泵送混凝土技術(shù)在鐵路預(yù)制T梁中的應(yīng)用

黃滕斌（西安地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西 西安 710018）

1 工程概況

福山梁場(chǎng)位于煙臺(tái)市，占地227.5畝，承擔(dān)青（島）榮（成）城際鐵路338片箱梁、592片T梁的預(yù)制和運(yùn)輸任務(wù)。我國(guó)鐵路T梁一直按照工業(yè)化產(chǎn)品要求，采用定型設(shè)計(jì)產(chǎn)品，使用標(biāo)準(zhǔn)通用圖進(jìn)行生產(chǎn)[1]。該梁場(chǎng)T梁使用的設(shè)計(jì)圖為《時(shí)速160km客運(yùn)共線鐵路預(yù)制后張法簡(jiǎn)支T梁》（通橋（2005）2101），跨度為32m和24m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C55。國(guó)內(nèi)鐵路T形梁混凝土澆筑一般采用龍門(mén)吊配合的“吊灌”工藝，混凝土坍落度一般控制在90mm～120mm。按照建設(shè)單位總體工期安排，梁場(chǎng)先生產(chǎn)箱梁后生產(chǎn)T梁。為減低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高T梁的生產(chǎn)效率，提高設(shè)備的使用效率，便于在雨雪天氣下進(jìn)行施工，保證施工進(jìn)度，梁場(chǎng)開(kāi)展了采用泵送混凝土技術(shù)進(jìn)行T梁混凝土澆筑的實(shí)踐應(yīng)用。

2 原材料及配合比

2.1 混凝土原材料

為了減少材料的種類和規(guī)格，T梁采用的原材料和箱梁所用原材料一致，具體使用情況為：煙臺(tái)山水水泥有限公司生產(chǎn)的P·Ⅱ52.5，堿含量為0.56%；F類Ⅰ級(jí)粉煤灰，需水量比95%，燒失量2.86%；S95級(jí)礦碴粉，流動(dòng)度比102%；天然河砂，表觀密度2650 kg/m3，細(xì)度模數(shù)2.8，含泥量1.5%，無(wú)堿活性；5～20mm連續(xù)級(jí)配碎石（雙摻，5～10mm：10～ 20mm=4：6），表觀密度2720 kg/m3，含泥量0.2%，無(wú)堿活性；HJSX-A型聚羧酸減水劑，摻量1.4%，減水率30%，含固量20.38%。

2.2 混凝土配合比

按照總體工期安排，T梁預(yù)制工期很短，為保證T梁冬期施工和臺(tái)座周轉(zhuǎn)，結(jié)合施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，確定了配合比的主要指標(biāo)為坍落度160mm～200mm，含氣量3%～4%，水泥用量大于400 kg/m3，2d強(qiáng)度不小于35MPa，3d強(qiáng)度不小于45MPa，14d強(qiáng)度不小于65MPa，14d彈性模量不小于38GPa，28d強(qiáng)度、28d彈性模量、耐久性指標(biāo)滿足《鐵路混凝土》（TB/T 3275-2011）。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室多次試配和調(diào)整，并經(jīng)鐵道部質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行混凝土耐久性驗(yàn)證，最終選定的配合比為水泥：粉煤灰：礦粉：砂：碎石：減水劑：水 =417：39：34：711：1024：6.86：148。

3 施工機(jī)械

采用2臺(tái)三一重工有限公司生產(chǎn)的HZS120強(qiáng)制式混凝土攪拌站（具有微機(jī)控制自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)）進(jìn)行混凝土拌和。混凝土場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸采用5臺(tái)8m3的混凝土運(yùn)輸車(chē)。混凝土泵送采用2臺(tái)中聯(lián)重工有限公司生產(chǎn)的HBT80.18.160S混凝土輸送泵和2臺(tái)唐山市豐潤(rùn)區(qū)德鋒工程機(jī)械有限公司HGY19/2布料機(jī)配合進(jìn)行。混凝土振搗采用高頻附著式振動(dòng)器，φ30和φ50振搗棒。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 混凝土原材料及配合比

混凝土原材料嚴(yán)格按照《鐵路混凝土》（TB/T 3275-2011）進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，不合格的原材料不得使用。原材料的主要控制項(xiàng)目有水泥的堿含量，粉煤灰的燒失量和需水量比，骨料的級(jí)配和含泥量，減水劑的適應(yīng)性、含固量和減水率[2][3]。定期對(duì)原材料的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析來(lái)評(píng)價(jià)原材料的質(zhì)量波動(dòng)情況，對(duì)質(zhì)量波動(dòng)較大的原材料供應(yīng)商進(jìn)行信譽(yù)考核，確保應(yīng)用到T梁的原材料不僅合格，還性能穩(wěn)定。每次進(jìn)場(chǎng)的減水劑需使用現(xiàn)場(chǎng)原材料進(jìn)行配合比驗(yàn)證，以檢驗(yàn)減水劑與材料的適應(yīng)性。

4.2 混凝土拌和

混凝土攪拌采用“裹漿法”投料順序拌和，即先向攪拌機(jī)投入河砂、水泥、摻合料和外加劑，攪拌均勻后，再加入所需用水量，待砂漿充分?jǐn)嚢韬笤偻度氪止橇希⒗^續(xù)攪拌至均勻?yàn)橹?。每一階段的攪拌時(shí)間不少于30s，總攪拌時(shí)間為2min～3min?；炷羾?yán)格按照施工配合比及攪拌工藝進(jìn)行攪拌，計(jì)量系統(tǒng)堅(jiān)持“周期檢定、定期校準(zhǔn)、用前復(fù)核”的原則，按照規(guī)定的頻次測(cè)定混凝土的坍落度、含氣量、溫度、保水性等各項(xiàng)指標(biāo)，并滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3 混凝土運(yùn)輸

采用5臺(tái)混凝土運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸，保證運(yùn)輸過(guò)程不漏漿，不因運(yùn)輸原因?qū)е禄炷岭x析。

4.4 混凝土澆筑

混凝土的入模溫度控制在10℃～30℃。梁體混凝土澆筑必須按照斜向分段、水平分層、連續(xù)澆筑、一次完成的原則進(jìn)行澆筑?；炷撩繉拥臄備伜穸炔淮笥?0cm，澆筑時(shí)間必須控制在3.5h以內(nèi)。梁體混凝土澆筑順序?yàn)椋合乱砭墶甙濉鷺蛎姘濉鷵醪陦??；炷翉囊欢讼蛄硪欢藢?duì)稱進(jìn)行澆筑，當(dāng)澆筑到距離另一端6～8m時(shí)，則從另一端開(kāi)始向相反方向澆筑，然后合攏。

4.5 混凝土泵送

泵送混凝土前，應(yīng)先用1.0 m3～2.0m3砂漿(水灰比與T梁混凝土配合比一致)對(duì)混凝土泵及管道進(jìn)行濕潤(rùn)，砂漿不得泵入T梁模板內(nèi)。泵送時(shí)要嚴(yán)密關(guān)注喂料斗中混凝土的數(shù)量，以防吸入空氣造成堵管，保證料斗中混凝土的數(shù)量不小于1/4料斗體積。因各種因素停泵時(shí)間超過(guò)15min，每隔4min～5min需開(kāi)泵一次，使泵機(jī)進(jìn)行正、反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)開(kāi)動(dòng)料斗攪拌機(jī)，防止混凝土離析，如停泵時(shí)間超過(guò)45min或混凝土工作性能不能滿足要求，料斗及泵管中的混凝土必須清除作廢，并用高壓水沖洗料斗。

4.6 混凝土振搗

T梁混凝土振搗的基本原則是附著式振搗器為主，插入式振搗棒為輔。T梁具體的振搗路線為：底板下翼緣、倒角混凝土用附著式振搗器；肋板混凝土采用高頻振搗器為主，插入式振搗棒為輔；橋面板、擋碴墻混凝土采用插入式振搗棒。振搗器種類型號(hào)的選擇、布置以及振搗時(shí)間對(duì)混凝土的密實(shí)程度和外觀質(zhì)量有著非常明顯的影響[4][5]。

振搗器的規(guī)格型號(hào)選擇。附著式振動(dòng)器要選擇振動(dòng)頻率在6000次/min以上的高頻或超高頻振動(dòng)器。國(guó)內(nèi)大多數(shù)的附著式振動(dòng)器所產(chǎn)生的頻率在3000次/min左右，采用該頻率下的附著式振動(dòng)器容易在混凝土表面產(chǎn)生蟲(chóng)眼和氣泡。為適應(yīng)T梁下部鋼筋間距較小的需要，插入式振搗器采用φ30和φ50振搗棒搭配使用。

附著式振搗器的布置。在每邊側(cè)模均勻布置（底部變截面斜面處、距梁底1.5m、翼板與腹板交界處梅花型布置）高頻附著式振動(dòng)器；每端端模上不設(shè)高頻振動(dòng)器。附著式振動(dòng)器采用豎向放置能很好的避免過(guò)振和減少氣泡。

混凝土振搗工藝。澆筑T梁下翼緣倒角混凝土及預(yù)應(yīng)力孔道以下位置時(shí)，開(kāi)動(dòng)澆筑部位的高頻附著式振動(dòng)器組（4個(gè)為一組，連續(xù)開(kāi)啟時(shí)間約40 s～60s）。澆筑T梁腹板預(yù)應(yīng)力孔道以上混凝土?xí)r，停止開(kāi)動(dòng)附著式振動(dòng)器，以免擾動(dòng)腹板下半部分振搗密實(shí)的混凝土。振動(dòng)棒插入下層混凝土深度5 cm～10cm，棒插速度要求快插慢拔，拔插間距為200mm。振搗至混凝土無(wú)氣泡、無(wú)下沉、表面泛光為止。澆筑T梁橋面板混凝土?xí)r，插入式振動(dòng)棒搗固密實(shí)。

混凝土振搗注意事項(xiàng)?；炷琳駬v時(shí)避免碰撞模板、鋼筋和預(yù)埋件。為防止振動(dòng)棒碰觸抽拔棒，根據(jù)頂層管道的坐標(biāo)，在振動(dòng)棒的相應(yīng)位置做好深度標(biāo)記，以有效的控制插入深度?；炷琳駬v過(guò)程中，避免重復(fù)振搗，防止過(guò)振。施工過(guò)程中安排專人檢查模板是否有變形、移位和漏漿，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

4.7 混凝土養(yǎng)護(hù)

泵送混凝土堅(jiān)持跟蹤養(yǎng)護(hù)的原則，控制“芯部、表面、環(huán)境”溫度差滿足規(guī)范要求，控制拆模時(shí)間和養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

經(jīng)試驗(yàn)，所用混凝土配合比在環(huán)境溫度高于10℃時(shí)，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)14d，其強(qiáng)度和彈性模量滿足終張拉要求。當(dāng)平均氣溫高于10℃時(shí)，采用表面采用上鋪土工布，并上鋪一層塑料薄膜的灑水保濕的自然養(yǎng)護(hù)方式。當(dāng)平均氣溫低于10℃時(shí)，按照梁場(chǎng)工藝細(xì)則采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

福山梁場(chǎng)592片T梁預(yù)制任務(wù)已經(jīng)完成，T梁的各項(xiàng)指標(biāo)滿足《預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡(jiǎn)支T梁技術(shù)條件》（TB/T 3043-2005）規(guī)范要求。福山梁場(chǎng)的應(yīng)用實(shí)踐證明，泵送混凝土技術(shù)應(yīng)用到鐵路T梁預(yù)制是完全可行的。通過(guò)在T梁預(yù)制過(guò)程中不斷總結(jié)，不斷優(yōu)化具體施工細(xì)節(jié)，掌握了T梁混凝土泵送技術(shù)，取得了良好的效果。

1）采用泵送混凝土技術(shù)后，不僅工人作業(yè)強(qiáng)度降低，而且單片梁的施工時(shí)間小于2.5h，比采用“吊灌”能節(jié)約1 h～1.5h。

2）混凝土采用泵送方式澆筑解決了防雨棚、防風(fēng)棚安裝難題，為雨、雪天氣和大風(fēng)天氣下T梁預(yù)制提供了保證。

3）在施工過(guò)程中，初期梁體表面呈現(xiàn)較多的水紋、氣泡和蜂窩，通過(guò)采取振動(dòng)頻率大于6000Hz的附著式振動(dòng)器，將附著振搗器由橫向布置改為豎向布置，合理控制振搗時(shí)間，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度不大于200mm等系列措施，改善了混凝土外觀質(zhì)量，確保了T梁內(nèi)實(shí)外美。

[1] 張劭明,李小和.鐵路32m跨度RPC簡(jiǎn)支T梁預(yù)制工藝探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).2010,(11). 71-75.

[1] 王和歡, 涂鵬.客運(yùn)專線箱梁C50高性能混凝土質(zhì)量控制措施研究[J].華東公路.2007, (6).12-15.

[3] 陳燕菲,何應(yīng)高.機(jī)制砂泵送混凝土施工質(zhì)量控制[J].混凝土.2008,(6).81-84.

[4] 王勝.現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制T梁 探討[J].路基工程.2007,(1).115-117.

[5] 王光震.泵送機(jī)制砂混凝土在薄壁高墩施工中的應(yīng)用[J].建材裝飾.2014,(3).177-179.