强度与高强钢材接近。 2 耐腐蚀 玻璃纤维复合材料筋的寿命为钢 筋的两倍。 3 弹性模量 玻璃纤维复合材料筋的拉伸弹性 模量介于普通钢材和高强钢材之间， 4 疲劳特性 玻璃纤维复合筋材的疲劳极限较 高，约为静荷强度的 70%80%，并在 破坏前有变形显著的征兆。 5 容重轻 玻璃纤维筋比重仅为钢筋的 1/4，易于安装和运输。 表 1 玻璃纤维筋性能参数表 密度 1.9g/cm3 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 纤维含量 72% 混凝土握裹力 12MPa 巴氏硬度 50 拉伸强度 1230 MPa 拉伸模量 36.8 GPa 弯曲强度 1156 MPa 弯曲模量 31.2GPa 剪切强度 45.9 MPa 线胀系数 0.69106/ 从上面的数据可以看出，是一种 各向异性的非塑性材料，具有很高的抗 拉强度及较高的静态抗剪强度，但同时 动态抗剪度很低，所以配有刮刀跟 滚轮的盾构机很容易通过配有玻璃纤维 筋的围护桩。 三 、玻璃纤维桩施工 1 构造骨架 制作 2 套临时的钢筋框架以支持 和保护玻璃纤维筋。 相邻两个玻璃纤维筋加劲箍之间 加设钢筋斜撑用以玻璃纤维筋笼起吊过 程中平衡受力，下笼前将钢筋斜撑拆除。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 在临时钢筋框架的边缘（底部） 加设 28 加强箍以加固整个框架，加劲 箍单侧顺主筋方向焊 28 钢筋腿，采用 钢丝绳卡扣紧。 2 玻璃纤维筋摆放与加固 按施工图中的位置放置玻璃纤维 筋。 主筋搭接部分用钢丝绳卡固定， 主筋与加劲箍采用 14#铁丝绑扎，主筋 与螺旋箍采用 20#扎丝绑扎。主筋搭接 长度 40d。 3 起吊与转运 将 28 的钢筋放在临时钢筋框架 上表面的对角线位置再用钢丝绳卡固定， 用起重机按吊点缓慢地将笼架吊起至垂 直面。 调整并移动笼架到要求位置，下 放至孔口。 4 短笼对接 采用同样的方法将另一段加工好 的玻璃纤维筋笼吊至孔口。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 对好主筋错开搭接，用钢丝绳卡 扣紧连接两段短笼，每条钢筋搭接处使 用 2 只钢丝绳卡。 盘螺旋箍筋，采用 20#扎丝呈梅 花形绑扎。 5 临时钢筋骨架拆除 最后，放下连接好的笼架同时拆 下所有的支撑物及临时的钢框架。 四 经济效益 以 Z1型玻璃纤维筋桩为例， 体育公园站单个洞门成本分析对比见表 2 所示。 表 1 体育公园站单洞门成本分析 对比表（单位：万元） 玻璃纤维筋桩 普通钢筋桩 备 注 桩体费 33.58 33.84 包括材料费 及加工费 洞门破除费 0 9.45 脚手架搭设费 0 0.5 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 盾构出口成本分析表明，纤维筋 围护桩的桩体费用减少 0.26 万元，盾构 破洞门费用减少 9.45 万元,脚手架搭设 费用减少 0.5 万元；总计节省费用 10.21 万元，节省工期约 20 天。通过单洞门 成本比较显示：从总体来说，玻璃纤维 筋桩比钢筋桩的综合成本低，整体经济 效益良好，简化施工工序，提高了施工 效率。 五 总结 在可持续发展战略的指导下，加 快城市轨道交通产业链的现代化进程。 用玻璃纤维筋替代围护桩中的钢筋，既 可以提高盾构进出洞时的安全性，又节 省了材料、时间，具有明显的经济效益。 同时由于工期的缩短和安全性的提高， 减少了对地面和环境的干扰，特别是减 少了灾害性的事故发生，改善了施工环 境，具有长远的社会效益。 名词解释： 巴氏硬度：巴柯尔 (Barcol)硬 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 度(简称巴氏硬度), 最早由美国 Barber- Colman 公司提出，是近代国际上广泛 采用