黃滕斌(西安地下鐵道有限責任公司,陜西 西安 710018)
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(yù)制和運輸任務(wù)。我國鐵路T梁一直按照工業(yè)化產(chǎn)品要求,采用定型設(shè)計產(chǎn)品,使用標準通用圖進行生產(chǎn)[1]。該梁場T梁使用的設(shè)計圖為《時速160km客運共線鐵路預(yù)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(nèi)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(shè)單位總體工期安排,梁場先生產(chǎn)箱梁后生產(chǎn)T梁。為減低勞動強度,提高T梁的生產(chǎn)效率,提高設(shè)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(shù)進行T梁混凝土澆筑的實踐應(yīng)用。
為了減少材料的種類和規(guī)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(chǎn)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(shù)2.8,含泥量1.5%,無堿活性;5~20mm連續(xù)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%。
按照總體工期安排,T梁預(yù)制工期很短,為保證T梁冬期施工和臺座周轉(zhuǎn),結(jié)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(jīng)過試驗室多次試配和調(diào)整,并經(jīng)鐵道部質(zhì)量監(jiān)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。
采用2臺三一重工有限公司生產(chǎn)的HZS120強制式混凝土攪拌站(具有微機控制自動計量系統(tǒng))進行混凝土拌和?;炷翀鰞?nèi)運輸采用5臺8m3的混凝土運輸車?;炷帘盟筒捎?臺中聯(lián)重工有限公司生產(chǎn)的HBT80.18.160S混凝土輸送泵和2臺唐山市豐潤區(qū)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。
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(yīng)性、含固量和減水率[2][3]。定期對原材料的質(zhì)量指標進行數(shù)理統(tǒng)計分析來評價原材料的質(zhì)量波動情況,對質(zhì)量波動較大的原材料供應(yīng)商進行信譽考核,確保應(yīng)用到T梁的原材料不僅合格,還性能穩(wěn)定。每次進場的減水劑需使用現(xiàn)場原材料進行配合比驗證,以檢驗減水劑與材料的適應(yīng)性。
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(xù)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(tǒng)堅持“周期檢定、定期校準、用前復(fù)核”的原則,按照規(guī)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。
采用5臺混凝土運輸車進行場內(nèi)運輸,保證運輸過程不漏漿,不因運輸原因?qū)е禄炷岭x析。
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(xù)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(nèi)。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。
泵送混凝土前,應(yīng)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(nèi)。泵送時要嚴密關(guān)注喂料斗中混凝土的數(shù)量,以防吸入空氣造成堵管,保證料斗中混凝土的數(shù)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(zhuǎn)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。
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(zhì)量有著非常明顯的影響[4][5]。
振搗器的規(guī)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(nèi)大多數(shù)的附著式振動器所產(chǎn)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(chǎn)生蟲眼和氣泡。為適應(yīng)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(cè)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(shè)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(yù)應(yīng)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(xù)開啟時間約40 s~60s)。澆筑T梁腹板預(yù)應(yīng)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(yù)埋件。為防止振動棒碰觸抽拔棒,根據(jù)頂層管道的坐標,在振動棒的相應(yīng)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(fù)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(fā)現(xiàn)問題及時處理。
泵送混凝土堅持跟蹤養(yǎng)護的原則,控制“芯部、表面、環(huán)境”溫度差滿足規(guī)范要求,控制拆模時間和養(yǎng)護時間。
經(jīng)試驗,所用混凝土配合比在環(huán)境溫度高于10℃時,經(jīng)自然養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)護。
福山梁場592片T梁預(yù)制任務(wù)已經(jīng)完成,T梁的各項指標滿足《預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支T梁技術(shù)條件》(TB/T 3043-2005)規(guī)范要求。福山梁場的應(yīng)用實踐證明,泵送混凝土技術(shù)應(yīng)用到鐵路T梁預(yù)制是完全可行的。通過在T梁預(yù)制過程中不斷總結(jié),不斷優(yōu)化具體施工細節(jié),掌握了T梁混凝土泵送技術(shù),取得了良好的效果。
1)采用泵送混凝土技術(shù)后,不僅工人作業(yè)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(jié)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(yù)制提供了保證。
3)在施工過程中,初期梁體表面呈現(xiàn)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(zhì)量,確保了T梁內(nèi)實外美。
[1] 張劭明,李小和.鐵路32m跨度RPC簡支T梁預(yù)制工藝探討[J].鐵道標準設(shè)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(zhì)量控制措施研究[J].華東公路.2007, (6).12-15.
[3] 陳燕菲,何應(yīng)高.機制砂泵送混凝土施工質(zhì)量控制[J].混凝土.2008,(6).81-84.
[4] 王勝.現(xiàn)場預(yù)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(yīng)用[J].建材裝飾.2014,(3).177-179.