劉健
摘 要:預制箱梁首片梁混凝土澆筑好比路基試驗段鋪筑,不僅能夠充分驗證既定施工方案、技術措施是否可行,還可提前對施工中易于出現(xiàn)的問題予以針對性解決、防范,對后續(xù)的大規(guī)模施工極具指導意義。對此,以京唐鐵路首片預制箱梁混凝土澆筑為例,對預制箱梁混凝土澆筑過程中的相應施工要點予以簡要探討,供廣大同仁閱覽參考。
關鍵詞:預制箱梁;首片梁;混凝土澆筑;施工要點
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:2096-6903(2022)08-0025-03
1 工程概況
京唐鐵路某特大橋的2聯(lián)(48+80+48)m連續(xù)梁及其間的16孔40 m簡支梁采用節(jié)段預制膠拼法建造,橋長1.01 km。首片梁選擇T523#~T522#墩間6#段,梁體混凝土強度等級為C55,現(xiàn)場實測混凝土坍落度為180 mm、200 mm,擴展度為490 mm、510 mm,入模溫度24.9℃,入模含氣量3.1%、3.3%,梁身混凝土用量為69 m3,配備3輛12 m?混凝土運輸罐車,從寶坻2#制梁場運輸至膠拼梁場,路程10 km,運輸時間在15~20 min之間,現(xiàn)場澆筑采用20T小龍門吊+料斗進行澆筑,機械+人工振搗。
2 首片預制箱梁混凝土澆筑施工要點
2.1 混凝土原材
對預制箱梁施工用水泥、骨料、外加劑等各類混凝土原材的出廠合格證予以嚴格檢查,并根據各類材料的質檢項目、批次規(guī)定予以嚴格進場驗收,進場后按要求進行平行檢驗與見證抽樣檢測。
水泥應優(yōu)先選擇品質穩(wěn)定、強度等級≥42.5的低堿硅酸鹽水泥,水泥熟料中C3A的含量應<6%,其余各項參數(shù)應滿足鐵路施工的相關標準要求。
混凝土用骨料應級配良好、質地堅固,其中細骨料應選擇具有較小孔隙率的天然河砂,其細度模數(shù)為2.6~3.0,含泥量≤2%,硫化物及硫酸鹽含量≤0.5%,粗骨料應選擇線膨脹系數(shù)較小的潔凈碎石,其最大公稱粒徑≤25 mm,緊密孔隙率<40%,吸水率<2%,含泥量≤5%,針片狀含量≤5%[1]。
同時,粗、細骨料均應根據施工單位抽檢次數(shù)的5%進行見證抽樣檢測,以有效保證施工用骨料的質量。
外加劑應采用具有較高減水率、坍落度損失較小、耐久性較高、可適量引氣且質量穩(wěn)定的產品,外加劑均質性及技術要求均應滿足國家相關規(guī)范要求,并按要求對其質量進行見證檢驗。
2.2 混凝土配合比
結合該項目原材料特點、混凝土強度及耐久性等參數(shù),以及預制節(jié)段梁工藝對混凝土工作性能的要求,通過計算確定混凝土配合比,并通過試驗進行優(yōu)化調整,進而保證混凝土的配合比能夠滿足預制節(jié)段梁的施工要求。
預制節(jié)段梁用混凝土中膠凝材料用量應不得超過500 ㎏/m?,水膠比不得超過0.35,摻加外加劑的總量應滿足鐵路橋梁高性能混凝土的相關性能要求[2]。
開盤前,應再次對骨料含水率予以檢測,并根據實際檢測的實際含水率調整施工配合比,然后結合規(guī)范設計要求對混凝土配合比予以審查,對配合比調整進行見證,確保其能夠滿足預制箱梁混凝土的耐久性要求。
混合料拌制時,應對水泥、粉煤灰、外加劑、水等予以精準稱量,各原材料摻量應精準到±1%,砂石骨料的稱量應精準到±2%,配料時應采用自動計量裝置,混凝土拌制完成后不得私自加水稀釋。
2.3 混凝土拌制
該項目梁場采用2臺HZS180型雙臥軸強制式攪拌機進行混凝土生產,單盤可攪拌混凝土量為3 m?,每盤攪拌用時4~5 min,TB/T3432-2016要求箱梁澆筑不宜超過6 h,6 h兩臺攪拌站可生產混凝土432~540 m?,設計能力可完全滿足要求。在進行混凝土的拌制時,須嚴格依照試驗室下達的配料單予以拌制,對拌制完成的首盤混凝土予以鑒定,確保其坍落度、含氣量、出機溫度等各項參數(shù)均能滿足節(jié)段梁施工的相關要求。在完成混凝土的拌制后,采用混凝土攪拌運輸車進行混凝土運輸,運輸至施工現(xiàn)場后將攪拌罐車高速旋轉20~30 s后喂入受料斗,采用20 t小龍門吊提升料斗供料進行澆筑。完成拌制的混凝土要保證出機時的和易性,輸送過程中應做好防離析措施,試驗室監(jiān)督、協(xié)調好混凝土的攪拌事宜,保證混凝土質量滿足施工要求。各節(jié)段梁澆筑即將結束前,應提前計算尚需用的混凝土數(shù)量,并及時告知混凝土拌合站,以最大限度減少混凝土的浪費。
2.4 混凝土澆筑
2.4.1 澆筑順序
節(jié)段梁混凝土澆筑前,應做好施工現(xiàn)場協(xié)調安排,促使混凝土拌制、運輸、灌注以及振搗各個環(huán)節(jié)做到有序銜接,以確?;炷凉嘧⒌倪B續(xù)不間斷。澆筑順序為:底板→腹板→頂板,澆筑時須嚴格按照分層、分步實施澆筑。
首先,底板混凝土澆筑。底板混凝土澆筑分為兩步進行:第一步,通過兩側腹板澆注底板混凝土,澆注時沿箱梁軸線中部部分混凝土不澆,防止?jié)沧⒏拱鍟r因混凝土壓力而從底板涌出過多混凝土??缰卸蔚装寤炷寥客ㄟ^腹板澆筑,底板澆筑完后用木板反壓,防止?jié)仓拱鍟r返漿。第二步,當腹板混凝土澆注到高于底板下倒角時,改從梁端端面將底板混凝土補齊。提前安放好溜槽,采用插入式振動棒振搗,注意不得對已澆筑下倒角混凝土產生擾動,以免造成倒角處氣泡、蜂窩。鋸齒塊位置混凝土從低端向高端澆筑。
其次,腹板混凝土澆筑。腹板混凝土按要求進行分層澆筑,分層厚度應控制≤30 cm,采用龍門吊提升料斗對稱進行兩側腹板混凝土澆筑,澆筑時應保持同步上升,兩側混凝土高差不得超過30 cm[3],澆筑完成后采用插入式振動為主、附著式振搗為輔予以振搗密實。
最后,頂板混凝土澆筑。頂板混凝土澆筑時,應自箱梁軸線兩側由一端向另一端實施澆筑,澆筑后采用插入式振搗,并用4 m靠尺沿端模對梁面進行趕壓、抹平,確保梁體平面平整度與橫坡度能夠滿足相關標準要求。混凝土完成初凝后,將梁頂混凝土面用竹掃把掃毛,并用塑料薄膜或麻袋進行覆蓋保護,禁止人員來回走動。
2.4.2 澆筑方法
第一,節(jié)段梁梁體混凝土澆筑應采用一次連續(xù)澆筑成型,澆筑時間不得超過6 h,澆筑時采用龍門吊提升料斗供料,每層澆筑時間不得超過混凝土初凝時間,每車混凝土拌制完成后應在60 min內用完。
第二,首盤混凝土運輸至施工現(xiàn)場后,應組織試驗員對混凝土坍落度、含氣量、入模溫度等予以檢測,確保混凝土各項性能參數(shù)均能滿足梁體澆筑施工要求?;炷翝仓^程中,應安排專人對節(jié)段梁梁體預埋件、預應力孔道以及模板進行檢查,一旦檢查發(fā)現(xiàn)問題應立即停止?jié)仓?/p>
第三,預制節(jié)段梁混凝土澆筑時的模板溫度應控制在5℃~35℃,夏季高溫季節(jié)進行混凝土澆筑時,應采取妥當遮陽措施,防止模板與混凝土受陽光直射升溫,并控制澆筑前模板與鋼筋溫度不超過40℃[4]。
第四,節(jié)段梁澆筑時的分層厚度為30 cm,為防止倒角出現(xiàn)過多泛漿,兩層澆筑的時間間隔應控制在1.5 h,使下層已完成澆筑的混凝土流動性降低,同時在倒角位置布設壓漿板,控制第一層澆筑厚度為30~40 cm,即第一層澆筑完倒角混凝土,便可在第二次澆筑時有效控制倒角處翻漿,且能夠有效保證倒角處混凝土澆筑的密實度,減少倒角處氣泡現(xiàn)象。
第五,整個澆筑過程應保證連續(xù)性,因故不得不停止時,應控制停機時間在10 min以內,停止最長時間應不得超過30 min,停機過程中應每間隔2 min開動料斗攪拌器,以防止料斗內的混凝土出現(xiàn)離析。如若停機時間過長或混凝土發(fā)生離析,應將料斗中混凝土清除,并清洗料斗重新澆筑。
2.5 混凝土振搗
完成節(jié)段梁體混凝土的澆筑后,采用插入式振搗棒為主、附著式振動器為輔的方式進行振搗。其中,在鋼筋布置較為密集以及腹板下方的倒角位置設置附著式振搗器,每側兩臺。在混凝土澆筑及振搗完成后開啟附著式振搗器,振搗時間約為12 s。頂板混凝土采用插入式振搗棒,振搗時應嚴格控制不得與模板、預埋件等發(fā)生碰撞。對于支座位置的預埋套筒以及防落梁預埋鋼板位置,由于鋼筋布置較為密集應按要求加強振搗,進而有效保證混凝土振搗的密實性。
底板設置2臺φ50 mm,振搗棒,腹板設置4臺φ50 mm振搗棒,鋼筋密集位置采用φ30 mm插入式振搗棒,在混凝土澆筑入模后,應及時予以全面振搗,節(jié)段梁底板倒角位置的混凝土澆筑時,應同步打開附著式振搗器,邊澆筑邊振搗,確?;炷聊軌虺浞诌M入倒角并振搗均勻、密實,振搗棒振搗時應與側模保持約5~10 cm的間距,防止振搗棒開啟時與模板、波紋管以及預埋管件等發(fā)生碰撞,且不得采用振搗棒靠模板實施振搗,以免混凝土外表面產生色差。
插入式振搗棒振搗時應按要求快插慢拔,以垂直方向插入混凝土,不得用力硬插、斜推或平拉,不得欠振、漏振,保證振搗得充分、均勻。振搗時應控制振搗棒移動距離不得超過1.5倍振搗棒作用半徑,每點振搗時間應控制在20~30 s,振搗時插入下層混凝土的深度應不得低于5 cm[5],以充分消除混凝土分層位置的接縫,同時,對于倒角處、交界面等位置的混凝應加強振搗,保證混凝土振搗的充分密實。
2.6 混凝土養(yǎng)護
混凝土澆筑后的養(yǎng)護也是影響節(jié)段梁梁體質量的關鍵工序,合理的養(yǎng)護措施能夠保證梁體混凝土后期強度穩(wěn)定增長,減少溫度裂縫、干縮裂縫等質量缺陷。梁體澆筑完成后,應按照不同梁體位置要求采取合理的養(yǎng)護措施。其中,拆模前頂板采用蓄水養(yǎng)護,梁體外漏部位采用覆蓋灑水養(yǎng)護。移梁后頂板采用蓄水養(yǎng)護,腹板、內腔、梁底采用自動噴淋養(yǎng)護,梁端采用覆蓋灑水養(yǎng)護,保證相對濕度達到90%,自然養(yǎng)護時間不小于14 d。
2.6.1 蓄水養(yǎng)護
夏季溫度較高條件下,在完成梁體頂板混凝土的澆筑后,只是灑水可能會在一定程度上導致頂板出現(xiàn)裂縫,因此,可以存一部分水采取蓄水養(yǎng)護,使梁體頂板表面不會過快失水而出現(xiàn)干縮裂縫。
采用蓄水養(yǎng)護的過程中,應對蓄水量與蓄水深度予以控制,蓄水養(yǎng)護用水應采用可飲用不含危害梁體結構的自來水,且應盡量與混凝土拌合用水保持一致,養(yǎng)護用水溫度與混凝土表面溫差應<15℃,避免溫差過大而導致出現(xiàn)溫差裂縫。
蓄水養(yǎng)護的圍擋措施應不得存在滲漏,以免蓄水深度不達標而影響?zhàn)B護質量。蓄水養(yǎng)護能夠有效避免表面養(yǎng)護材料覆蓋不足或覆蓋不均而產生的影響,其能夠有效減小混凝土芯部與外表面溫度差,起到較好的保溫保濕效果。
2.6.2 噴淋養(yǎng)護
在夏季溫度較高時,為避免陽光照射造成梁體不同位置出現(xiàn)溫度差,可通過搭設梁體養(yǎng)護棚,在完成混凝土澆筑的2~3 h后,采用噴水系統(tǒng)或噴霧器予以噴淋養(yǎng)護,塑料薄膜或麻袋片覆蓋保濕。一般溫度條件下(15℃)的前3 d,日間每間隔2 h灑水一次,夜間按要求灑水2次;3 d之后每個晝夜至少灑水4次,對于溫度較高、干燥多風的情況下,應適當增加灑水頻次并做好溫度測量[6],以最大限度減少混凝土內外溫度差,防止溫差過大而形成溫差裂縫,保證混凝土處于良好的養(yǎng)護條件下,促使其強度穩(wěn)定緩慢增長。
在春季、秋季溫度適宜(5℃~25℃)的季節(jié),可在完成混凝土澆筑12 h后,直接覆蓋塑料薄膜或麻袋片(不搭設養(yǎng)護棚)予以保濕保溫養(yǎng)護。噴淋養(yǎng)護用水溫度與混凝土外表面溫度差應≤15℃,噴淋養(yǎng)護過程中應對混凝土芯部、外表面以及環(huán)境溫度、濕度做好實時監(jiān)測,并結合混凝土內外溫度情況以及環(huán)境溫度變化調整養(yǎng)護措施,以最大限度減少混凝土內外溫度差。
2.6.3 灑水養(yǎng)護
在環(huán)境溫度較高的條件下,應對完成澆筑的混凝土采取塑料薄膜覆蓋保濕,并采用噴霧器進行灑水保濕養(yǎng)護,養(yǎng)護用水應采用滿足規(guī)范標準且無污染的自來水。
混凝土完成初凝后,應在混凝土面使用吸水性好、透水性強且不褪色的麻袋片予以覆蓋,并在其表面灑水保持濕潤,梁體表面與內箱底板頂面混凝土均采用灑水自然養(yǎng)護。
具體灑水次數(shù)應結合梁體混凝土表面的實際濕潤情況予以確定,通常日間間隔1~2 h灑水一次,夜間每間隔4 h灑水一次;自然灑水養(yǎng)護時間應從完成澆筑開始,在養(yǎng)護環(huán)境濕度<60%時,灑水養(yǎng)護時間應≥40 d;養(yǎng)護環(huán)境濕度>60%時,灑水養(yǎng)護時間應≥7 d,移梁后應繼續(xù)灑水養(yǎng)護至規(guī)定養(yǎng)護時間[7]。
在進行梁體灑水養(yǎng)護過程中,應按要求對隨梁體養(yǎng)護的混凝土標養(yǎng)試塊予以灑水養(yǎng)護。
3 結語
預制箱梁的混凝土澆筑不僅關系著箱梁施工質量,更是影響著整座橋梁的建設質量。而箱梁澆筑涉及環(huán)節(jié)、工序眾多,無論是混凝土原材質量或是混凝土配合比、混凝土拌制、混凝土澆筑、混凝土振搗等任一施工環(huán)節(jié)、工序出現(xiàn)問題,都將會致使預制箱梁出現(xiàn)相應質量缺陷。因此,務須抓好各個關鍵環(huán)節(jié)、重點工序的施工管控,施行“精細化”管理,落實規(guī)范施工,從而促使箱梁建設質量優(yōu)質達標。
參考文獻
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