RPC 混凝土梁施工工藝及驗收標(biāo)準(zhǔn)研究

靳士棟

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司橋梁處，天津 300142)

1 概述

隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鐵路運輸?shù)膲毫Σ粩嘣龃?，為提高既有鐵路的運能，對既有鐵路實施擴能改造勢在必行。而既有鐵路普遍存在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低、縱斷面控制緊的特點，大量地采用了低高度梁、超低高度梁等特殊結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重地制約著既有鐵路增建二線縱斷面及平面的設(shè)計。

由于鐵路橋涵規(guī)范的修訂，既有低高度梁、超低高度梁已無法滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。為節(jié)約土地資源、降低工程投資，既有線增二線一般以并行等高為原則，所以二線橋梁部以采用與既有梁建筑高度相差不大的梁為宜，故需從梁部制作(的)材料入手，設(shè)計出適應(yīng)既有線縱斷面的新梁型。

活性粉末混凝土(RPC混凝土)材料具有高強度、高彈模、高耐久性、高延性等特點，采用RPC混凝土梁代替普通混凝土(超)低高度梁，大大解決了結(jié)構(gòu)高度低、凈空受限制的技術(shù)難題。由于梁高較小，梁部豎向抗彎剛度相對較弱，RPC材料優(yōu)異的性能解決了普通混凝土(超)低高度梁的剛度較弱的問題，采用RPC混凝土梁后豎向抗彎剛度比普通混凝土梁提高35%以上，混凝土抗壓強度提高140%以上。本文結(jié)合已制造成功并應(yīng)用的RPC材料預(yù)應(yīng)力低高度梁，對其施工工藝及驗收標(biāo)準(zhǔn)進行總結(jié)、探討。

2 施工工藝

2.1 梁部制造

為提高結(jié)構(gòu)耐久性，混凝土耐久性指標(biāo)及施工工藝應(yīng)滿足《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求。為抵消預(yù)加應(yīng)力引起的梁體上拱，制梁時須根據(jù)實際情況及鋪碴時間在橋面板和梁底預(yù)設(shè)反拱。梁體鋼筋應(yīng)整體綁扎，先進行梁體鋼筋的綁扎，然后進行橋面板鋼筋的綁扎。頂面鋼筋根據(jù)橋面坡度斜置，施工中應(yīng)注意鋼筋位置的準(zhǔn)確性。橋面泄水孔處鋼筋可適當(dāng)移動，并增設(shè)螺旋筋進行加強;當(dāng)采用墊塊控制凈保護層厚度時，墊塊應(yīng)采用與梁體同等壽命的材料，且保證梁體的耐久性。

在混凝土配制之前，應(yīng)對混凝土所用粗、細(xì)骨料進行成分分析及堿活性試驗，粗骨料母巖的抗壓強度與混凝土強度之比不宜小于2。

制梁時應(yīng)保證縱、橫向預(yù)應(yīng)力管道位置準(zhǔn)確;應(yīng)保證預(yù)埋T型鋼、支座套筒位置準(zhǔn)確。T梁上下翼緣、隔板與腹板相交處宜做成半徑為30 mm～50 mm的圓弧倒角。

進行預(yù)施應(yīng)力張拉時，預(yù)施應(yīng)力應(yīng)按初張拉和終張拉兩個階段進行。

管道壓漿水泥漿強度等級不低于M40，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件》的要求。

預(yù)制梁橋面防水層和保護層在廠(場)內(nèi)進行制作，保護層在梁體的內(nèi)側(cè)預(yù)留100 mm，供橋面濕接縫處防水層和保護層施工時搭接。

2.2 存梁及運輸

存梁(包括頂梁、移梁)時的梁端懸出長度，應(yīng)符合設(shè)計要求。當(dāng)長期存梁時應(yīng)采取預(yù)加荷載措施，防止梁體產(chǎn)生過大上拱。配裝同一孔的各梁片澆筑混凝土日期及預(yù)加應(yīng)力的齡期相差不宜超過5 d。運輸時應(yīng)按鐵路超限貨物裝載加固和運輸?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定辦理，不考慮預(yù)鋪底碴。運輸通過線路最小曲線半徑350 m。

2.3 架梁

采用分片預(yù)制、分片架設(shè)的方法，施工荷載按邊鋪邊架的方式檢算，架梁時按枕下鋪設(shè)150 mm厚道碴且未鋪設(shè)人行道進行檢算，抗裂安全系數(shù)大于1.1，強度安全系數(shù)大于1.8。當(dāng)架橋機不能全部完成空中移梁時，采用墩頂移梁輔助完成架梁作業(yè)。當(dāng)一座橋使用多孔梁時，為連續(xù)架梁，提高架梁速度，對已就位的梁應(yīng)先焊連梁端及跨中三個隔板，連接鋼板需滿焊，焊縫高度8 mm。各橫隔板先穿上橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線，并用木撐塊(桿)將隔板上下翼緣支撐好，然后拉緊橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線，在保證架梁時穩(wěn)定的前提下架設(shè)下一孔梁。架梁時應(yīng)保證各片梁的橫向預(yù)應(yīng)力孔準(zhǔn)確對位。

3 驗收標(biāo)準(zhǔn)

3.1 對原材料的要求

混凝土的主要原材料包括水泥、骨料、外加劑、復(fù)合摻合料和纖維，在驗收過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制相應(yīng)的強度、含量等指標(biāo)。

施工配合比的水膠比不得大于0.2，拌合物和易性根據(jù)實際施工條件要求確定，但是坍落度不宜大于180 mm。

3.2 混凝土的養(yǎng)護及拆模

對成型完畢的構(gòu)件，應(yīng)嚴(yán)格按照靜停、蒸汽初養(yǎng)、蒸汽終養(yǎng)和自然養(yǎng)護四個階段進行養(yǎng)護。

氣溫急劇變化時不得拆模。

3.3 預(yù)加應(yīng)力

張拉千斤頂?shù)男Ｕ禂?shù)不應(yīng)大于1.05(采用壓力桿、傳感器或試驗機配套校正)，千斤頂校正有效期限不應(yīng)超過一個月;油壓表應(yīng)采用防震型，其精度等級不應(yīng)低于1.0級。最小分度值不應(yīng)大于0.5 MPa，表盤量程應(yīng)在工作最大油壓的1.25倍～2.0倍之間。油壓表檢定有效期不應(yīng)超過7 d。當(dāng)采用0.4級精度的精密油壓表并計量管理部門按0.4級精度進行檢定時，其有效期不應(yīng)超過一個月。

獲得油壓表量值傳遞權(quán)的企業(yè)，應(yīng)對壓力校準(zhǔn)儀或活塞壓力計及母表進行周期檢定、定期校準(zhǔn)、比對試驗，并應(yīng)在使用前校核，隨時注意是否發(fā)生故障或異常。

預(yù)應(yīng)力筋穿束前應(yīng)以試通器穿過，并清除管內(nèi)淤水，檢查有無穿孔漏漿。穿束時束號與孔道應(yīng)對應(yīng)正確，各束順直不交纏，兩端外露長度相等。

縱向預(yù)施應(yīng)力宜采用二階段進行。

縱向預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)在三個(或兩個)階段分別測量鋼絞線的伸長值。實測伸長值與計算伸長值的差值不應(yīng)超過±6%。伸長值應(yīng)按鋼絞線實測彈性模量計算;每端鋼絞線回縮量應(yīng)控制在6 mm以內(nèi)。

預(yù)加應(yīng)力時，每片梁斷絲及滑絲數(shù)量應(yīng)低于預(yù)應(yīng)力鋼絞線總絲長的0.5%，并不應(yīng)位于梁體的一側(cè)，一束內(nèi)斷絲不應(yīng)超過一絲。

錨固后，夾片外露應(yīng)齊平，錯牙不超過1 mm。終拉后的24 h內(nèi)，每端各鋼絞線的回縮量不應(yīng)大于1 mm。

預(yù)制RPC后張梁終張拉后應(yīng)實測梁體彈性上拱，實測梁體彈性上拱不宜大于1.05倍設(shè)計計算值。

3.4 孔道壓漿

孔道壓漿應(yīng)在預(yù)應(yīng)力終張拉后48 h內(nèi)進行，壓漿過程中及壓漿后48 h內(nèi)，梁體溫度低于5℃時應(yīng)采取預(yù)熱、保溫措施。

孔道壓漿用水膠比不大于0.35。水泥漿不應(yīng)泌水，強度滿足設(shè)計要求。壓入孔道的水泥漿應(yīng)飽滿并且密實，并具有微膨脹的性能。

孔道壓漿水泥漿應(yīng)摻高效減水劑;高效減水劑應(yīng)符合TB 3043-2005標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。高效減水劑的摻量由試驗確定;不應(yīng)摻入氯化物或其他對預(yù)應(yīng)力鋼絞線有腐蝕作用的外加劑。

水泥漿自攪拌至壓入孔道的間隔時間一般不應(yīng)超過40 min。

3.5 封錨混凝土

縱、橫向預(yù)應(yīng)力筋錨圈與墊板接觸處四周應(yīng)用聚氨酯防水涂料進行防水處理。

封錨應(yīng)采用混凝土強度等級不低于C40的微膨脹細(xì)石混凝土。封錨前應(yīng)將封錨處混凝土鑿毛，并對錨具進行防銹處理。在封錨后的圓周(長方形四邊)上應(yīng)采用聚氨酯防水涂料進行防水處理。

4 成品梁質(zhì)量要求

活性粉末混凝土的抗壓、抗拉強度與彈性模量不低于設(shè)計值。

混凝土及其材料的抗凍性、抗?jié)B性指標(biāo)應(yīng)符合表1規(guī)定和設(shè)計要求。

表1 混凝土及其材料的抗凍性、抗?jié)B性指標(biāo)

RPC后張梁的抗裂性、剛度通過靜載彎曲試驗檢測，應(yīng)符合下列要求:

全預(yù)應(yīng)力RPC后張梁靜載彎曲抗裂安全系數(shù)Kf≥1.20;靜活載撓度實際值ψf實測≤f設(shè)計，其中，ψ為等效荷載加載撓度修正系數(shù)。

RPC后張梁外觀質(zhì)量缺陷和檢測方法應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2 RPC后張梁外觀質(zhì)量缺陷和檢測方法

5 結(jié)語

RPC混凝土材料是一種國際上前沿發(fā)展的超高強度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定的新型建筑材料，在土木工程結(jié)構(gòu)上具有良好的發(fā)展前景。

RPC混凝土梁代替普通混凝土(超)低高度梁，大大解決了結(jié)構(gòu)高度低、凈空受限制的技術(shù)難題，為增建二線橋梁，提高既有鐵路的運能提供了很好的選擇。

RPC混凝土梁的設(shè)計、施工、架設(shè)工作要結(jié)合新材料的特點優(yōu)化施工工藝，嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范。

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