大跨度预制箱梁混凝土浇筑和养护的施工方法.pdf

BRI DGE AND TUNNEL CONS TRUCT1 0N AND M ACHI NERY 文章编号 ： 1 0 0 0 0 3 3 X( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 7 9 0 3 大跨度预制箱梁混凝土浇筑和养护的施工方法 刘 东 鲁 ( 新疆 兵团建设工程 ( 集 团) 有限责任公 司， 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 2 ) 摘 要 ： 针 对高速铁 路预 制 梁 梁体 质 量 大、 施 工管理 风 险大等 施工 难题 ， 对 大型箱 梁混凝 土 浇筑 、 养 护施工方法和施工注意事项加以论述 ， 以期为同类工程施 工和技术人员现场控制提供参考。 关键 词 ： 预 制 梁 ； 梁体 ； 混凝 土 浇筑 ； 养护 中 图分类 号 ： U4 4 8 3 3 文献 标 志码 ： B Co ns t r u c t i o n Te c h ni qu e s f o r Co n c r e t e Po u r i ng a nd M a i nt e na nc e o f Lo n g s pa n Pr e c a s t Bo x Gi r d e r s I I U Don g l u ( Xi n j ia n g B e i x i n Co n s t r u c t i o n En g i n e e r i n g ( Gr o u p )C o I t d ，Ur u mq i 8 3 0 0 0 2 ，Xi n j i a n g，Ch i n a ) Abs t r a c t ：Ai me d a t t he i s s u e s t ha t t h e m a s s o f p r e c a s t b ox g i r de r s us e d o n h i gh s pe e d r a i l wa ys i s b i g a nd t h e c o ns t r u c t i on ma na ge m e n t r i s k i s hi gh， t he p ou r i ng o f c o nc r e t e， ma i n t e na n c e a f t e r wa r ds a n d t hi n gs whi c h s hou l d b e t ak e n no t e o f we r e d i s c u s s e d，i n or d e r t o pr ov i d e r e f e r e n c e f o r c o n s t r u c t i o n o f s i mi l a r p r o j e c t s a n d t e c h n i c i a n s o n s i t e c o n t r o 1 Ke y wo r ds ：pr e c a s t b ox g i r de r；gi r d e r b o dy；c on c r e t e po ur i n g；m a i n t e n a nc e 0 引 言 预 制梁是 国内新 兴 的梁 型 ， 梁 板 广 泛 采 用 了大 量新 技术 、 新 工 艺 、 新 装 备 、 新 材 料 和 新 检 测 方 法 。 为 了保证 梁 孔 施 工 质 量 ， 在 预 制 中 ， 模 板 选 用 新 工 艺 ， 外模 板 采 用 转 轴 式 、 丝 杆 顶 拉 和 大 面 板 整 体 拼 装 ， 更便于装拆模 ， 保证梁体线形和外观质量。张拉 锚孔 直 接成 型于 端 头模 上 ， 锚 垫 板 用 螺 栓 直 接连 接 在特 制 的 凸出体 上 ， 让 锚 孑 L 一 次 成 型 。 内模 为全 自 动 液压 系统 ， 分 段 拼装 ， 整体 成 型 ， 并 在 底 模 、 侧 模 、 内模上均设反拱， 保证梁体线形l 1 。浇筑工艺较 以 往有更高要求 ， 分层分 区， 次序明显 ， 插入式振捣， 提 浆机 进 行梁 顶面 振平 抹 浆 ， 养护 液 和 蒸 汽 根 据气 温 调 节 ， 改善养 护 条件 。 1 工 程概 况 新建兰新铁路第二双线设计速度为 2 0 0 k m h 及以上 ， 速度 目标值为 3 5 0 k m h。本标段 为兰 新第二双线九标段 ， 全长 4 O 4 9 k m， 承担 D K1 7 9 4 + 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 1 0 2 O 0 0 0 D K1 8 3 4 +4 8 8 1 8箱梁 预 制 生产 任 务 ， 共计 为 3 6 8孔 双线 整体式 无砟 轨道 预制箱 梁 。 2箱梁预制混凝土浇筑施工方法 混凝 土采 用 2 HS I 1 2 0站拌 制 ， 2台混 凝 土泵 送 机泵 送 ， 2台布料 机浇 筑 。混 凝 土入模 如 图 1 所示 。 图 l混 凝 土 入 模 按设 计要 求 ， 采 用 耐 久 性预 制 箱 梁 。施 工 中严 格 控制 搅拌 、 输送 、 浇筑 和振 捣作 业程 序 ， 强 化保 湿 、 保 温 、 养 护过 程 ， 实现 对 施 工 全 过程 的质 量 监控 ， 从 而确保预制箱梁的强度和耐久性能。 2 1配合 比设计 根据设计的强度等级 、 弹性模量和耐久性能要 7 9 BRJ DGE AND TUNNEL CONS TRUCTI oN AND M ACHI NERY 求 ， 进行 拌和 料抗 压强 度 、 弹性 模 量 、 抗裂 性 以及 耐 久性能试验 ， 按照工作性能优 良等级 、 强度、 弹性 模量和耐久性要求 ， 从 中优选出符合箱梁设计要求 的配 合 比 。现场施 工 时 ， 由梁 场试验 室检 查砂 、 碎 石 的含水率 ( 每班 不少 于 2次 ， 雨 天相应 增加次 数 ) ， 根据 含水率 情况 ， 计算 出施 工配合 比。 2 2混凝 土搅 拌 混凝 土搅拌 采 用搅 拌 站 集 中拌 和 ， 所 用计 量 设 备计 量准 确 ， 水 泥 、 掺 合料 、 外加剂 、 水 为 l ， 骨料 为 2 。搅拌 时 ， 先 向搅拌 机投 入细 骨料 、 水 泥 、 矿 物掺和料和外加剂 ， 搅拌均匀后再加入所需用水量 ， 待砂浆搅拌均匀后再投入粗骨料 ， 并继续搅拌至均 匀 为止 。每一 阶段 的搅 拌 时 间 不少 于 3 0 s ， 总搅 拌 时间 不 少 于 2 mi n ， 但 也 不 宜 超 过 3 mi n 。高 温 季 节 ， 控 制水 泥的加 入温 度 不 高于 4 0。 C( 水 泥罐 用 深 进水 冲淋 降温) ， 砂 、 石料 用棚遮 阳 ， 水采用 深进低 温 水 ， 浇 筑 时间尽量 安排在 傍 晚和晚 上 ， 以保 证混凝 土 的人模 温度 满足 规定要 求 ( 53 O。C) 。 2 3混凝 土运输 采用混 凝土 拌 和车 将 混凝 土 运 输 至输 送 泵 ， 由 泵送 至布料 机入 模 。在 混 凝 土入 泵 前 ， 做 好混 凝 土 坍落 度 、 含气量 、 标养 、 同条 件等试 块 ， 取得 混凝 土拌 和物 相应 参数 ， 以指导 施工 。 2 4混 凝土浇 筑 采用输 送泵 配合 液 压 式 布料 杆 连 续灌 注 ， 一 次 成 型 ， 灌 注时 间控 制 在 6 h以 内。振 捣 以插入 式 振 捣棒为主， 以附着式振捣器 ( 安装在侧模及端模上) 为辅 。浇筑顺序从一端水平分层、 两侧腹板对称连 续 浇筑 。 同一 断面灌 注顺 序为 ： 先 底板 ， 再腹 板底部 中部和 上部 ， 最 后顶 板 。顶板进行 平行 推进 浇筑 ， 每 层 的浇筑 高度不 超过 3 0 c m。 2 4 1底 板 混 凝 土 浇 筑 底 板跨 中部 分 一 次灌 注 完 ， 在 端部 加 厚 部 分分 层 灌注 ， 对于 3 m 的渐 变 段斜 坡 ， 在 终 凝 前 采 取人 工收坡 ， 抹平 压光 。采用 插入式 振动 器辅助 振动 ， 保 证 底板 内实 外光 。 2 4 2腹板 混凝 土 浇筑 采用 大 循 环 水 平 分 层 灌 注 法， 分 层 厚 度 为 3 0 c m左右， 灌注顺序为： 先从侧腹板一端开始 ， 依 次 向前推 进 。采 用插 入式 振 动 器振 动 ， 用 5 0型振 动 棒沿保 护层 插入 ， 清 除表 面 气 泡 。插 入 式 振 动 器 在振动过程中严格控制布振 问距和振动时 间， 注意 8 O 快插 慢拔 。在腹板 灌 注 时 ， 一 定要 严 格控 制 分 层 厚 度 ， 上下层 间歇 时间不 超过下 层初凝 时 间 。 2 4 3桥 面板 混 凝 土 浇 筑 采取 水平灌 注 ， 在 横 向分两个 区 ， 采 用振捣 梁振 捣 ， 插入式 振动 器辅 助振捣 ， 在有 预埋钢 筋 的部 位采 用插入式振动器振捣 。浇筑完后， 采用抹面机将表 面压实抹平 ， 抹面时注意控制， 避免洒水 。底板及顶 板浇筑至设计标高后随即进行第一次抹面收平 ， 并 且 做好 桥面 流水 坡及 底 板 变坡 。端 边 墙 、 内边墙 进 行 第一 次抹 面收平 时要抹 出棱 角 。第 一次抹 面收平 在跨 中汇合 后 ， 返 回两端 进行第 二次 赶压抹 面收平 做到 桥面及 底板 面光 洁平整 ， 端边墙 、 内边墙 同 时也 要进行第二次赶压抹面收平， 以保证顶板尺寸， 并防 止裂 纹产生 。 2 5混凝 土振 捣 插入式 振 动 器 的移 动 间距 不 大 于作 用 半 径 的 1 5 倍 ， 并与侧 模保 持 5 1 0 0 mm 的距 离 。插入 式 振 动器每 次插 入下 层混凝 土 的深 度宜 为 5 1 0 c m。 附着式振动器由有经验的人员专人指挥 ， 短振勤振 ， 直 至 昆 凝 土不再 沉落 ， 不 出现 气泡 ， 表 面呈现浮 浆 为 止 ； 一次振 动 时间不 得超 过 5 0 s ， 导 振 区约 2 O S ， 下 料 区约 5 0 S ， 重振 区约 4 0 S ， 一般 振 区约 3 0 S 。灌注 上 层混凝 土 时 ， 不得 开 启 下层 已筑 好混 凝 土 部 分 的 外 部振 动器 。在振 捣 过程 中 ， 加 强 检查 模 板 支 撑 的 稳 定性 和接缝 的 密合 情 况 ， 以防漏 浆 。特 别 是在 灌 注 腹板 时 ， 由有经验 的人在 箱梁 内用小 锤敲击 内模 ， 检 查密 实情况 ， 对填 充不 密实 的地方及 时采取 措施 ， 确 保填 充密 实 。 2 6箱梁混 凝土 养护 振捣完 成后 ， 及时 对 表 面 ( 板 顶 ) 进行 紧密 覆 盖 ( 采用 塑料布 ) ， 尽量 减少暴 露 时间 ， 减 少表 面水分蒸 发 。暴 露面保 护层 初 凝 前应 卷 起 覆 盖物 ， 用 抹 子搓 压表 面 ( 压光 ) 不少 于 2 遍 ， 待 表面平 整后再 次覆 盖 ， 此时 注意覆 盖物不 要直 接接触 表面 ， 直至终 凝为 止 。 养护 分蒸汽 养护 和 自然 养护 2个 阶段 。 2 6 1 蒸汽 养护 梁体采用罩盖蒸汽跟踪追养法 ( 炎热季节暂定 不用 ， 直接用 自然养护法) ， 选用 4 t h 的锅 炉供 汽 。蒸 汽养护 如 图 2所示 。 ( 1 )养 护罩骨 架 为钢管 与 圆钢 焊 成 的空 间格构 架 ， 沿 箱梁纵 向 2 m 一 个 单 元 ， 上 覆 帆 布 作 为 养 护 棚罩 ， 灌注完毕后盖好 养护罩 。以 4 t 锅炉供汽 ， 主管 B R J DGE AND TUNNE L CONS TRUCT I oN AND M ACHI NER Y 图 2蒸 汽 养 护 道采用 D N1 0 0 mm 钢 管 ， 分 支 管 道 采 用D N 8 0 mm钢 管。分支管将蒸汽输入梁体附近的蒸汽封包 中， 封 包将蒸汽均匀后 ， 通过 1 1 根放汽长管用于混凝土蒸 养 。放 汽管 道 采 用 D N4 0 mm 钢筋 ， 其上 均匀 钻 一 排 3 mm 孔 眼 ， 管前 2 3 段 孔距 为2 5 c m， 后 1 3 段 孑 L 距为 2 0 c m， 两喷孔夹角为 1 2 0 。 ， 并在其凝结阀处 设置排水沟 。管道接人梁体腹腔及翼缘 、 底模的空 隙内， 汽流方 向要避免直接正对面， 蒸汽管路的布置 要求保证养护罩内每处 的温度基本一致， 在梁体横 截 面 内的不 同位 置布设 1 2根蒸 汽管 道 ， 采 用计 算 机 自动温 度控 制 系统 和压力 式温 度表 双控 方式 测定 梁 内及罩 内温 度 ， 两 者测 定结 果进 行 比较 ， 确保 蒸汽养 护 效果 。 ( 2 )采用密封性好、 隔热好、 安拆方便 的专用屏 蔽蒸汽养护罩 ； 采用计算机及远传式 温度传感器 自 动 控制 蒸 汽管道 上 电磁 阀 的开 合 ， 以控 制 养 护 罩 内 的升 温速 度和 温度 的高低 。 ( 3 )采用 在计 算机 统一 指挥 下 工 作 的通 风设 备 降低养护罩内的温度， 使降温速度得以有效控制 ； 多 点测温、 多点升温、 多点降温 ， 通过计算机 自动控制 养护 温度 ， 严格 控 制升 降温梯 度 、 恒温 时 间以及拆 模 温度 。 ( 4 )蒸汽养护分静停、 升温 、 恒温、 降温 4个 阶 段 。养护 期 间 ， 对 箱梁进 行 温度监 控 ， 定 时测定 芯部 温度 、 表层温度、 环境气温、 相对湿度及风速等参数 ， 并探索其相互关系 ， 建立养护曲线。根据温度和环 境参 数 的变化 情况 及 时调 整 养 护 制 度 ， 严格 控制 箱 梁的内外温差， 使其满足要求。在升温和降温阶段 ， 每 隔 3 0 rai n观 测 一 次 温 度 ； 在 恒 温 阶 段 ， 每 隔 1 h 测量 一 次 ， 并 作好 记 录 。根据 实 测 温 度 确 定 蒸 汽放 入量 ， 以调节 蒸养 温度 ， 防止 表 面开裂 。 2 6 2 自然养护 蒸养结束 ， 梁体拆模后即进入 自然养护阶段， 箱 梁表面覆盖 3 c m厚海绵 ( 面收光后 即覆盖) ， 采用 自 动喷水系统喷雾养护， 洒水 次数 以箱梁表面充分湿 润 为度 ， 一般 白天每 1 2 h一 次 ， 晚上 每 4 h一 次 。 当环境 相 对 湿 度 小 于 6 0 时 ， 应洒 水 养 护 2 8 d以 上 ； 当环境相 对 湿 度在 6 0 以上 时 ， 应 洒水 养 护 1 4 d以上 ； 当环 境温度 低 于 5时 ， 应 在 预制 梁 表 面喷 涂养护剂 ， 采取保温措施 ， 禁止洒水 。 2 6 3 养护施 3 - 注意事 项 ( 1 )浇筑完毕静停时， 若环境低于 5。C， 则采用 5 1 0。 C低温 预养 。 ( 2 )恒温 养护 期 间 芯部 温 度不 超 过 6 0 。C， 恒 温 养护 时 间根据脱 模 强 度要 求 、 配合 比情 况 以及环 境 条件 等通 过试 验 具 体确 定 。蒸 汽养 护 结 束后 ， 待梁 体芯部与表层之间的温差、 表层与环境之间的温差 均不 超过 1 5。 C( 箱 梁腹板 内外 侧之 间 的温差 也不大 于 1 5。C) 时方 可拆 模 。在寒 冷 季 节 ， 若 环 境 温度 低 于 0。C， 待表层冷却至 5。C以下才可拆除模板 ； 在炎 热 和大 风干燥 季节 ， 采取 逐 段 拆 模 、 边拆 边 盖 、 边拆 边浇 水 或边拆 边 喷涂养 护剂 的拆模 工艺 。气 温急剧 变化 时 不宜拆 模 。拆 模 后 ， 迅 速 采 取有 效 措 施 进行 后期 养 护 ， 减 少暴 露时 间 ， 防止表 面水分 蒸发 。 3 结 语 高 速铁 路大 型箱 梁预 制是 国 内近几年新 兴起 来 的梁 型 。大 跨 度 混 凝 土 箱 梁 预 制 采 用 高 强 度 混 凝 土 ， 混凝 土 质量控 制非 常 重 要 ， 混 凝 土应 集 中拌 和 ， 统 一运 输 ， 配备 足 够数 量 的泵 送 和振 捣 装 置 。 由于 混凝 土一 次浇筑 数 量 大 ， 养 生 过程 中要 随 时 注意 箱 体混凝土内外温差 ， 加强混凝土保湿。本 文对箱梁 的混凝 土 浇筑 、 养护施 工方 法 和注意 事项进 行 阐述 ， 可为 同类工 程 的施工 提供 参考 。 参考 文献 ： 1 林原 ， 李友 明 ， 史 渡 1 5 0 0吨级 整孔箱梁 预制架设施 工 设备总体方案研究E J I 筑路机械与施工机 械化， 2 0 0 9 ， 2 6 ( 6 ) ： 1 4 1 9 2 郑 怡 ， 刘 明， 沈小俊 ， 等 即有钢筋混凝土梁时变可靠度计 算模 型 J 交通运输工程学报 ， 2 0 0 9 ， 9 ( 2 ) ： 4 5 4 9 3 T B 1 0 4 2 4 2 0 1 0 ， 铁路混凝土工程施工质量验 收标准 s 4 胡 波 ， 王建 国 钢管与混凝土粘结滑移 相互作用 的数值模 拟E J 中国公路学报 ， 2 0 0 9 ： 2 2 ( 4 ) ： 8 4 8 1 责任编辑 ： 谭忠华 8 1