摘要:目前兴建的客运专线铁路中桥梁工程占据很大比重,而桥梁中大量使用了预制简支箱梁,由于现在对桥梁主体要求寿命达到100年,所有的主体结构混凝土均采用具有高强度、高耐久特性的高性能混凝土。 关键词:混凝土;搅拌;浇筑
1 混凝土的搅拌
混凝土搅拌是指将各种组成材料拌制成质地均匀、颜色一致、具备一定流动性的混凝土拌和物。由于混凝土配合比是按照细骨料恰好填满粗骨料的间隙,而水泥浆又均匀地分布在粗细骨料表面原理设的,如混凝土制备的不均匀就不能获得密实的混凝土,影响混凝土的质量,所以搅拌是混凝土施工工艺过程中很重要的一道工序。
混凝土原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量,称量最大允许偏差应符合下列规定(按重量计):胶凝材料(水泥、掺和料等)±1%;外加剂±1%;粗、细骨料±2%;拌合用水±1%。
2 混凝土的运输
混凝土运输过程中必须确保混凝土均匀性,运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆,并具有要求的坍落度和含气量等工作性能。当运至现场的混凝土发生离析现象时,应在浇筑前对混凝土进行二次搅拌,但不得再次加水。
采用搅拌输送车运输至制梁台座附近然后就近采用混凝土输送泵结合布料机对预制梁进行布料浇筑。泵送时输送管路的起始水平段长度不应小于15m,除出口处采用软管外,输送管路其他部分不得采用软管或锥形管。输送管路应固定牢固,且不得与模板或钢筋直接接触。泵送过程中,混凝土拌和物应始终连续输送。 混凝土宜在搅拌后60min内泵送完毕,且在1/2初凝时间前入泵,并在初凝前浇筑完毕。因各种原因导致停泵时间超过15min,应每隔4~5min开泵一次,使泵机进行正转和反转两个方向的运动,同时开动料斗搅拌器,防止斗中混凝土离析。如停泵时间超过45min,应将管中混凝土清除,并用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土。
3 混凝土的浇筑
混凝土浇筑要保证混凝土的均匀性和密实性,要保证结构的整体性、尺寸准确和钢筋、预埋件的位置正确,拆模后混凝土表面要平整、光洁。
预制梁混凝土浇筑采用整体一次性浇筑,为保证混凝土的浇筑质量,混凝土浇筑前应做好准备工作:制定浇筑工艺,明确结构分段分块的间隔浇筑顺序和钢筋的混凝土保护层厚度的控制措施:混凝土浇筑采用纵向分段、水平分层连续浇筑,由一端向另一端循序渐进的施工方法;浇筑顺序为腹板与底板交接处→底板→腹板→顶板,浇筑时两侧对称同步进行。浇筑厚度不得大于40cm,分段长度6m~8m。根据箱梁截面特征确定必要的混凝土温度监控措施:分别在梁端和跨中的底板、腹板、顶板设置测温点,对梁体混凝土的各部温度进行监控。
混凝土拌和物入模温度宜在5~30℃,模板温度宜在5~35℃;炎热气候条件下,应避免模板和新浇混凝土受阳光直射,尽可能安排在傍晚浇筑而避开炎热的白天,也不宜在早上浇筑以免气温升到最高时加剧混凝土的内部温升。
梁体灌筑时间不宜超过6h或不得超过混凝土的初凝时间。
施工机械(具)及施工人员的足量配备、合理分配安排:为了有效的控制混凝土施工过程,消灭施工盲点,对混凝土施工机具及人员进行合理安排,确定机具人员数额及分配位置。
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按照施工经验及浇筑梁的工作量对人员有以下安排:顶板:振捣人员12人、布料人员2人、指挥1人、抹面人员若干、其他辅助人员若干;底板:振捣人员6人,指挥1人、抹面人员若干、其他辅助人员若干。每人员配备相应的施工机具。
两台布料机分别从梁的一端向另一端沿腹板方向布料。当混凝土浇筑到高于底板混凝土时,改用从内模顶的预留孔布料,振捣采用插入式振捣棒振捣。梁端两腹板混凝土浇筑时,采用同步对称浇筑腹板混凝土,防止两边混凝土面高低悬殊,造成内模偏移。腹板浇筑完成后,开始浇筑顶板混凝土。顶板混凝土也从一端向另一端连续一次浇筑完成。
4 混凝土振捣
混凝土拌和物浇筑以后,需经振实成型后才能赋予混凝土制品或结构一定的外形和内部结构。强度、抗冻性、抗渗性、耐久性等皆与密实成型的好坏有关。
采用插入式振捣器和附着式振捣器联合振捣。振捣过程中,应避免重复振捣,防止过振。应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况,防止在振捣混凝土过程中产生漏浆。采用插入式振捣器振捣混凝土时,插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器的作用半径的1.5倍(40cm~60cm),且插入下层混凝土内的深度宜为50~100mm,与侧模应保持50~100mm的距离。当振动完毕需变换振捣棒在混凝土拌和物的水平位置时,应边振动边竖向缓慢提出振动棒,不得将振捣棒放在拌和物内平拖。不得用振捣棒驱赶混凝土。每一振点的振捣延续时间宜为20~30s,以混凝土不再沉落,不出现气泡,表面呈现浮浆为度,防止过振、漏振。混凝土振捣完成后,应及时修整、抹平梁体顶面,待定浆后再抹第二遍并压光。抹面时严禁洒水,并应防止过度操作影响表层混凝土的质量。预制梁在浇筑混凝土过程中,应随机取样制作标准养护和施工用混凝土强度、弹性模量试件,并应从箱梁底板、腹板和顶板处分别取样。施工试件应随梁体或在同样条件下振动成型、养护,28d标准试件按标准养护办理。 5 混凝土养护
混凝土浇筑后,如气候炎热、空气干燥,不及时进行养护,混凝土中水分会蒸发过快,形成脱水现象,会使已形成胶凝体的水泥颗粒不能充分水化,不能转化为稳定的结晶,缺乏足够的黏结力,从而会在混凝土表面出现片状或粉状脱落。此外,在混凝土尚未具备足够的强度时,其中水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形,出现干缩裂纹,影响混凝土的耐久性和整体性。所以混凝土浇筑后初期阶段的养护非常重要,混凝土终凝后应立即进行养护。
混凝土养护期间,应重点加强混凝土的湿度和温度控制,尽量减少表面混凝土的暴露时间,及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖,防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前,用抹子搓压表面至少二遍,使之平整后进行覆盖,此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面,直至混凝土终凝为止。混凝土带模养护期间,应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水或通蒸汽等措施进行保湿、潮湿养护,保证模板接缝处不致失水干燥。混凝土拆模后,应对混凝土采用蓄水、浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护,也可在混凝土表面处于潮湿状态时,迅速采用土工布等材料将暴露面混凝土覆盖或包裹。混凝土养护期间应注意采取保温措施,防止混凝土表面温度受环境因素影响(如曝晒、气温骤降等)而发生剧烈变化。养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不宜超过15℃。混凝土养护期间,应对有代表性的结构进行温度监控,定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境的气温、相对湿度、风速等参数,并根据混凝土的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。
6 混凝土的拆模
模板的拆除时间应根据拆模后对混凝土的影响来确定。拆模后混凝土不得有能量测到的挠度或扭动,更不能因拆除支撑或拆模作业使混凝土产生明显的损坏。
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混凝土构件的拆模时间一般应根据环境温度以及构件特征确定。混凝土拆模根据同条件养护试件的强度进行控制,混凝土拆模应符合下列情况:模板在混凝土强度达到60%以上后方可拆除。预留孔洞应在混凝土强度能保证构件和孔洞表面不发生塌陷和裂缝时,方可拆除。
7 混凝土缺陷防治
混凝土需要进行修补处理的缺陷可能包括:各种不同面积和不同深度的未捣实部位,拆模造成的损伤,螺栓孔、模板接缝上的错台、模板变形后产生的鼓胀等。
为了尽量避免混凝土完成后的修补,对混凝土缺陷实行预防为主、防治结合的措施。对混凝土的振捣工作人员进行合理的安排并加强现场的监控可以有效的消除混凝土的未捣实部位的产生。加强对模板质量的控制,并对拆模的混凝土强度进行控制,在强度达到设计强度的60%时进行拆模,防止由于立模、拆模引起的质量缺陷。
8 混凝土实体结构的质量检验
混凝土实体结构的检验主要有表面裂缝或钢筋保护层厚度。
用肉眼或放大镜观察实体结构表面是否存在非外力裂缝。当混凝土表面出现非外力裂缝时,普通混凝土结构表面的裂缝最大宽度不得大于0.20mm,预应力混凝土结构不得出现结构性裂缝。采用无损检测方法进行混凝土保护层厚度的检测(当对混凝土保护层厚度检测结果有怀疑时,可采用局部破损的方法进行复核,复核结束后对破损部位进行及时修复),检验结果应满足设计要求。
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