紀(jì)委奇

摘 要：本文結(jié)合新建張（家口）呼（和浩特）鐵路土城子跨京藏高速特大橋的具體施工實(shí)踐，就鐵路項(xiàng)目中，快速高效測定混凝土抗壓強(qiáng)度的方法和步驟等進(jìn)行了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路工程；混凝土抗壓強(qiáng)度；試驗(yàn)方法；探究

混凝土是橋梁等建筑結(jié)構(gòu)物的重要組成部分，其強(qiáng)度直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。因此，正確、合理地選擇和使用建筑材料，并精準(zhǔn)控制好混凝土的強(qiáng)度是保證工程質(zhì)量的重要手段之一?，F(xiàn)結(jié)合張呼鐵路跨越京張高速立交特大橋，就混凝土抗壓強(qiáng)度的方法和步驟進(jìn)行介紹。

中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司承建的張呼鐵路土城子跨京藏高速特大橋同時(shí)跨越京藏高速和G110國道。采用1—（48+80+80+48）m連續(xù)梁于DK137+599.95和DK137+679.95處分別跨越G110國道和京藏高速，G110國道和京藏高速與線路夾角55°。全橋采用6-31.5m簡支梁+1-（48+80+80+48）m連續(xù)梁+27-31.5m簡支梁的孔跨布置，張臺(tái)里程：DK137+347.65，呼臺(tái)里程：DK138+699.63，全橋總長：1351.98m。簡支箱梁采用預(yù)制架設(shè)法施工，連續(xù)梁采用掛籃懸澆施工。橋臺(tái)采用雙線矩形空心橋臺(tái)，臺(tái)頂斜置；簡直梁橋墩采用圓端形實(shí)體橋墩（通橋（2009）4201-Ⅱ）；基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。本橋位于直線、曲線上，雙線，線間距4.6m，豎曲線半徑為20000m?；炷亮糠謩e為：鉆孔樁基礎(chǔ)，C30混凝土13351.97 立方米，C35混凝土2699.81立方米；承臺(tái)基礎(chǔ)，C20混凝土704.8 立方米，C30混凝土4337.65 立方米，C35混凝土5167.90立方米；實(shí)體墩臺(tái)身，C30混凝土984.64 立方米；墩臺(tái)托盤、頂帽C35混凝土2699.81立方米；支承墊石，84.94立方米?；炷箟簭?qiáng)度通過立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)進(jìn)行檢測。

混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是指混凝土的抗壓強(qiáng)度?；炷恋膹?qiáng)度等級(jí)應(yīng)以混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分。采用符號(hào)C與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（以N/mm2； 或 MPa計(jì)）表示。混凝土的抗壓強(qiáng)度是通過實(shí)驗(yàn)得出的，我國采用邊長為150mm的立方體作為混凝土抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件。用非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試件進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果應(yīng)乘以折算系數(shù)，換算成標(biāo)準(zhǔn)立方體強(qiáng)度：200mm×200mm×200mm的試件，折算系數(shù)為1.05；100mm×100mm×100mm的試件，折算系數(shù)取0.95。影響混凝土強(qiáng)度等級(jí)的因素主要有水泥等級(jí)和水灰比、 集料、 齡期、 養(yǎng)護(hù)溫度和濕度等有關(guān)。

1.抽樣及處置

按混凝土質(zhì)量控制的抽樣要求，每次測定應(yīng)從同一盤或同一車運(yùn)送的混凝土中取樣，取后應(yīng)盡快進(jìn)行試驗(yàn)。拌和物從攪拌機(jī)卸出或經(jīng)過運(yùn)輸后，應(yīng)用人工略加翻拌，再行試驗(yàn)。制作混凝土試件的成型方法，應(yīng)盡可能與實(shí)際施工采用的方法相同。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牟煌嚰刹捎脴?biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)或與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)。

2.立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

2.1 儀器

（1）壓力試驗(yàn)機(jī)：精度（示值的相對(duì)誤差）至少應(yīng)為±1%，其量程應(yīng)能使試件的預(yù)期破壞荷載值大于全量程的20%，且小于全量程的80%。

試驗(yàn)機(jī)上、下壓板應(yīng)有足夠的剛度，其中的一塊壓板（最好是上壓板）應(yīng)帶有球形支座，使壓板與試件接觸均衡。

在試驗(yàn)機(jī)上、下壓板及試件之間，可墊以鋼墊扳，鋼墊板兩承壓面均應(yīng)平整。與試件接觸的壓板或墊板的尺寸，應(yīng)大于試件的承壓面，其不平度要求，應(yīng)為每100mm不超過0.02mm（即為0.02%）。

（2）試模：鑄鐵或鋼制成，應(yīng)具有足夠的剛度并便于拆裝。試模內(nèi)表面應(yīng)刨光，其不平度應(yīng)不大于試件邊長的0.05%。組裝后各相鄰面的不垂直度應(yīng)不超過±0.5°。選用立方體試模的邊長，當(dāng)集料最大粒徑40mm以下時(shí)，為150mm；最大粒徑30mm以下時(shí)，為100mm；集料最大粒徑60mm以下時(shí)為200mm。

2.2 試件成型及養(yǎng)護(hù)

（1）制作試件前檢查試模，擰緊螺栓并清刷干凈。在其內(nèi)壁涂上一薄層礦物油脂。一般以三個(gè)試件為一組。

（2）振搗成型，試件的成型方法，視混凝土設(shè)備條件、現(xiàn)場施工方法和混凝土的稠度可采用下列三種之一。

振動(dòng)臺(tái)成型：將混凝土拌和物一次裝入試模，裝料時(shí)應(yīng)用抹刀沿試模內(nèi)壁略加插搗，并應(yīng)使拌和物稍有富裕。振動(dòng)時(shí)應(yīng)防止試模在振動(dòng)臺(tái)上自由跳動(dòng)。振動(dòng)應(yīng)持續(xù)到表面呈現(xiàn)水泥漿為止，刮除多余的混凝土并用抹刀抹平。

插入式振動(dòng)棒振搗：應(yīng)將混凝土拌和物一次裝入試模，并使拌和物稍有富裕。振動(dòng)時(shí)應(yīng)在試模中心插入，攪動(dòng)應(yīng)持續(xù)到表面呈現(xiàn)水泥漿為止。振動(dòng)棒在停振前，應(yīng)隨振隨提，并應(yīng)緩慢進(jìn)行。試件表面凹坑應(yīng)及時(shí)用混凝土填補(bǔ)抹平。

人工插搗：混凝土拌和物分兩層裝入試模，每層的裝料厚度放大致相等。插搗時(shí)用搗捧按螺旋方向，從邊緣向中心均勻進(jìn)行，插搗底層時(shí)，搗棒應(yīng)達(dá)到試摸底面，插搗上層時(shí)，搗棒應(yīng)穿入下層深度約2～3cm。插搗時(shí)搗棒保持垂直不得傾斜，并用抹刀沿試模內(nèi)壁插人數(shù)次，以防止試件產(chǎn)生麻面。

（3）試件成型后，在混凝土初凝前1～2h需進(jìn)行抹面，要求沿?？谀ㄆ?。宜用濕布或塑料布覆蓋，并在（20±5）℃的室內(nèi)靜置1d（但不得超過2d），然后編號(hào)拆模。

2.3 抗壓強(qiáng)度測定

（1）試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后，應(yīng)盡快進(jìn)行試驗(yàn)，以免試件內(nèi)部的溫濕度發(fā)生變化。

（2）試件在試壓前，應(yīng)先擦試表面，測量尺寸并檢查其外觀。試件尺寸測量，精確至lmm，并據(jù)此計(jì)算試件的承壓面積。如實(shí)測尺寸與公稱尺寸之差，不超過1mm，可按公稱尺寸進(jìn)行計(jì)算。試件承壓面的不平度要求，與對(duì)試模的要求相同，承壓面與相鄰面的不垂直度偏差，應(yīng)不大于±1°。

（3）試件安放在試驗(yàn)機(jī)下壓板上，試件的中心與試驗(yàn)機(jī)下壓板中心對(duì)準(zhǔn)，試件的承壓面應(yīng)與成型時(shí)的頂面垂直。開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓扳與試件接近時(shí)，調(diào)整球座，使接觸均衡。以0.3～1.0MPa/s的速度連續(xù)而均勻地加荷（強(qiáng)度等級(jí)

2.4 計(jì)算取值

（1）混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，按下式計(jì)算，

fcc=

式中：

fcc——混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，MPa；

F——破壞荷載，N；

A——試件承壓面積，mm2。

混凝土立方體抗壓強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)精確至0.1MPa。

（2）以三個(gè)試件的算術(shù)平均值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值。三個(gè)測值中的最大值或最小值中，如有一個(gè)與中間值的差值，超過中間值的15%時(shí)，則把最大及最小值一并舍除，取中間值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值；如有兩個(gè)測值與中間值的差，均超過中間值的15%，則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無效。

3.影響因素分析

3.1 試件形狀尺寸

試件尺寸不同、形狀不同，會(huì)影響試件的抗壓強(qiáng)度測定結(jié)果。因?yàn)榛炷猎嚰趬毫C(jī)上受壓時(shí)，在沿加荷方向發(fā)生縱向變形的同時(shí)，也按泊松比效應(yīng)產(chǎn)生橫向膨脹。在進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試件尺寸越大，測得的強(qiáng)度值越低。這包括兩方面的原因：一是”環(huán)箍效應(yīng)”；二是由于大試件內(nèi)存在的孔隙、裂縫和局部較差等缺陷的機(jī)率大，從而降低了材料的強(qiáng)度。

3.2 表面狀態(tài)

當(dāng)混凝土受壓面非常光滑時(shí)（如有油脂），由于壓板與試件表面的摩擦力減小，使環(huán)箍效應(yīng)減小，試件將出現(xiàn)垂直裂紋而破壞，測得的混凝土強(qiáng)度值較低。

3.3 加荷速度

在進(jìn)行混凝土試件抗壓試驗(yàn)時(shí)，加荷速度過快，材料裂紋擴(kuò)展的速度慢于荷載增加速度，故測得的強(qiáng)度值偏高。在進(jìn)行混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的加荷速度進(jìn)行。

4.結(jié)語

通過對(duì)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)控制，中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司土城子跨京藏高速特大橋混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)完全達(dá)到規(guī)范要求標(biāo)準(zhǔn)，并為工程施工順利開展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。