泵送混凝土技術在鐵路預制T梁中的應用

黃滕斌（西安地下鐵道有限責任公司，陜西 西安 710018）

1 工程概況

福山梁場位于煙臺市，占地227.5畝，承擔青（島）榮（成）城際鐵路338片箱梁、592片T梁的預制和運輸任務。我國鐵路T梁一直按照工業化產品要求，采用定型設計產品，使用標準通用圖進行生產[1]。該梁場T梁使用的設計圖為《時速160km客運共線鐵路預制后張法簡支T梁》（通橋（2005）2101），跨度為32m和24m，混凝土強度等級為C55。國內鐵路T形梁混凝土澆筑一般采用龍門吊配合的“吊灌”工藝，混凝土坍落度一般控制在90mm～120mm。按照建設單位總體工期安排，梁場先生產箱梁后生產T梁。為減低勞動強度，提高T梁的生產效率，提高設備的使用效率，便于在雨雪天氣下進行施工，保證施工進度，梁場開展了采用泵送混凝土技術進行T梁混凝土澆筑的實踐應用。

2 原材料及配合比

2.1 混凝土原材料

為了減少材料的種類和規格，T梁采用的原材料和箱梁所用原材料一致，具體使用情況為：煙臺山水水泥有限公司生產的P·Ⅱ52.5，堿含量為0.56%；F類Ⅰ級粉煤灰，需水量比95%，燒失量2.86%；S95級礦碴粉，流動度比102%；天然河砂，表觀密度2650 kg/m3，細度模數2.8，含泥量1.5%，無堿活性；5～20mm連續級配碎石（雙摻，5～10mm：10～ 20mm=4：6），表觀密度2720 kg/m3，含泥量0.2%，無堿活性；HJSX-A型聚羧酸減水劑，摻量1.4%，減水率30%，含固量20.38%。

2.2 混凝土配合比

按照總體工期安排，T梁預制工期很短，為保證T梁冬期施工和臺座周轉，結合施工驗收標準，確定了配合比的主要指標為坍落度160mm～200mm，含氣量3%～4%，水泥用量大于400 kg/m3，2d強度不小于35MPa，3d強度不小于45MPa，14d強度不小于65MPa，14d彈性模量不小于38GPa，28d強度、28d彈性模量、耐久性指標滿足《鐵路混凝土》（TB/T 3275-2011）。經過試驗室多次試配和調整，并經鐵道部質量監督檢驗中心進行混凝土耐久性驗證，最終選定的配合比為水泥：粉煤灰：礦粉：砂：碎石：減水劑：水 =417：39：34：711：1024：6.86：148。

3 施工機械

采用2臺三一重工有限公司生產的HZS120強制式混凝土攪拌站（具有微機控制自動計量系統）進行混凝土拌和?；炷翀鰞冗\輸采用5臺8m3的混凝土運輸車?；炷帘盟筒捎?臺中聯重工有限公司生產的HBT80.18.160S混凝土輸送泵和2臺唐山市豐潤區德鋒工程機械有限公司HGY19/2布料機配合進行?；炷琳駬v采用高頻附著式振動器，φ30和φ50振搗棒。

4 質量控制要點

4.1 混凝土原材料及配合比

混凝土原材料嚴格按照《鐵路混凝土》（TB/T 3275-2011）進行進場驗收，不合格的原材料不得使用。原材料的主要控制項目有水泥的堿含量，粉煤灰的燒失量和需水量比，骨料的級配和含泥量，減水劑的適應性、含固量和減水率[2][3]。定期對原材料的質量指標進行數理統計分析來評價原材料的質量波動情況，對質量波動較大的原材料供應商進行信譽考核，確保應用到T梁的原材料不僅合格，還性能穩定。每次進場的減水劑需使用現場原材料進行配合比驗證，以檢驗減水劑與材料的適應性。

4.2 混凝土拌和

混凝土攪拌采用“裹漿法”投料順序拌和，即先向攪拌機投入河砂、水泥、摻合料和外加劑，攪拌均勻后，再加入所需用水量，待砂漿充分攪拌后再投入粗骨料，并繼續攪拌至均勻為止。每一階段的攪拌時間不少于30s，總攪拌時間為2min～3min。混凝土嚴格按照施工配合比及攪拌工藝進行攪拌，計量系統堅持“周期檢定、定期校準、用前復核”的原則，按照規定的頻次測定混凝土的坍落度、含氣量、溫度、保水性等各項指標，并滿足標準要求。

4.3 混凝土運輸

采用5臺混凝土運輸車進行場內運輸，保證運輸過程不漏漿，不因運輸原因導致混凝土離析。

4.4 混凝土澆筑

混凝土的入模溫度控制在10℃～30℃。梁體混凝土澆筑必須按照斜向分段、水平分層、連續澆筑、一次完成的原則進行澆筑?；炷撩繉拥臄備伜穸炔淮笥?0cm，澆筑時間必須控制在3.5h以內。梁體混凝土澆筑順序為：下翼緣→肋板→橋面板→擋碴墻?；炷翉囊欢讼蛄硪欢藢ΨQ進行澆筑，當澆筑到距離另一端6～8m時，則從另一端開始向相反方向澆筑，然后合攏。

4.5 混凝土泵送

泵送混凝土前，應先用1.0 m3～2.0m3砂漿(水灰比與T梁混凝土配合比一致)對混凝土泵及管道進行濕潤，砂漿不得泵入T梁模板內。泵送時要嚴密關注喂料斗中混凝土的數量，以防吸入空氣造成堵管，保證料斗中混凝土的數量不小于1/4料斗體積。因各種因素停泵時間超過15min，每隔4min～5min需開泵一次，使泵機進行正、反方向轉動，同時開動料斗攪拌機，防止混凝土離析，如停泵時間超過45min或混凝土工作性能不能滿足要求，料斗及泵管中的混凝土必須清除作廢，并用高壓水沖洗料斗。

4.6 混凝土振搗

T梁混凝土振搗的基本原則是附著式振搗器為主，插入式振搗棒為輔。T梁具體的振搗路線為：底板下翼緣、倒角混凝土用附著式振搗器；肋板混凝土采用高頻振搗器為主，插入式振搗棒為輔；橋面板、擋碴墻混凝土采用插入式振搗棒。振搗器種類型號的選擇、布置以及振搗時間對混凝土的密實程度和外觀質量有著非常明顯的影響[4][5]。

振搗器的規格型號選擇。附著式振動器要選擇振動頻率在6000次/min以上的高頻或超高頻振動器。國內大多數的附著式振動器所產生的頻率在3000次/min左右，采用該頻率下的附著式振動器容易在混凝土表面產生蟲眼和氣泡。為適應T梁下部鋼筋間距較小的需要，插入式振搗器采用φ30和φ50振搗棒搭配使用。

附著式振搗器的布置。在每邊側模均勻布置（底部變截面斜面處、距梁底1.5m、翼板與腹板交界處梅花型布置）高頻附著式振動器；每端端模上不設高頻振動器。附著式振動器采用豎向放置能很好的避免過振和減少氣泡。

混凝土振搗工藝。澆筑T梁下翼緣倒角混凝土及預應力孔道以下位置時，開動澆筑部位的高頻附著式振動器組（4個為一組，連續開啟時間約40 s～60s）。澆筑T梁腹板預應力孔道以上混凝土時，停止開動附著式振動器，以免擾動腹板下半部分振搗密實的混凝土。振動棒插入下層混凝土深度5 cm～10cm，棒插速度要求快插慢拔，拔插間距為200mm。振搗至混凝土無氣泡、無下沉、表面泛光為止。澆筑T梁橋面板混凝土時，插入式振動棒搗固密實。

混凝土振搗注意事項?；炷琳駬v時避免碰撞模板、鋼筋和預埋件。為防止振動棒碰觸抽拔棒，根據頂層管道的坐標，在振動棒的相應位置做好深度標記，以有效的控制插入深度?；炷琳駬v過程中，避免重復振搗，防止過振。施工過程中安排專人檢查模板是否有變形、移位和漏漿，發現問題及時處理。

4.7 混凝土養護

泵送混凝土堅持跟蹤養護的原則，控制“芯部、表面、環境”溫度差滿足規范要求，控制拆模時間和養護時間。

經試驗，所用混凝土配合比在環境溫度高于10℃時，經自然養護14d，其強度和彈性模量滿足終張拉要求。當平均氣溫高于10℃時，采用表面采用上鋪土工布，并上鋪一層塑料薄膜的灑水保濕的自然養護方式。當平均氣溫低于10℃時，按照梁場工藝細則采用蒸汽養護。

5 結 語

福山梁場592片T梁預制任務已經完成，T梁的各項指標滿足《預制后張法預應力混凝土鐵路橋簡支T梁技術條件》（TB/T 3043-2005）規范要求。福山梁場的應用實踐證明，泵送混凝土技術應用到鐵路T梁預制是完全可行的。通過在T梁預制過程中不斷總結，不斷優化具體施工細節，掌握了T梁混凝土泵送技術，取得了良好的效果。

1）采用泵送混凝土技術后，不僅工人作業強度降低，而且單片梁的施工時間小于2.5h，比采用“吊灌”能節約1 h～1.5h。

2）混凝土采用泵送方式澆筑解決了防雨棚、防風棚安裝難題，為雨、雪天氣和大風天氣下T梁預制提供了保證。

3）在施工過程中，初期梁體表面呈現較多的水紋、氣泡和蜂窩，通過采取振動頻率大于6000Hz的附著式振動器，將附著振搗器由橫向布置改為豎向布置，合理控制振搗時間，嚴格控制混凝土的坍落度不大于200mm等系列措施，改善了混凝土外觀質量，確保了T梁內實外美。

[1] 張劭明,李小和.鐵路32m跨度RPC簡支T梁預制工藝探討[J].鐵道標準設計.2010,(11). 71-75.

[1] 王和歡, 涂鵬.客運專線箱梁C50高性能混凝土質量控制措施研究[J].華東公路.2007, (6).12-15.

[3] 陳燕菲,何應高.機制砂泵送混凝土施工質量控制[J].混凝土.2008,(6).81-84.

[4] 王勝.現場預制T梁 探討[J].路基工程.2007,(1).115-117.

[5] 王光震.泵送機制砂混凝土在薄壁高墩施工中的應用[J].建材裝飾.2014,(3).177-179.