低温条件下现场预制砼箱梁的质量控制

摘要: 根据西安铁路枢纽北环线三郎村渭河特大桥砼箱梁冬季施工实例, 详细介绍了低温条件下现场预制砼箱梁的配制、原材料控制及蒸汽养护等各个环节的质量控制, 可供类似工程借鉴。

关键词: 预制箱梁质量控制原材料配合比蒸汽养护

1 前言

　　西安铁路枢纽新建北环线三郎村特大桥跨渭河段, 孔跨布置为20x64m+3x32m双线简支箱梁, 砼方量17000m3, 其中64m跨箱梁采用现场预制节段、造桥机在墩顶进行节段拼装的特殊工艺。64m跨箱梁全长66.2m, 分13个预制梁段, 总的预制节段数共520个, 除1#、13#梁段长3.65m外, 其余梁段均为4.7m, 梁段之间现浇0.6m湿接缝, 梁段底宽3.2m、顶宽3.9m, 高4.5m。由于梁段高、体积大, 长距离运输有困难, 不得已在大桥侧渭河滩修建预制场现场预制。同时由于该工程工期紧, 预制期间又遇冬季, 气温下降快, 特别是进入12月中旬以后, 白天最高气温10℃, 最低气温- 15℃, 日平均气温5℃以下, 常伴有大风、大雪天气, 而高强混凝土不宜加入防冻剂, 为确保混凝土按预期增长确保工程质量, 采用蒸汽养护。

2 混凝土质量控制

2.1 技术要求

　　根据造桥机施工大跨预应力混凝土箱梁的特殊性, 为了加快施工进度, 提高台座和模板的周转率, 对混凝土技术要求如下:

2.1.1 混凝土强度标准度C60, 弹性模量≥3.6×10MPa4

2.1.2 由于工期安排, 混凝土灌注完毕后二十二小时其强度达到标准度80%提梁。( 48MPa)

2.1.3 结合梁段结构特点, 砼运输及灌注工艺, 砼入模坍落度要求为180±30mm, 凝结时≮4h但≯8h。

2.1.4 根据GBJ146- P0标准要求预应力砼粉煤灰掺量≯15%。

2.1.5 砼入模温度要求10- 15℃, 梁段拆模时的湿度梯度≯20℃。

2.2 原材料

　　我们先从原材料入手, 对当地的地材逐一取样试验比, 最后粗骨料选用泾阳县口镇产的5- 25mm碎石,其技术性能符合GB/T14685 - 2001 标准, 抗压强度130Mpa, 无潜在碱活性; 细骨料选用灞河杏园段, 河砂,技术性能符合GB/T14685- 2001及JGJ52- P2标准, 无潜在碱活性。掺合料选用宝鸡二电厂产的Ⅱ级粉煤灰技术性能见表1:

　　水泥选用冀东扶风有限责任公司生产的P.042.5R水泥, 技术性能如表2:外加剂选用长庆石油公司生产的中登奈京缓凝高

效减水剂, 技术性能符合GB8076标准要求, 与冀东P.042.5R水匹配良好。材料的生产、运输、堆放, 逐批按标准规范要求严格控制。

2.3 混凝土配合比设计、试配C60混凝土是我国目前各项工程建设中常用的高强高性能混凝土。根据技术要求和施工工艺的实际需要, 利用现有技术、以往经验, 通过对采用不同水胶比、粉煤掺量、砂率、外加剂的掺量等技术掺数, 对混凝土的流动性、和易性、坍落度经时损失、可泵性、强度及弹性模量等各种性能的不同影响进行分析, 选用最佳配合比: 单方用料(kg),水泥: 粉煤灰:水: 砂: 石子: 外加剂=480: 60: 146: 702: 1098: 16, 比例: 1: 0.13: 0.30: 1.46:2.27: 0.033。

2.4 混凝土制作

　　箱梁混凝土采取底板─→腹板─→顶板的顺序灌注。底板采用敝口灌注, 振捣容易。腹板采用两侧对称分层灌注, 混凝土灌注时应加强振捣, 底、顶板保证四条, 腹板一侧保证三条振捣棒同时运作。

2.4.1 原材料控制

　　(1) 混凝土搅拌前对砂石料进行预热, 水温保持在30℃以上, 混凝土的入模温度保持在15℃以上。

　　(2) 及时做好砂、石料含水量的测定和混凝土配合比的调整工作。

　　(3) 做好水泥和减水剂的保温工作。

2.4.2 混凝土拌合

　　混凝土搅拌机就近设在制梁台座附近, 用双卧轴强制式搅拌机拌合。为控制混凝土的拌合质量, 砂石料采用自动计量系统控制上料。减水剂用特制容器量取,用水量用搅拌机上的自动加水继电器控制。

2.4.3 混凝土运输

　　混凝土浇灌通过输送泵布料架供料, 直接输送到要浇梁段的模板内。浇筑梁段底板时从顶板天窗利用下料串筒间接下料, 腹板和顶板混凝土从顶部下料入模。

2.4.4 混凝土振捣

　　底板、顶板混凝土采用插入式振捣器振捣; 腹板混凝土的振捣采用附着式振动器为主, 插入式振捣器为辅的联合振捣方法。在混凝土振捣时根据实际情况控制振捣时间和振捣强度确保混凝土施工的内实外美。

3 蒸汽养护

3.1 设备

　　在梁段预制场安装两台2t/h的蒸汽锅炉和蒸汽管道, 蒸汽管路将蒸汽源源不断输入到制梁台座; 同时在制梁台座上设置保温棚, 采用蓬布遮盖联成一个整体养护罩, 顶部用重物压住, 四周用绳捆住固定。

3.2 养护工艺

　　蒸汽养护工艺为静停不少于4h, 升温、降温速度不大于10℃/h; 恒温不超过50℃, 拆模时梁体表面温度与

环境温度之差≤15℃。

3.3 蒸汽养护

　　正式蒸养升温前, 要将箱内底板灌水, 深度为5-10cm。底板的两端部1.5cm内, 用湿麻袋覆盖,预防底板混凝土开裂。通气以后, 每1h测量一次, 并作好记录。在升温和降温阶段, 每隔半小时观测一次温度表, 以调节蒸汽阀门大小。

　　采用预养2h、升温3h、恒温20h、降温5h、恒温温度( 50±2) ℃, 共计30h的养护工艺。在自然气温低于+5℃时, 在静停阶段采用蒸汽低温预养, 预养温度为5℃～10℃。

3.4 后续养护

　　梁段脱模后, 将梁段存放到存梁区, 进行后续养护( 养护28天) 。蒸汽养护结束后要尽快进行洒水养护。此时洒水养护要特别注意: 不能将自来水管对着某一点长时间冲水, 而是要将自来水加压变成雾状或用喷水壶洒水, 且勤洒、薄洒, 洒水范围为箱外、底板。洒水间隔时间为每30～45min/次。

3.5 蒸汽养护效果

　　采用如上的蒸汽养护措施后, 520个预制节段箱梁脱模( 混凝土灌注后24小时) 时混凝土强度全部达80%以上, 7天强度达到100%, 使用效果很好。

　　下面将一月份温度最低时的不同养护方法与龄期的抗压, 强度列与表3而三郎村特大桥跨渭河段是北环线控制工程, 重中之重。在施工过程中我们从混凝土配合比入手, 通过

4 结束语

　　混凝土工程是桥梁工程施工的重要组成部分, 它的质量好坏直接影响到桥梁设计的技术, 经济目标能否得以完整实现。因此混凝土工程是桥梁施工过程中必须予以高度重视。

　　原材料选配及混凝土制作的控制, 确保了混凝土灌注质量; 另外梁段预制时采用蒸汽养护, 加速混凝土箱梁内部结构的形成, 获得“早强、快硬”的效果。可以说三郎村特大桥跨渭河段箱梁预制非常成功, 对今后同类型桥梁施工有很好的借鉴作用。