高速鐵路橋梁混凝土施工技術(shù)解析

趙　力

[摘要]從高速鐵路橋梁的主要特點(diǎn)入手,詳細(xì)介紹鐵路橋梁高性能混凝土施工全過程,并對(duì)其中的處理細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)解析。

[關(guān)鍵詞]高速鐵路橋梁 混凝土 施工

中圖分類號(hào):TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0920107-01

隨著高效減水劑、礦物摻和料的研究、開發(fā)、應(yīng)用以及2004年中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》和鐵道部《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》的發(fā)布,給原來就具有很大優(yōu)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(fā)展起到了很好的推動(dòng)作用。

一、高速鐵路橋梁的主要特點(diǎn)

1.大跨度橋多。受國(guó)情路況的制約,我國(guó)客運(yùn)專線中,跨度達(dá)100m及以上的大跨度橋梁很多。據(jù)統(tǒng)計(jì),在建與擬建客運(yùn)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(qū)間無縫鋼軌,因此對(duì)橋梁的縱向位移要求很嚴(yán)。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(chǎn)生過大的縱向位移。

3.改善結(jié)構(gòu)的耐久性,便于檢查和維修。高速鐵路是極其重要的交通運(yùn)輸設(shè)施,橋梁結(jié)構(gòu)物應(yīng)盡量做到少維修或免維修,因此,設(shè)計(jì)時(shí)需要將改善結(jié)構(gòu)物的耐久性作為設(shè)計(jì)原則,統(tǒng)一考慮合理的結(jié)構(gòu)布局和構(gòu)造細(xì)節(jié),并在施工中加以嚴(yán)格控制,保證質(zhì)量。

高速鐵路橋梁的主要特點(diǎn)決定了施工單位在施工過程中必須嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量,加強(qiáng)混凝土施工過程控制,提高橋梁結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性,才能最大限度地延長(zhǎng)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(shù)解析

高性能混凝土是鐵路橋梁等土建工程建設(shè)的首選材料。與普通混凝土相比,高性能混凝土在力學(xué)性能和耐久性方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),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(qiáng)水泥和高C3A含量的水泥。

2.選用堅(jiān)固耐久、級(jí)配合格、粒型良好的潔凈骨料。

3.使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰、礦物渣等礦物摻合料或復(fù)合礦物摻合料,除特殊情況外,礦物摻合料應(yīng)作為耐久混凝土的必需組分。

4.優(yōu)質(zhì)的引氣劑,將適量的引氣作為配制耐久混凝土的常規(guī)手段。

5.盡量降低拌和水用量,為此應(yīng)外加高效減水劑或有高效減水功能的復(fù)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(yīng)特別重視混凝土骨料的級(jí)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(shù)

混凝土原材料經(jīng)檢驗(yàn)合格后,應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境等級(jí)進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)需經(jīng)試驗(yàn)監(jiān)理工程師、總監(jiān)理工程師及咨詢單位簽署意見方可使用。根據(jù)橋梁各部位的環(huán)境侵蝕作用等級(jí),結(jié)合《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》、《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求,橋梁承重結(jié)構(gòu)混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí)及配合比見表2所示。

(三)混凝土拌合及運(yùn)輸

混凝土拌和前,嚴(yán)格測(cè)定粗、細(xì)骨料含水率,試驗(yàn)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)旁站,根據(jù)粗、細(xì)骨料含水率變化情況,調(diào)整施工配合比,要求每班抽測(cè)2次,雨天隨時(shí)抽測(cè)。

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(jì)量后,先向攪拌機(jī)投入細(xì)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(jī)內(nèi)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(yùn)輸車運(yùn)輸,運(yùn)輸過程中以2-4 r/min的轉(zhuǎn)速攪動(dòng),運(yùn)輸過程中要求確?；炷敛话l(fā)生離析、漏漿及坍落度損失過多等現(xiàn)象,運(yùn)輸至澆筑地點(diǎn)應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)20-30s后將混凝土拌和物送入泵車或料斗中,運(yùn)輸至澆筑地點(diǎn)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(yàn)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(xiàn)場(chǎng)取樣制作試件,按要求進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),混凝土試件要求56d抗壓強(qiáng)度?；炷翝仓鶕?jù)不同的結(jié)構(gòu)部位制定相應(yīng)的施工工藝。

混凝土澆筑過程,隨時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行振搗使其均勻密實(shí)。振搗采用插入式振搗幫垂直點(diǎn)振方法,或采用插入式振搗棒和附著式振搗器聯(lián)合振搗。混凝土振搗密實(shí)標(biāo)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(shí),操作要點(diǎn)為前手緊握振搗棒上端約50cm處,以控制插入點(diǎn),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(nèi),操作時(shí)應(yīng)“快插慢拔”,振搗棒的移動(dòng)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(nèi)50-100mm。每一振點(diǎn)的振搗連續(xù)時(shí)間控制在20-30s,防止過振、漏振,保證混凝土振搗質(zhì)量。

(五)混凝土養(yǎng)護(hù)及拆模

混凝土振搗完成后,及時(shí)對(duì)混凝土暴露面進(jìn)行緊密覆蓋,采用草簾、無紡布、塑料薄膜等進(jìn)行覆蓋,減少混凝土暴露時(shí)間,防止表面水分蒸發(fā)?；炷翈ｐB(yǎng)護(hù)期間,采取帶模包裹、澆水、噴淋灑水或蒸汽等措施進(jìn)行保濕、保潮養(yǎng)護(hù)。

混凝土的拆模時(shí)間除考慮混凝土的強(qiáng)度符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求外,還需考慮結(jié)構(gòu)芯部混凝土與表面混凝土之間的溫差、表層混凝土與環(huán)境機(jī)間的溫差不大于20℃時(shí)方可拆模。

三、結(jié)束語(yǔ)

高性能混凝土作為一種新型高技術(shù)混凝土,它不僅具有高工作性、高力學(xué)性能、高耐久性、抗?jié)B性、耐侵蝕性、耐磨性、低水膠比的特點(diǎn),而且在工作性、節(jié)能、節(jié)料、工程經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面具有重要意義,是一種具有環(huán)保性能的新型材料。

參考文獻(xiàn):

[1]中華人民共和國(guó)鐵道部,新建時(shí)速300-350公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].北京:中國(guó)鐵逍出版社,2007.

[2]張義軍,淺論我國(guó)高速鐵路橋梁建設(shè)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2009.1.

[3]曾敬東、李貞新、李小珍,我國(guó)告訴鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)[J].四川建筑,2005.8.

[4]陳開御,鐵路橋梁混凝土性能的探討[J].橋梁建設(shè),2008.4.