摘 要:中國水電四局有限公司麻子川制梁場,位于甘肅定西市安定區,屬于中溫帶半干旱大陸型氣候,其特點是旱季長、雨季短,雨量少且集中,年蒸發量遠大于年降水量,晝夜及冬夏溫差變化大,四季多風,年平均氣溫6.7℃,對箱梁砼的養護有諸多不利因素。針對上述不利因素,據甘青公司《標準化建設管理測手冊》、甘青公司安質部2013-55號文件等相關規范要求,合理安排、精心組織箱梁混凝土養護工作,針對養護中的不利因素做出相應的對策。
關鍵詞:箱梁;混凝土;養護;措施
中國水電四局有限公司麻子川制梁場,位于甘肅定西市安定區麻子川村,梁場總占地面積153畝,共設6個制梁臺座,32m制梁臺座5個,24m和32m共用制梁臺座1個;麻子川制梁場包括華尖川特大橋、麻子川特大橋等橋梁共368孔雙線簡支箱梁的制作、運輸、安裝任務。
2013年8月份開始制梁,箱梁截面采用高性能混凝土,以C50強度設計為準的單箱單室的高度簡支箱梁。每片箱梁混凝土澆筑時間控制在6小時內。梁頂面采用高頻提漿整平機及人工抹面相結合的方法。
箱梁養護采取蒸汽養護、自然養護相結合的方式。
蒸汽低溫養護:棚罩法,將混凝土芯部溫度維持在60℃以內,對溫度控制主要采用的是調整蒸汽流量法。用兩臺蒸汽鍋爐(4t)供熱,大塊鋼骨架組合、拼湊后對預制梁蒸養在養護棚內開展。首先,在鋼骨架上放置保濕材質后覆蓋帆布、密封。當澆筑后把養護棚直接移到預制梁位置,在兩旁、內部放置好蒸汽管道。兩側做好覆蓋工作。
預制梁蒸汽養護:共四階段,那靜停、升、降溫度以及恒溫。每個階段對溫度要求不同。主要如下:靜停間在5℃以上,當工程完成后4小時內開展將溫度升起,但要對溫度進行控制,溫度區間維持在6-10℃/h;恒溫階段,在梁體芯部混凝土溫度不可超過65℃,降溫時,速度不能超過10℃。特別要注意的是,在總體的養護過程當中,對于溫度的溫差不能過15℃。防止兩者溫差過大而出現的不必要的問題。
采用3臺多點全自動報警測溫儀對整個養護過程進行控制,儀器針對的是梁體的表面(溫度區間在42-48℃)、內部(溫度區間在45-60℃)、環境溫度等。如果內部及表層和環境的溫度差超15℃要采用相應的措施,溫度過大則要減少供熱,溫度過小則要增加供熱,防止溫差出現的問題。
同時,混凝土的溫度也要進行更好的控制。例如,在夏天高溫條件之下,混凝土的可操作性會有所降低,而且坍落度也比較明顯,而坍落原因極多,最主要的原因在于長途運輸、水分蒸發。因此要做好相應的措施:現場做好站前檢查,對所要用的到混凝土要加大檢測的力度,如骨料計量的增加;縮短澆筑的時間,讓其損失不低于原坍落度百分之九十。在施工過程中,對新工藝技術進行優化,恢復責備相梁預制兩次澆筑為外、內模同時立模連續澆筑,克服因澆筑停留時間長而產生冷縫問題。炎熱季節攪拌混凝土時,采用骨料堆場搭設遮陽棚,采用低水溫攪拌混凝土等措施,降低混凝土攪拿物溫度,或是盡量在晚上進行攪拌,以此確保混凝土入模溫度滿足要求。冬季溫度的控制。在冬天施工時,要先經過熱工的計算,以實驗來明確水及骨料要預熱的度,滿足工程需求。首先辦法為水預熱,但溫度不可超80℃。如果骨料夾雜著雪等雜質,則溫度不可超60℃,要進行均勻加熱。其他的材料,如礦物、水泥等在使用前可運輸至暖棚自然加熱,切記不能直接加熱。
為了更好控制養護罩內的溫度上升、下降,要采用計算機+遠傳式溫度傳感器,對控制蒸汽管道上的電磁閥開關進行控制。這樣可以更好、更合理對溫度進行控制。通過計算,對溫度進行更好地控制。
蒸養系統測溫采用壓力式溫度計在梁兩端各設兩組,1/2、1/4 跨處腹板兩側各設一組,箱內1/2、1/4跨設兩組。恒溫每1小時測溫一次,升、降溫每1小時測定一次,并作好詳細的溫度記錄,根據實測溫度確定蒸汽放入量,以調節跟蹤蒸養升溫、降溫,防止混凝土表 面開裂。蒸養的時間根據室外氣溫的高低以及梁體強度的增長情況等適當縮短或延長。混凝土蒸汽養護的期間,混凝土芯部的最高溫度不能超過60℃。內部的溫度以及表層溫度差、環境溫度差、表層溫度、箱內以及箱外溫度前,差均不可大于15℃,升溫、降溫時,其速度不可大于15℃/小時。蒸汽的養護分為靜停、升起溫度、降低溫度、恒定溫度的幾個階段,蒸氧后,繼續對混凝土開展保溫養護以及自然養護。
蒸汽養護結束,立即進入自然養護。
自然養護采用三種方式進行,每片箱梁混凝土澆筑結束后,靜停4.0小時,在靜停時間內,掌握好時間鋪設一膜(養護專用聚乙烯吹塑薄膜,鋪設時不能損傷混凝土面)。靜停結束即可進入蒸養階段。
(1)靜停結束后,及時鋪設一布(專用土工布),將梁面包裹嚴實,安排專人定時灑水養護,保持梁面濕潤。
(2)梁端頭采用帆布或土工布包裹,人工灑水濕潤,同時防止梁箱室通風,在箱室內蓄水養護,對泄水孔、通風孔封堵。
(3)箱梁兩側翼緣外側,專人灑水養護,保持混凝土面濕潤。
據環境濕度情況,對混凝土自然養護時間做適當的調整,當環境相對濕度小于60%時,養護不少于28d,相對濕度在60%以上時,養護時間7~14d。
養護特點:
麻子川制梁場預制箱梁養護系統在橋梁預制箱梁養護施工中通用性好,經過實際混凝土養護,養護效果良好;該產品采結構簡單,便于制作、安裝及使用、操作方便、安裝簡單、單重小;改產品具備成本低,設計簡單,原材料主要是彎頭、蓬頭、普通鋼管,所以可制作性強,制作成本低、通用性好,結構可靠,操作簡便的特點;養護采用旋轉蓬頭,保證了混凝土面長期濕潤,操作簡單、節約用水;既解決了灑水養護,灑水不均、翼緣板下灑水不便、浪費水等問題,也解決了養護劑成本高、代價大且噴涂不均等問題。經過麻子川制梁場實際養護,預制箱梁的養護取得了明顯效果,澆筑完成的箱梁基本杜絕了表面龜裂。
預制梁澆筑成功以后,對梁養護也是個非常關鍵性的施工程序。在初其階段,沒有開展嚴密的把關、養護。混凝土沒有足夠分水分進行調養,會對這一片梁混凝土強度產生不可設想的后果。一般來說,初期的養護時間為3-7天。夏天、秋天的氣候有時比較干燥,主需要在7天內嚴格養護期,在雨水較多的,如春天、冬天最少嚴格養護期不能少于3天。同時,在養護的過程中,還要有一定保溫、保濕的滲水性好覆蓋料。此外,箱梁拆模、初張、終張混凝土強度有著極為嚴格的需求,在拆模時,混凝土強度要達到設計的60%,初張時,要達到80%左右,而終張時,則要達到100%。如果未能達到標準則不可拆模、初張或終張。
寶蘭客專是國家重點工程,也是百年大計工程,在保證混凝土實體質量的前提下,對混凝土外觀質量的要求也越來越嚴格,在麻子川制梁場箱梁預制施工中,中國水電四局通過具體操作實踐和探索,制作了預制箱梁養護系統,在西北干旱地區這一特殊的地理環境條件下,較好地保證了預制箱梁混凝土施工質量,保障高速鐵路橋梁施工質量和鐵路的安全運行。
參考文獻
[1]甘青公司.標準化建設管理測手冊[Z].
[2]甘青公司安質部.2013-55號文件等相關規范要求[Z].
作者簡介:魯鴻旭,現任中國水電四局徐鹽鐵路工程指揮部三分部經理。