淺談高速鐵路預(yù)制箱梁混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

摘 要：伴隨著中國鐵路客運(yùn)專線的建設(shè)，高性能混凝土的應(yīng)用越來越廣泛。對(duì)哈大客運(yùn)專線箱梁使用的C50高性能混凝土進(jìn)行質(zhì)量控制，以保證施工質(zhì)量，確保橋梁結(jié)構(gòu)物100年的使用壽命， 顯得非常重要。

關(guān)鍵詞：預(yù)制 箱梁 澆筑 養(yǎng)護(hù)

一、 工程概況

伊通河特大橋起于D3K692+955.54（沈臺(tái)尾），止于DK750+937.64（哈臺(tái)尾）。全長57.9821km。本橋共有228處立交，主要在693+260跨城市主干道（迎賓路），695+446跨省道106（長白路），701+294跨國道302（青年路），704+809跨長松高速路，711+829、711+964兩跨高速路匝道（長余段），742+086跨X009（農(nóng)九線）等級(jí)較高道路外，還有698+872的四環(huán)路，702+743的藥廠園區(qū)乙四路，703+659的北凱旋路，706+521的小城子公路城市道路及長白鐵路聯(lián)絡(luò)線，其余均為鄉(xiāng)村道路。由于多處與道路立交凈高受限，需在橋梁兩側(cè)設(shè)置限高防護(hù)架。

本橋采用矩形空心橋臺(tái)，橋墩采用圓端形墩，墩高≥14m時(shí)采用空心墩，其余為實(shí)體墩，基礎(chǔ)均為摩擦鉆孔樁。樁徑采用1m及1.25m，連續(xù)梁采用1.25m及1.5m，橋臺(tái)采用直徑1m的樁基。

二、 混凝土澆筑

1、澆筑原則及要求

混凝土澆筑采用連續(xù)澆筑、一次成型，澆筑時(shí)間不宜超過6h或不得超過混凝土的初凝時(shí)間。

預(yù)制箱梁混凝土拌合物入模前應(yīng)測(cè)定混凝土溫度、含氣量和塌落度，確保含氣量控制在2%-4%，混凝土拌合物塌落度45min損失不宜大于10%；混凝土澆筑時(shí)，模板溫度宜控制在5℃-35℃，混凝土拌合物入模溫度應(yīng)控制在5℃-30℃.

澆筑時(shí)采取水平分層的方法澆筑，水平分層厚度不宜大于30cm，先后兩層混凝土的間隔時(shí)間不得超過初凝時(shí)間，并在初凝時(shí)間前完成。在澆筑混凝土梁體時(shí)，應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)監(jiān)視振動(dòng)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如有故障則迅速組織搶修。為避免因震動(dòng)不及時(shí)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)空洞或蜂窩麻面，還應(yīng)有專人負(fù)責(zé)監(jiān)視模板狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。橋面應(yīng)在澆筑完成后按要求整平，平整度不超過5mm/m。

當(dāng)晝夜平均溫度低于5℃或最低氣溫低于-3℃時(shí)，應(yīng)采去保溫措施，并按冬期施工處理。天氣炎熱時(shí)要避開高溫時(shí)段，大雨天禁止施工，并隨時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。

2、混凝土澆筑順序

混凝土澆筑采用水平分層的方式連續(xù)澆筑，布料先從箱梁兩側(cè)腹板同步對(duì)稱進(jìn)行，先從兩腹板下灰澆筑腹板與底版結(jié)合處的混凝土，再澆筑腹板混凝土，當(dāng)兩側(cè)腹板混凝土澆筑到與頂部面結(jié)合部位時(shí)，改用從內(nèi)膜頂面預(yù)留的混凝土澆筑下料孔下料補(bǔ)澆底板混凝土，并及時(shí)攤平、補(bǔ)足、振搗，控制好標(biāo)高，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最后澆筑頂板，澆筑兩側(cè)腹板混凝土?xí)r，采用同步對(duì)稱澆筑，防止兩邊混凝土面高低懸殊，造成內(nèi)模偏移或其他后果。當(dāng)兩腹板灌平后，開始澆筑橋面板混凝土，橋面混凝土采用從一端向另一端一次澆筑成型，便于表面收漿抹平。

3、混凝土振搗施工

箱梁混凝土澆筑采用插入式振搗棒振搗成型，并輔以側(cè)振和底振，并確?；炷撩軐?shí)。插入式振動(dòng)器在施工中移動(dòng)間距不應(yīng)超過振動(dòng)器作用半徑的1.5倍，與模板應(yīng)保持在5-10cm的距離，避免振動(dòng)器碰到波紋管、鋼筋計(jì)其他預(yù)埋件。分層澆筑時(shí)，插入下層混凝土5-10cm，每點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間約20-30s，振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)棒上下略微抽動(dòng)，防止棒頭被鋼筋卡住無法拔出。每處振動(dòng)完畢后邊振動(dòng)邊緩慢提起振動(dòng)器，即快插慢拔，插入深度不超過振動(dòng)器長度的1.25倍。插入點(diǎn)要均勻排列，可排成“行列式”或“交錯(cuò)式”?；炷帘仨氄駝?dòng)到停止下沉、不再冒氣泡、表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。振搗過程應(yīng)嚴(yán)防漏振或過振的情況發(fā)生，以免混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生蜂窩、麻面。為加強(qiáng)混凝土振搗質(zhì)量，可以在側(cè)模和底模上安裝高頻振搗器，在混凝土找到過程中根據(jù)下料情況開啟使用。

澆筑過程中注意加強(qiáng)箱梁端頭預(yù)應(yīng)力錨墊板處、下倒角、支座板以及跨中預(yù)應(yīng)力管道密集部位的振搗。振搗過程中加強(qiáng)觀察，防止預(yù)應(yīng)力孔道、預(yù)埋件、鋼筋等的變形、松動(dòng)或移動(dòng)。

澆筑下梗肋混凝土?xí)r應(yīng)讓混凝土充分翻漿，從腹板翻出的混凝土基本是密實(shí)的混凝土，只有充分翻漿才能保證腹板下梗肋處的混凝土密實(shí)。下梗肋處的腹板混凝土在沒有灌滿之前不應(yīng)將翻漿堆積的混凝土攤平。下梗肋混凝土澆筑完成振搗好后，不得再將振搗棒插入下梗肋下部，以免造成下梗肋上部形成空洞。

振搗底腹板混凝土?xí)r滴落在內(nèi)模及翼板頂板上的混凝土應(yīng)及時(shí)清除掉，以賣弄形成干灰或夾渣。

混凝土表面磨平、趕光后要加強(qiáng)保護(hù)，防止人員踩踏或雜物散落。在腹板澆筑的過程中應(yīng)派專人用小錘敲擊內(nèi)外模，通過聲音判斷腹板內(nèi)的混凝土是否灌滿。

在梁體混凝土澆筑過程中，應(yīng)指定專人值班檢查模板、鋼筋、如發(fā)現(xiàn)螺栓、支撐等松動(dòng)應(yīng)及時(shí)擰緊，漏漿處應(yīng)及時(shí)堵嚴(yán)，鋼筋預(yù)埋件如有移位，應(yīng)及時(shí)調(diào)整保證位置正確。

混凝土澆筑入模時(shí)下料要均勻，注意與振搗相配合，混凝土的振搗與下料交錯(cuò)進(jìn)行。

橋面混凝土應(yīng)確保密實(shí)、平整、坡度順暢，因此除按規(guī)定進(jìn)行振動(dòng)外，還必須執(zhí)行兩次收漿、抹平。收漿抹面后立即用塑料薄膜覆蓋保濕。橋面一經(jīng)收漿抹面初凝前不得踐踏。

4、混凝土試件的制作

生產(chǎn)前，應(yīng)進(jìn)行混凝土配合比選定試驗(yàn)，制作抗凍性、抗?jié)B性、抗氯離子滲透性、抗堿-骨料反應(yīng)性等混凝土耐久性試件各一組，進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。

批量生產(chǎn)中，預(yù)制梁每20000m?混凝土抽取抗凍融循環(huán)、抗?jié)B性、抗氯離子滲透性、抗堿-骨料反應(yīng)性等混凝土耐久性試件各一組，進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。

預(yù)制梁在澆筑混凝土過程中，應(yīng)隨機(jī)取樣制作混凝土強(qiáng)度、彈性模量試件，其中強(qiáng)度、彈性模量試件，其中強(qiáng)度、彈性模量試件應(yīng)分別從箱梁底板、腹板及頂板取樣。抗壓試件每件體積為150mm*150mm*150mm，每三件為一組，彈性試件每件體積為150mm*150mm*300mm，每六件為一組。試件應(yīng)隨梁體或在同樣條件下振動(dòng)成型。

每件預(yù)制梁混凝土彈模試件不得少于兩組，其中一組為隨梁養(yǎng)護(hù)的終張拉試件，一組為28d標(biāo)養(yǎng)試件。試件彈性模量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

每孔箱梁應(yīng)按照規(guī)范要求制作混凝土強(qiáng)度評(píng)定試件，注意同條件養(yǎng)護(hù)試件不得遺漏。

三、混凝土養(yǎng)護(hù)

梁體混凝土澆筑完成后，即應(yīng)按規(guī)定用保水性能良好的材料進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。梁體的養(yǎng)護(hù)分為蒸汽養(yǎng)護(hù)和自然養(yǎng)護(hù)兩種。

1、自然養(yǎng)護(hù)

在自然氣溫較高的情況下可采用灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)采用混凝土的拌合用水或符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的自來水。

當(dāng)梁體混凝土澆筑完畢、應(yīng)盡量減少暴露時(shí)間，并用塑料薄膜緊密覆蓋防止水分蒸發(fā)。在長春的7、8月份氣溫較高、氣候干燥時(shí)應(yīng)用噴壺灑水保濕。混凝土初凝后混凝土面應(yīng)用透水性不退色土工布覆蓋，在其表面噴灑水養(yǎng)護(hù)。梁面與內(nèi)箱底板頂面混凝土均需保濕養(yǎng)護(hù)。灑水次數(shù)應(yīng)以混凝土表面濕潤狀態(tài)為度。一般情況下，白天1-2小時(shí)一次、晚上4小時(shí)一次。

灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間：從澆筑完畢開始計(jì)時(shí)，當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度小于60%時(shí)，自然養(yǎng)護(hù)的時(shí)間一般不小于28d；相對(duì)濕度在60%以上時(shí)，自然養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不小于14d。當(dāng)梁體初張拉完移出制梁臺(tái)座后，需繼續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)到規(guī)定時(shí)間。在對(duì)梁體進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)的同時(shí)，應(yīng)對(duì)隨梁養(yǎng)護(hù)的混凝土試件進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，使試件與梁體混凝土強(qiáng)度同步增長。

當(dāng)日平均氣溫低于+5℃，不得進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，預(yù)制梁表面應(yīng)噴涂養(yǎng)護(hù)劑，采取保溫措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2、混凝土蒸汽養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)前認(rèn)真檢查水、電系統(tǒng)是否可以正常工作，蒸汽養(yǎng)護(hù)的鍋爐能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

梁面進(jìn)行第二次趕光、壓平，即可覆蓋蒸汽養(yǎng)護(hù)罩，檢查養(yǎng)護(hù)罩和管道的連接情況，保證密封且不漏氣。養(yǎng)護(hù)罩底角用重物壓實(shí)，防止在養(yǎng)護(hù)期間被大風(fēng)或其他情況掀開。

蒸汽養(yǎng)護(hù)分為靜停、升溫、恒溫和降溫四個(gè)階段。靜停期間應(yīng)保持棚內(nèi)的溫度不低于5℃，澆筑完成4小時(shí)后方可升溫，升溫的速度應(yīng)控制在10℃/h之內(nèi)，恒溫時(shí)蒸汽溫度不宜超過45℃，梁體芯部混凝土溫度不應(yīng)超過60℃，個(gè)別最高不超過65℃，降溫速度應(yīng)控制在10℃/h之內(nèi)。蒸汽養(yǎng)護(hù)期間及撤銷保溫設(shè)施時(shí)，梁體混凝土芯部與表面、表層與環(huán)境的溫度差不超過15℃。蒸汽養(yǎng)護(hù)后應(yīng)立即進(jìn)入自然養(yǎng)護(hù)，時(shí)間不得小于7天。

蒸汽養(yǎng)護(hù)過程中，通氣后定時(shí)測(cè)溫度，并做好記錄。蒸養(yǎng)時(shí)每0.5h測(cè)一次溫度，并反饋到鍋爐房，根據(jù)實(shí)測(cè)溫度調(diào)整蒸汽量。通過加汽或停汽，將升溫幅度控制在10℃/h之內(nèi)。

拆除養(yǎng)護(hù)罩時(shí)，將養(yǎng)護(hù)罩的兩端打開，進(jìn)行箱梁溫室內(nèi)的通風(fēng)，緩慢自然地將梁體表面溫度降至環(huán)境溫度之差不大于15℃時(shí)方可以拆除養(yǎng)護(hù)罩，并立即對(duì)頂面、箱內(nèi)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，時(shí)間不少于7天。

蒸汽結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)采取措施，繼續(xù)對(duì)混凝土進(jìn)行保溫保濕自然養(yǎng)護(hù)。

總結(jié)：

哈大客運(yùn)專線是我國《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》的重要組成部分， 是鐵路跨越式發(fā)展的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。隨著高性能混凝土在客運(yùn)專線中的大量使用， 迫切需要建立更完備、更科學(xué)、更容易保證高性能混凝土質(zhì)量， 又容易操作的高性能混凝土質(zhì)量控制系統(tǒng)。本文從原材料、配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)施工及合格驗(yàn)收等質(zhì)量控制環(huán)節(jié)， 對(duì)高性能混凝土的質(zhì)量控制措施進(jìn)行了初步研究， 并對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題提出解決的辦法， 通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明是有效的。

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[4]《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中國鐵道出版社2005-06-14

[5]《哈大鐵路客運(yùn)專線施工技術(shù)要點(diǎn)手冊(cè)》中國鐵道出版社

作者簡介：徐瑩瑩（1985-），女，甘肅蘭州人，助理工程師，2008年7月畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)。