鐵路工程箱梁高性能混凝土施工技術探索

　　1　工程簡介
　　本標段鐵路工程的預應力箱梁采用C50級高性能混凝土，其耐久性為100年。梁體采用泵送混凝土連續灌注、一次成型，每孔梁灌注時間在6h以內，混凝土入模前含氣量控制在2％～4％，混凝土灌注時模板溫度控制在5℃～35℃，混凝土拌和物入模溫度控制在5℃～30℃，梁體混凝土每灌注20000m³做一次耐久性試驗。
　　2　箱梁高性能混凝土配合比
　　對于箱梁所采用的高性能混凝土來說，鑒于鐵路工程特點以及重要性，混凝土需要具備特殊的力學性能以及具有嚴格要求的耐久性能。為滿足這特點，高性能的混凝土配合比相當重要。箱梁所采取的高性能混凝土配合比應當參照現行鐵路工程的相關標準，通過對混凝土的工作性能、力學性能、耐久性能進行對比試驗后而確定。所采用的低水化熱和低堿含量的水泥，盡可能避免使用早強水泥和高C3A含量的水泥；骨料要求應球形粒形、吸水率低、空隙率小；配合比設計時適量摻用優質粉煤灰，磨細礦渣粉等礦物摻合料，同時為了有效地改善和提高鐵路工程箱梁的混凝土耐久性能，適當采用具有高效減水、適量引氣、能細化混凝土孔結構的專用復合外加劑；配合比設計時還需限制混凝土的最低強度等級、最大水膠比、最小水泥用量、最低膠凝材料用量和最大膠凝材料用量，盡量減少混凝土膠凝材料中的水泥用量。
　　3　箱梁高性能混凝土澆筑
　　對于高性能混凝土來說，其澆筑要求相當嚴格，這也是確保高性能混凝土能有效發揮其耐久性能的關鍵。為此，本鐵路工程的箱梁在澆筑高性能混凝土時特采取以下施工技術措施。
　　在進行箱梁澆筑混凝土前，指定專人重復檢查鋼筋保護層墊塊的位置、數量及其緊固程度；側面和底面的墊塊至少應為4個／m²，綁扎墊塊和鋼筋的鐵絲頭不得伸入保護層內·同時為了有效地確保鋼筋的混凝土保護層厚度，使用定制的保護層定位夾；采用的細石混凝土墊塊抗腐蝕能力和抗壓強度應高于構件本體混凝土，且水膠比不大于0.35。在高性能混凝土入模前，必須預先測定混凝土的溫度、坍落度和含氣量等工作性能，只有拌和物的各項性能符合技術條件要求的混凝土方可入模澆筑。對于本工程的高性能砼采用HBT80C-1818型輸送泵泵送，19m布料桿布料的方式澆筑。在澆筑箱梁的高性能混凝土時采用斜向分為水平分層，連續澆筑的方法。澆筑順序為箱梁腹板板砼1.2m高－底板板砼－腹板砼－頂板砼。混凝土從一端開始灌筑，分層厚度不大于30cm，在距端部6m～8m處合攏，新舊混凝土間隔時間不大于混凝土的初凝時間。預制箱梁混凝土澆筑時，模板溫度宜在5℃～35℃。在炎熱季節澆筑混凝土時，混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫均不超過40℃；在低溫條件下，采取適當的保溫防凍措施，在相對濕度較小、風速較大的環境下澆筑混凝土時，采取噴霧、擋風等措施。在混凝土梁體澆筑過程中，隨機取樣制做混凝土強度和彈模試件，數量符合規定。其中箱梁混凝土試件應從底板、腹板及頂板分別取樣。
　　為了能確保箱梁高性能混凝土的澆筑密實性，振搗箱梁的高性能混凝土采用插入式振搗器振搗為主，以高頻附著式振動器為輔，插入式高頻振搗器振搗混凝土時，采用垂直點振方式振搗，每點的振搗時間一般不宜超過30s，間距不大于40cm，附著式振動器固定在距梁底面以上1.2m處，縱向間距1.5m～2.0m。在振搗混凝土過程中，加強檢查模板支撐的穩定性和接縫的密合情況，以防漏漿。混凝土澆筑完后，仔細抹面壓平，抹面時嚴禁灑水、覆灰。
　　4　箱梁高性能混凝土養護
　　箱梁高性能混凝土養護是最后一項工序，其是確保混凝土的高性能的重要保障。對于箱梁高性能混凝土養護來說，一般分蒸汽養護和自然養護兩個階段。
　　梁體混凝土采用罩蓋蒸汽養護法，選用1臺4t／h的鍋爐供汽。養護罩骨架為型鋼焊成的空間格構架，上覆復合板用為養護棚罩，混凝土灌注完畢后吊裝蓋好蒸養棚。以4t鍋爐供汽，主管道采用φ108mm無縫鋼管，分支放汽管道采用φ57mm鋼管，在放汽管道上均勻鉆一排φ3mm孔眼，孔距300mm，并在其凝結閥處設置排水溝。管道直接接人梁體腹腔及翼緣、底模的空隙內，汽流方向要避免直接正對混凝土面，蒸汽管路的布置要求保證養護罩內每處的溫度基本一致，在梁體橫截面內的不同位置布設蒸汽管道，溫度控制采用計算機自動溫度控制系統和壓力方式溫度表雙控方式測定梁內及罩內溫度，兩者測定結果進行比較，確保蒸汽養護效果。
　　通過采用計算機控制的蒸汽養護系統進行箱梁混凝土的養護。養護時采用計算機及遠傳式溫度傳感器自動控制蒸汽管道上的電磁閥的開合，以控制養護罩內的溫升速度和溫度的高低，在計算機的統一指揮下工作的通風設備降低養護罩內的溫度，使降溫速度得以有效控制。同時采取多點測溫、多點升溫、多點降溫，通過計算機自動控制養護溫度，嚴格控制升、降溫梯度、恒溫時間和拆模溫度。
　　在高性能混凝土養護期間，對箱梁進行溫度監控，定時測定混凝土芯部溫度、表層溫度以及環境氣溫、相對濕度、風速等參數，并探索其相互關系，建立養護曲線。根據混凝土溫度和環境參數的變化情況及時調整養護制度，嚴格控制混凝土的內外溫差滿足要求。在升溫和降溫階段，每隔半小時，觀測一次溫度。恒溫階段，每小時測量一次，并作好記錄，根據實測溫度確定蒸汽放入量，以調節蒸養溫度，防止混凝土表面開裂。蒸養結束，梁體拆模后即進入自然養護，箱梁表面覆蓋3cm土工布(混凝土面收光后即覆蓋塑料薄膜)，采用灑水養護，灑水次數以混凝土面充分濕潤為度，一般白天1h～2h一次，晚上4h一次。當環境相對濕度小于60％時，應灑水養護28天以上。當環境相對濕度在60％以上時，應灑水養護14天以上。當環境溫度低于5℃時，采取保溫措施，禁止對混凝土灑水。
　　5　結語
　　鑒于高性能混凝土在鐵路工程箱梁施工中的重要性，結合某施工實例提出箱梁高性能配合比設計以及混凝土澆筑與養護等施工控制。工程實踐表明，選擇合理的施工配合比及施工控制措施，使高性能混凝土達到最密實狀態，可有效提高混凝土強度以及耐久