高速鐵路橋梁混凝土施工技術解析

趙　力

[摘要]從高速鐵路橋梁的主要特點入手,詳細介紹鐵路橋梁高性能混凝土施工全過程,并對其中的處理細節進行詳細解析。

[關鍵詞]高速鐵路橋梁 混凝土 施工

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920107-01

隨著高效減水劑、礦物摻和料的研究、開發、應用以及2004年中國土木工程學會《混凝土結構耐久性設計與施工指南》和鐵道部《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》的發布,給原來就具有很大優越性的混凝土增添了新的活力,高性能混凝土(或耐久混凝土)更是為鐵路混凝土橋梁特別是大跨度鐵路橋梁的發展起到了很好的推動作用。

一、高速鐵路橋梁的主要特點

1.大跨度橋多。受國情路況的制約,我國客運專線中,跨度達100m及以上的大跨度橋梁很多。據統計,在建與擬建客運專線中,100m以上跨度的高速橋梁至少在200座以上。

2.橋梁縱向剛度。高速鐵路采用的是跨區間無縫鋼軌,因此對橋梁的縱向位移要求很嚴。即高速鐵路橋梁必須有足夠的縱向剛度,在使用荷載作用下不產生過大的縱向位移。

3.改善結構的耐久性,便于檢查和維修。高速鐵路是極其重要的交通運輸設施,橋梁結構物應盡量做到少維修或免維修,因此,設計時需要將改善結構物的耐久性作為設計原則,統一考慮合理的結構布局和構造細節,并在施工中加以嚴格控制,保證質量。

高速鐵路橋梁的主要特點決定了施工單位在施工過程中必須嚴格控制混凝土原材料質量,加強混凝土施工過程控制,提高橋梁結構混凝土的耐久性,才能最大限度地延長橋梁的使用壽命。

二、鐵路橋梁高性能混凝土施工全過程及技術解析

高性能混凝土是鐵路橋梁等土建工程建設的首選材料。與普通混凝土相比,高性能混凝土在力學性能和耐久性方面有其獨特的優勢,如表1所示。

(一)高性能混凝土原材料的選定

1.選用低水化熱和含堿量偏低的水泥,盡可能避免使用早強水泥和高C3A含量的水泥。

2.選用堅固耐久、級配合格、粒型良好的潔凈骨料。

3.使用優質粉煤灰、礦物渣等礦物摻合料或復合礦物摻合料,除特殊情況外,礦物摻合料應作為耐久混凝土的必需組分。

4.優質的引氣劑,將適量的引氣作為配制耐久混凝土的常規手段。

5.盡量降低拌和水用量,為此應外加高效減水劑或有高效減水功能的復合外加劑。

6.限制單方混凝土中膠凝材料的最高用量,為此應特別重視混凝土骨料的級配以及粗骨料的粒型要求。

7.盡可能減少混凝土膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量,且膠凝材料的總量也不能過高。

(二)配筋混凝土主要配合比參數

混凝土原材料經檢驗合格后,應根據不同的環境等級進行混凝土配合比設計。混凝土配合比設計需經試驗監理工程師、總監理工程師及咨詢單位簽署意見方可使用。根據橋梁各部位的環境侵蝕作用等級,結合《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》、《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》的相關要求,橋梁承重結構混凝土的最低強度等級及配合比見表2所示。

(三)混凝土拌合及運輸

混凝土拌和前,嚴格測定粗、細骨料含水率,試驗監理工程師現場旁站,根據粗、細骨料含水率變化情況,調整施工配合比,要求每班抽測2次,雨天隨時抽測。

高性能混凝土拌制要求采用二次投料法,基本流程為:混凝土原材料計量后,先向攪拌機投入細骨料、水泥和礦物摻合料,攪拌均勻(攪拌至少30s),接著投入拌和水和液體外加劑攪拌成砂漿(攪拌至少30s),然后再向攪拌機內投入粗骨料攪拌均勻(至少攪拌60s)。

高性能混凝土要求采用混凝土運輸車運輸,運輸過程中以2-4 r/min的轉速攪動,運輸過程中要求確保混凝土不發生離析、漏漿及坍落度損失過多等現象,運輸至澆筑地點應高速旋轉20-30s后將混凝土拌和物送入泵車或料斗中,運輸至澆筑地點的混凝土要求保持均勻性和良好的拌和物性能。

(四)混凝土澆筑和振搗

混凝土澆筑前和澆筑過程中,試驗監理工程師現場檢測混凝土的坍落度、含氣量、泌水率和入模溫度等拌和物性能,在澆筑現場取樣制作試件,按要求進行同條件養護和標準養護,混凝土試件要求56d抗壓強度。混凝土澆筑根據不同的結構部位制定相應的施工工藝。

混凝土澆筑過程,隨時對混凝土進行振搗使其均勻密實。振搗采用插入式振搗幫垂直點振方法,或采用插入式振搗棒和附著式振搗器聯合振搗。混凝土振搗密實標志為混凝土液化泛漿后,其表面不再下沉、氣泡不涌出,表面泛漿、平坦。使用插入式振搗棒時,操作要點為前手緊握振搗棒上端約50cm處,以控制插入點,后手扶正軟軸,前后手相距40-50cm左右,使振搗棒自然沉入混凝土內,操作時應“快插慢拔”,振搗棒的移動間距不大于振搗棒作用半徑的1.5倍,且插入下層混凝土內50-100mm。每一振點的振搗連續時間控制在20-30s,防止過振、漏振,保證混凝土振搗質量。

(五)混凝土養護及拆模

混凝土振搗完成后,及時對混凝土暴露面進行緊密覆蓋,采用草簾、無紡布、塑料薄膜等進行覆蓋,減少混凝土暴露時間,防止表面水分蒸發。混凝土帶模養護期間,采取帶模包裹、澆水、噴淋灑水或蒸汽等措施進行保濕、保潮養護。

混凝土的拆模時間除考慮混凝土的強度符合規范和設計要求外,還需考慮結構芯部混凝土與表面混凝土之間的溫差、表層混凝土與環境機間的溫差不大于20℃時方可拆模。

三、結束語

高性能混凝土作為一種新型高技術混凝土,它不僅具有高工作性、高力學性能、高耐久性、抗滲性、耐侵蝕性、耐磨性、低水膠比的特點,而且在工作性、節能、節料、工程經濟、環境等方面具有重要意義,是一種具有環保性能的新型材料。

參考文獻:

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