铁路工程箱梁高性能混凝土施工技术探索

铁路工程箱梁高性能混凝土施工技术探索
摘要:高性能混凝土在铁路工程箱梁施工中被应用广泛,本文通过结合某施工实例,进行箱梁高性能配合比设计以及混凝土浇筑与养护等施工控制,为同类工程提供参考。

关键词:预制箱梁铁路工程高性能混凝土蒸汽养护
1 工程简介
本标段铁路工程的预应力箱梁采用C50级高性能混凝土,其耐久性为100年。

梁体采用泵送混凝土连续灌注、一次成型,每孔梁灌注时间在6h以内,混凝土入模前含气量控制在2%～4%,混凝土灌注时模板温度控制在5℃～35℃,混凝土拌和物入模温度控制在5℃～30℃,梁体混凝土每灌注20000m3做一次耐久性试验。

2 箱梁高性能混凝土配合比
对于箱梁所采用的高性能混凝土来说,鉴于铁路工程特点以及重要性,混凝土需要具备特殊的力学性能以及具有严格要求的耐久性能。

为满足这特点,高性能的混凝土配合比相当重要。

箱梁所采取的高性能混凝土配合比应当参照现行铁路工程的相关标准,通过对混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能进行对比试验后而确定。

所采用的低水化热和低碱含量的水泥,尽可能避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥;骨料要求应球形粒形、吸水率低、空隙率小;配合比设计时
适量掺用优质粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺合料;同时为了有效地改善和提高铁路工程箱梁的混凝土耐久性能,适当采用具有高效减水、适量引气、能细化混凝土孔结构的专用复合外加剂;配合比设计时还需限制混凝土的最低强度等级、最大水胶比、最小水泥用量、最低胶凝材料用量和最大胶凝材料用量;尽量减少混凝土胶凝材料中的水泥用量。

3 箱梁高性能混凝土浇筑
对于高性能混凝土来说,其浇筑要求相当严格,这也是确保高性能混凝土能有效发挥其耐久性能的关键。

为此,本铁路工程的箱梁在浇筑高性能混凝土时特采取以下施工技术措施。

在进行箱梁浇筑混凝土前,指定专人重复检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度;侧面和底面的垫块至少应为4个/m2,绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内;同时为了有效地确保钢筋的混凝土保护层厚度,使用定制的保护层定位夹;采用的细石混凝土垫块抗腐蚀能力和抗压强度应高于构件本体混凝土,且水胶比不大于0.35。

在高性能混凝土入模前,必须预先测定混凝土的温度、坍落度和含气量等工作性能,只有拌和物的各项性能符合技术条件要求的混凝土方可入模浇筑。

对于本工程的高性能砼采用HBT80C-1818型输送泵泵送,19m布料杆布料的方式浇筑。

在浇筑箱梁的高性能混凝土时采用
斜向分为水平分层,连续浇筑的方法。

浇筑顺序为箱梁腹板板砼1.2m 高→底板板砼→腹板砼→顶板砼。

混凝土从一端开始灌筑,分层厚度不大于30cm,在距端部6m～8m处合拢,新旧混凝土间隔时间不大于混凝土的初凝时间。

预制箱梁混凝土浇筑时,模板温度宜在5℃～35℃。

在炎热季节浇筑混凝土时,混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不超过40℃;在低温条件下,采取适当的保温防冻措施;在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时,采取喷雾、挡风等措施。

在混凝土梁体浇筑过程中,随机取样制做混凝土强度和弹模试件,数量符合规定。

其中箱梁混凝土试件应从底板、腹板及顶板分别取样。

为了能确保箱梁高性能混凝土的浇筑密实性,振捣箱梁的高性能混凝土采用插入式振捣器振捣为主,以高频附着式振动器为辅,插入式高频振捣器振捣混凝土时,采用垂直点振方式振捣,每点的振捣时间一般不宜超过30s,间距不大于40cm,附着式振动器固定在距梁底面以上1.2m处,纵向间距1.5m～2.0m。

在振捣混凝土过程中,加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况,以防漏浆。

混凝土浇筑完后,仔细抹面压平,抹面时严禁洒水、覆灰。

4 箱梁高性能混凝土养护
箱梁高性能混凝土养护是最后一项工序,其是确保混凝土的高性
能的重要保障。

对于箱梁高性能混凝土养护来说,一般分蒸汽养护和自然养护两个阶段。

梁体混凝土采用罩盖蒸汽养护法,选用1台4t/h的锅炉供汽。

养护罩骨架为型钢焊成的空间格构架,上覆复合板用为养护棚罩,混凝土灌注完毕后吊装盖好蒸养棚。

以4t锅炉供汽,主管道采用φ108mm无缝钢管,分支放汽管道采用φ57mm钢管,在放汽管道上均匀钻一排φ3mm孔眼,孔距300mm,并在其凝结阀处设置排水沟。

管道直接接入梁体腹腔及翼缘、底模的空隙内,汽流方向要避免直接正对混凝土面,蒸汽管路的布置要求保证养护罩内每处的温度基本一致,在梁体横截面内的不同位置布设蒸汽管道,温度控制采用计算机自动温度控制系统和压力方式温度表双控方式测定梁内及罩内温度,两者测定结果进行比较,确保蒸汽养护效果。

通过采用计算机控制的蒸汽养护系统进行箱梁混凝土的养护,养护时采用计算机及远传式温度传感器自动控制蒸汽管道上的电磁阀的开合,以控制养护罩内的温升速度和温度的高低,在计算机的统一指挥下工作的通风设备降低养护罩内的温度,使降温速度得以有效控制。

同时采取多点测温、多点升温、多点降温,通过计算机自动控制养护温度,严格控制升、降温梯度、恒温时间和拆模温度。

在高性能混凝土养护期间,对箱梁进行温度监控,定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数,并探索其相互关系,建立养护曲线。

根据混凝土温度和环境参数的变化情况
及时调整养护制度,严格控制混凝土的内外温差满足要求。

在升温和降温阶段,每隔半小时,观测一次温度。

恒温阶段,每小时测量一次,并作好记录,根据实测温度确定蒸汽放入量,以调节蒸养温度,防止混凝土表面开裂。

蒸养结束,梁体拆模后即进入自然养护,箱梁表面覆盖3cm 土工布(混凝土面收光后即覆盖塑料薄膜),采用洒水养护,洒水次数以混凝土面充分湿润为度,一般白天1h～2h一次,晚上4h一次。

当环境相对湿度小于60%时,应洒水养护28天以上。

当环境相对湿度在60%以上时,应洒水养护14天以上。

当环境温度低于5℃时,采取保温措施,禁止对混凝土洒水。

5 结语
鉴于高性能混凝土在铁路工程箱梁施工中的重要性,结合某施工实例提出箱梁高性能配合比设计以及混凝土浇筑与养护等施工控制。

工程实践表明,选择合理的施工配合比及施工控制措施,使高性能混凝土达到最密实状态,可有效提高混凝土强度以及耐久性。

参考文献
[1] 黄小兵.高性能混凝土在武广客运专线某标隧道衬砌中的研究及应用[J].建筑技术,2004,31(10):56～57.
[2] 毛元平.客运专线混凝土预制箱梁高性能混凝土配合比研究[J].沈阳建筑大学学报,2011,25(3):31～32.
[3] 张金华,王巍.浅谈客运专线高性能混凝土施工[J].铁道工程学报,2007,35(6):78～79.。