白果樹(shù)特大橋T梁混凝土質(zhì)量的控制

陳子涵

(中鐵大橋局第七工程公司，湖北武漢430023)

白果樹(shù)特大橋T梁混凝土質(zhì)量的控制

陳子涵

(中鐵大橋局第七工程公司，湖北武漢430023)

預(yù)應(yīng)力混凝土組合T型梁是一種簡(jiǎn)支T型梁結(jié)構(gòu)，具有吊裝重量輕、施工簡(jiǎn)單、投入設(shè)備少等特點(diǎn)。結(jié)合白果樹(shù)大橋的施工實(shí)踐，簡(jiǎn)要介紹該項(xiàng)目預(yù)制T梁的施工中，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、研究、實(shí)踐總結(jié)出的一套較為理想的T梁混凝土質(zhì)量控制方法，通過(guò)對(duì)原材料的質(zhì)量控制、混凝土坍落度的調(diào)控、混凝土的振搗澆筑工藝改進(jìn)、選擇恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)方式等措施，對(duì)提高橋梁內(nèi)在及外觀質(zhì)量，效果較明顯。

T梁;坍落度;澆筑;養(yǎng)護(hù)

杭瑞高速公路白果樹(shù)大橋建筑在湖北通山縣的群山之中，全長(zhǎng)2201.5m，由108根圓柱撐托而起，每根柱墩距地面40多米，全橋采用30 m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。由于其相當(dāng)于是將矩形梁中對(duì)抗彎強(qiáng)度不起作用的受拉區(qū)混凝土挖去后形成的，除與原有矩形抗彎強(qiáng)度完全相同外，既可以節(jié)約混凝土，又減輕構(gòu)件的自重，提高了跨越能力，所以在橋梁施工中T梁成為較為常用的選擇。但相對(duì)于空心板梁，T梁在肋板設(shè)計(jì)上波紋管和鋼筋較為密集，且肋板本身就比較狹窄，這給T梁混凝土澆筑振搗以及質(zhì)量控制增加了一定難度。下面結(jié)合白果樹(shù)特大橋888片T梁制作對(duì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)作出總結(jié)。

1 T梁混凝土合適的坍落度

白果樹(shù)特大橋T梁混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求是50 MPa，在其他材料狀態(tài)一定的時(shí)候，水灰比就是決定混凝土強(qiáng)度的重要因素，水灰比小，混凝土強(qiáng)度高;水灰比大，混凝土強(qiáng)度低;但水灰比控制較小時(shí)造成坍落度較小，在T梁肋板混凝土的振搗中會(huì)造成很大的不便。由于本橋T梁設(shè)計(jì)上肋板中存在三條波紋管，特別的肋板下部波紋管和鋼筋網(wǎng)形成密集的結(jié)構(gòu)，空間非常狹窄，波紋管與模板間隙剛好可以插入一個(gè)振搗棒，在混凝土坍落度小于180mm時(shí)就可能給振搗帶來(lái)極大的不便，如果此時(shí)再加上澆筑工人振搗不到位便造成T梁下部波紋管附近形成狗洞，嚴(yán)重影響質(zhì)量與外觀。所以在澆筑T梁肋板的下部結(jié)構(gòu)時(shí)混凝土坍落度的控制應(yīng)相對(duì)翼板較大，保持在180—200mm，在混凝土有了一定的流動(dòng)性時(shí)才能結(jié)合合適的振搗方式將密集的結(jié)構(gòu)填充密實(shí)。同時(shí)對(duì)這一部分混凝土質(zhì)量進(jìn)行了追蹤，在適當(dāng)調(diào)整了配合比后，混凝土試塊強(qiáng)度也完全滿足要求(T梁張拉條件為同養(yǎng)強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%，即大于42.5MPa)。表1即為八月底九月初混凝土試塊的強(qiáng)度測(cè)試工作記錄表單。

表1 T梁混凝土試塊的強(qiáng)度測(cè)試工作記錄表

當(dāng)澆筑時(shí)混凝土層沒(méi)過(guò)最上一條波紋管時(shí)就可以適當(dāng)減小混凝土坍落度，因?yàn)轭A(yù)制T梁安裝時(shí)可能成為走道梁，運(yùn)梁車(chē)對(duì)T梁翼板產(chǎn)生較大的壓力，特別在趕工期時(shí)有的T梁可能在張拉壓漿后便立即安裝，然后運(yùn)梁車(chē)從上經(jīng)過(guò)安裝下一跨梁，如果翼板在短期內(nèi)不能達(dá)到一定的強(qiáng)度，在運(yùn)梁時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂痕。所以當(dāng)澆筑T梁上部結(jié)構(gòu)時(shí)可以適當(dāng)減小水灰比，提高混凝土強(qiáng)度，并且有利于最后翼板表面的收漿振平。

2 混凝土澆筑的控制

根據(jù)T梁混凝土對(duì)高強(qiáng)度與澆筑流動(dòng)性的要求，得出澆筑肋板下部結(jié)構(gòu)混凝土坍落度為180-200mm的結(jié)論，但在實(shí)際施工中進(jìn)行控制坍落度會(huì)遇到很多困難。因?yàn)門(mén)梁混凝土要求比其他橋梁構(gòu)件嚴(yán)格，混凝土任何較小的波動(dòng)都會(huì)對(duì)澆筑施工或后期強(qiáng)度產(chǎn)生很大影響，所以在控制時(shí)需要投入更多的精力。早晚溫差天氣變化、原材料變化以及施工工藝等一系列因素都會(huì)給拌合混凝土?xí)r的用水量造成影響，這就需要技術(shù)人員在前后場(chǎng)的觀察與控制。

2.1 原材料的控制

原材料的質(zhì)量及其不穩(wěn)定性，對(duì)混凝土質(zhì)量及施工工藝有很大影響，在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。各級(jí)石子超粒徑顆粒含量的變化會(huì)導(dǎo)致混凝土級(jí)配的改變，并將影響新拌混凝土的和易性;過(guò)多超粒徑的石子或粒徑過(guò)粗的砂易造成天泵的堵塞，而細(xì)砂含量過(guò)高會(huì)造成混凝土流動(dòng)變差。一定要對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，全部符合技術(shù)性能指標(biāo)方可應(yīng)用。骨料中含有害物質(zhì)，超過(guò)規(guī)范規(guī)定的范圍會(huì)妨礙水泥水化，降低混凝土的強(qiáng)度，削弱骨料與水泥石的粘結(jié)，與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生有害的膨脹物質(zhì)。如果砂中粘土、淤泥超過(guò)3%，碎石、卵石中超過(guò)2%，則這些極細(xì)粒材料在集料表面形成包裹層，妨礙集料與水泥石的粘結(jié)。有害物質(zhì)以松散的顆粒出現(xiàn)會(huì)大大增加需水量，影響配合比組成，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生過(guò)大波動(dòng)。特別在夏天的多雨季節(jié)，砂石含水率很大，混凝土的控制尤需謹(jǐn)慎。對(duì)砂石料場(chǎng)應(yīng)該進(jìn)行提前檢查，指導(dǎo)裝載機(jī)選用更易控制的料堆，并且在整個(gè)施工過(guò)程中不應(yīng)鏟入砂堆底層含水率極大的部位，這會(huì)造成混凝土用水量產(chǎn)生很大幅度的波動(dòng)從而增加控制的難度。在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)原材料的質(zhì)量控制，除經(jīng)常性的檢測(cè)外，還要求質(zhì)量控制人員隨時(shí)掌握其組分的變化規(guī)律，并擬定相應(yīng)的對(duì)策措施。如砂石的含泥量超出標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，及時(shí)反饋給生產(chǎn)部門(mén)，及時(shí)篩選并采取能保證混凝土的其它有效措施。水泥、砂、石子各性能指標(biāo)必需達(dá)到規(guī)范要求。

2.2 混凝土拌合澆筑的控制

一般來(lái)講選用合格且穩(wěn)定的原材料拌合的混凝土也比較穩(wěn)定，易于控制，但隨著氣溫、施工現(xiàn)場(chǎng)、拌合樓機(jī)械問(wèn)題等因素的變化混凝土也會(huì)出現(xiàn)或多或少的波動(dòng)，這就需要技術(shù)人員隨時(shí)隨地的進(jìn)行觀察調(diào)整。由于T梁混凝土水泥用量高，水化熱較大，在夏季施工中坍落度損失就顯得尤為突出，這種情況下通常使剛出站的混凝土坍落度稍微放大，增加一定水量以留出“坍落度損失空間”，使混凝土在現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)呈現(xiàn)一個(gè)理想的狀態(tài)。而且在使用吊斗施工中這種問(wèn)題更為嚴(yán)重，因?yàn)榈醵肥┕ぶ谢炷潦菬o(wú)法進(jìn)行調(diào)整的，一旦工作性不理想便對(duì)澆筑產(chǎn)生無(wú)法挽回的影響。所以在這種施工工藝中需要技術(shù)人員付出更多的精力，在拌合樓和澆筑現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)觀察混凝土的波動(dòng)，提前調(diào)整。在拌合樓，混凝土攪拌結(jié)束準(zhǔn)備放入吊斗前觀察判斷是否符合工作性要求，隨時(shí)作出調(diào)整;在澆筑現(xiàn)場(chǎng)，觀察混凝土的工作性和在梁體中振搗的效果，隨時(shí)回報(bào)拌合樓現(xiàn)場(chǎng)情況，并指導(dǎo)振搗工人工作，配合振搗情況適時(shí)調(diào)整混凝土以順利完成澆筑。

現(xiàn)場(chǎng)振搗時(shí)，應(yīng)從T梁一端至另外一端澆注混凝土，混凝土按斜向分段水平分層澆注，每層厚不超過(guò)30cm。振搗采用內(nèi)外相結(jié)合的方式，內(nèi)部采用高頻插入式振搗器振搗，外部采用附著式平板振搗器振搗。采用插入式振搗器進(jìn)行振搗時(shí)，振搗器的移動(dòng)間距不超過(guò)其作用半徑的1.5倍，并插入下層混凝土5—10cm。每一個(gè)振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止，也不得超振。振搗時(shí)要避免振搗棒碰撞模板、鋼筋，尤其是波紋管，不得用振搗器運(yùn)送混凝土。對(duì)于錨下混凝土及預(yù)應(yīng)力管道下的混凝土振搗要特別仔細(xì)，保證混凝土密實(shí)，由于該處鋼筋密、空隙小，振搗棒一般要選用小直徑。

在有些時(shí)候由于原材料等因素的變化，混凝土坍落度達(dá)到200mm后依然出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的工作性能不理想，除去振搗操作的影響，最有可能是砂的粒徑偏小，也就是砂過(guò)細(xì)，這時(shí)候混凝土雖然有理想的坍落度，但是整體的和易性不理想。水泥漿和砂石分離嚴(yán)重，即缺少一定粗砂作為過(guò)渡，使砂的級(jí)配不合格，這時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加外加劑和水的用量，達(dá)到增加混凝土和易性的目的。

3 T梁的拆模與養(yǎng)護(hù)

T梁的拆模一定要配合現(xiàn)場(chǎng)同養(yǎng)試塊的強(qiáng)度試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，否則在混凝土未達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí)拆模會(huì)造成表面的損壞，有時(shí)再加上模板的情況不理想如油未涂均勻或陳舊銹蝕，便會(huì)粘掉表面的混凝土，影響T梁外觀。

為保證混凝土有適宜的硬化條件和防止不正常收縮，應(yīng)根據(jù)氣溫情況及時(shí)進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。拆模后頂板采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)的方法，腹板及翼緣板底部采用塑料水管繞梁體一周的方法養(yǎng)護(hù)。具體做法是采用直徑為2.5 cm的塑料管，在管壁上設(shè)置小孔兩排，一排孔口向上用于養(yǎng)護(hù)翼緣板底部，一排面向腹板用于養(yǎng)護(hù)腹板，管口設(shè)置三通閥門(mén)，派專(zhuān)人負(fù)責(zé)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d，每天澆水次數(shù)視具體情況而定，以能保持混凝土處于足夠的潤(rùn)濕狀態(tài)為宜。

在冬季施工時(shí)，混凝土之所以能凝結(jié)硬化并獲得強(qiáng)度，是由于水泥和水進(jìn)行水化作用的結(jié)果?；炷恋臏囟鹊?，則水化作用緩慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)就慢。當(dāng)水結(jié)冰后，水化作用停止，而且水的體積膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)遭受破壞。早期受凍的混凝土強(qiáng)度可降低40%—50%，原因是結(jié)冰時(shí)混凝土體積可增加9%，骨料周?chē)乃酀{膜或水膜，在結(jié)冰后粘結(jié)力遭受破壞，凍融使混凝土體積不斷改變，使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋而松散破壞。施工進(jìn)度的問(wèn)題就顯現(xiàn)出來(lái)。氣溫低以及下雪凍害會(huì)影響混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，張拉就需要等待更多的天數(shù)進(jìn)而影響施工進(jìn)度。一般的養(yǎng)護(hù)達(dá)不到實(shí)際效果，于是在白果樹(shù)特大橋T梁生產(chǎn)中采取在梁體套上塑料薄膜，在薄膜內(nèi)生爐子提高溫度，每個(gè)T梁澆筑完畢后立刻采取此法，生6—7個(gè)爐子，派專(zhuān)人每天三次對(duì)梁體內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測(cè)和記錄以保證養(yǎng)護(hù)溫度維持在12℃以上。

表2是2010年11月份一段時(shí)間一般養(yǎng)護(hù)和火爐養(yǎng)護(hù)T梁同養(yǎng)試塊的強(qiáng)度增長(zhǎng)對(duì)比情況。

表2 11月T梁同養(yǎng)試塊的強(qiáng)度增長(zhǎng)對(duì)比表

這種養(yǎng)護(hù)方法簡(jiǎn)單有效且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在2010年12月多雪寒冷的時(shí)間里白果樹(shù)特大橋T梁生產(chǎn)進(jìn)度沒(méi)有受到影響，在技術(shù)人員合理的管理和控制中依然保質(zhì)保量的完成了任務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

T梁作為橋梁的直接承載部位，其本身的質(zhì)量好壞對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)白果樹(shù)特大橋888片T梁的澆筑水灰比工藝控制、生產(chǎn)過(guò)程中采取有效措施減小坍落度損失、進(jìn)行嚴(yán)格的原料質(zhì)量及施工工藝質(zhì)量的管控、冬季施工加強(qiáng)振搗措施及增加火爐養(yǎng)護(hù)等工藝措施，T梁的合格率達(dá)到100%，優(yōu)良率達(dá)到95%，真正做到了內(nèi)實(shí)外美?？傊侠砜尚械目傮w方案和技術(shù)措施為白果樹(shù)大橋建筑工程按期優(yōu)質(zhì)的完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為今后類(lèi)似工程積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

［1］ 劉瑞玲.冬季水泥混凝土施工技術(shù)探討［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2007，6(7).

［2］ 付銀巋.淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土T梁施工工藝及質(zhì)量控制［J］.山西建筑，2010，36(4).

The concrete quality control of T-beam in Baiguoshu super bridge

CHEN Zi-han
(The seventh engineering co.Ltd.of China zhongtie major bridge engineering group，Wuhan 430023 ，China)

Prestressed concrete T －beam is a combination of simply supported T －beam structure，with lifting light weight，simple construction，less investment in equipment and so on.Combining Baiguoshu super bridge construction practice，the paper makes a brief introduction to the project's precast T-beam construction，by trial and error，sums up the ideal concrete T-beam quality control，by quality control of raw materials through the concrete slump control，vibrated concrete pouring process improvement，choosing the appropriate conservation methods and other measures to improve the appearance of the bridge and the intrinsic quality，and the effect was obvious.

T-beam;slump;casting;maintenance

U 442.5

B

1009-4881(2011)03-0076-04

10.3969/j.issn.1009-4881.2011.03.018

2011-04-28.

2011-06-20.

陳子涵(1984-)，男，助理工程師，E-mail：WHCJH@163.COM.