機(jī)制砂混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用研究

張志成

摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展，交通建設(shè)里程已經(jīng)被日益快速的歷程所刷新。在公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域，機(jī)制砂混凝土占有舉足輕重的地位。為了研究機(jī)制砂混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例，為同行提供建設(shè)性意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂；混凝土；橋梁工程；質(zhì)量

1引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展，交通建設(shè)里程已經(jīng)被日益快速的歷程所刷新。在公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域，鋼管混凝土拱橋技術(shù)由于其相關(guān)優(yōu)越性已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。當(dāng)前在一些大跨度橋梁工程建設(shè)中，其運(yùn)用成功率顯著。而在混凝土質(zhì)量運(yùn)用細(xì)節(jié)上，機(jī)制砂混凝土憑借其巨大優(yōu)勢(shì)已經(jīng)存在多年。根據(jù)筆者中交公司多年工作經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)技術(shù)能在保持最大強(qiáng)度前提下充分簡(jiǎn)化施工步驟，節(jié)約施工時(shí)間并取得良好的美學(xué)設(shè)計(jì)和環(huán)保融入，在抵御百年一遇的特大災(zāi)害中有著良好的抗震性、抗裂性。該項(xiàng)技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)在于充分運(yùn)用鋼管的套箍的應(yīng)力特性原理，在微應(yīng)力混凝土技術(shù)的幫助下進(jìn)行多項(xiàng)應(yīng)力的綜合，最終形成良好穩(wěn)定的三向應(yīng)力。該種穩(wěn)定的三向應(yīng)力混凝土能夠確保一定變形條件下的最優(yōu)強(qiáng)度。最大化適應(yīng)拱橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，充分發(fā)揮混凝土的彈塑性能力，將該種材料的負(fù)荷能力和變形能力運(yùn)用至最佳，提高結(jié)構(gòu)抗震性。本文基于筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，將理論結(jié)合實(shí)際的前提下進(jìn)行公路橋梁建設(shè)中機(jī)制砂混凝土的施工技術(shù)探究，為同行提供建設(shè)性意見(jiàn)。

2工程概況

饒家河特大特大橋。引橋大體采用先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁方案，主跨采用連續(xù)剛構(gòu)，并致力于地形地貌和地質(zhì)因素的合理確定墩臺(tái)、基礎(chǔ)形式及其合理的防護(hù)方案，全面確保安全生產(chǎn)和橋梁結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，并就此進(jìn)行本橋施工圖紙的設(shè)計(jì)依據(jù)。

橋梁上部構(gòu)造：（1）主橋?yàn)?5+2X180+95m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)，橫斷面為變截面單箱單室，箱頂寬13.75m，箱底寬7.5m，單側(cè)懸臂寬度3.125m，箱梁0號(hào)梁段梁高11m，當(dāng)前澆筑段和合攏段梁高均為4m，箱梁按照1.8次拋物線(xiàn)變化，箱梁底板下緣按方程y=0.0025132350X1.8+4變化，箱梁底板上緣按方程y=0.0021972855X1.8+3.68變化。箱梁底板厚從箱梁根部截面的120cm厚漸變至邊跨端部的32cm厚，按1.8次拋物線(xiàn)變化，具體細(xì)節(jié)施工方式采用懸臂施工。（2）引橋?yàn)榭鐝綖?0m的T梁，采用多跨直梁折線(xiàn)布置，橋梁通過(guò)加寬T梁濕接縫寬度以實(shí)現(xiàn)其包絡(luò)路線(xiàn)平曲線(xiàn)，各片T梁采用不等長(zhǎng)預(yù)制以適應(yīng)平面變化。（3）引橋T梁預(yù)制梁高2.5m，橋面混凝土厚10cm，上設(shè)10cm厚瀝青混凝土磨耗層。

橋梁下部構(gòu)造：（1）主橋橋墩采用等截面雙肢薄壁墩，橫橋向?qū)?0cm，順橋向?qū)?m，兩墩之間凈距為6m，墩身上部端與箱梁0號(hào)梁段固接，下部端與承臺(tái)固接。過(guò)渡墩為單箱單室空心薄壁墩，橫向?qū)?m，順橋向?qū)?.5m。（2）引橋采用圓柱式墩、矩形實(shí)心墩、等截面空心薄壁墩。（3）蓋梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在橫橋向設(shè)有防止落梁的防震檔塊。擋塊與T梁之間設(shè)置5cm左右縫隙，縫隙間墊橡膠塊。（4）橋臺(tái)處設(shè)置排水溝時(shí)，在臺(tái)帽處溝頂應(yīng)低于臺(tái)帽擋塊不小于50cm，確保橋臺(tái)范圍內(nèi)的排水通暢。

3機(jī)制砂泵送混凝土的關(guān)鍵技術(shù)

所謂機(jī)制砂在業(yè)內(nèi)將其定義為天然礦石通過(guò)人為開(kāi)采、破碎并經(jīng)過(guò)一定目數(shù)篩選而得到在最終適用礦石顆粒，其具備相關(guān)行業(yè)規(guī)范中規(guī)定的強(qiáng)度與粒徑。在現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)運(yùn)用不同規(guī)格砂泵進(jìn)行運(yùn)輸工作，相關(guān)技術(shù)要求與要點(diǎn)如下：

（1）通過(guò)一系列措施可以有效進(jìn)行優(yōu)選以降低混凝土的泌水離析現(xiàn)象。在合理的材料配比與選擇上能充分降低成本。

（2）基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求的配合比選擇能充分運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)存料。在庫(kù)存周轉(zhuǎn)率最優(yōu)的前提下進(jìn)行相關(guān)管控部分的調(diào)控。相關(guān)工作細(xì)則的科學(xué)性可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)理論進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

（3）管道輸送泵的選型和相關(guān)附件的布設(shè)應(yīng)該根據(jù)一定的理論依據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)布局。其中由于不同骨料粒徑的影響，當(dāng)輸送泵額定功率一定時(shí)要保證一定壓力進(jìn)行一定高程下的輸送。該階段需要杜絕因?yàn)槎喾N因素導(dǎo)致的管道堵塞而誘發(fā)的憋壓及其管道破裂。

（4）管道輸送過(guò)程中由于阻力及其粘合作用的存在，需要進(jìn)行管壓的長(zhǎng)效監(jiān)控和一定緩凝劑的加入。綜合避免堵塞事故的發(fā)展。如若發(fā)生相關(guān)施工應(yīng)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，在打反泵循環(huán)充分的前提下進(jìn)行自由解析疏通，并施加外力進(jìn)行堵塞處的敲打或者震動(dòng)，加快堵塞緩解。需要注意的是相關(guān)辦法不能多次連續(xù)使用，否則會(huì)導(dǎo)致水泥漿析出而導(dǎo)致的混凝土流動(dòng)性能降低。如若嘗試之第8次仍然無(wú)效，需要停止當(dāng)前施工全面分析問(wèn)題后進(jìn)行下步的清理工作。

4機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)

4.1泵送混凝土對(duì)骨料的技術(shù)要求

細(xì)骨料：該種定義需要物質(zhì)進(jìn)行0.315 mm篩孔篩選并且通用率應(yīng)當(dāng)大于等于15%。運(yùn)用過(guò)程中需要采用專(zhuān)用洗砂設(shè)備進(jìn)行充分水洗后在粉塵含量小于等于7%的前提下使用。粗骨料：在保證輸送泵及其相關(guān)管線(xiàn)安全平穩(wěn)運(yùn)行的前提下通過(guò)碎石最大粒徑的調(diào)整，保證輸送管徑在額定泵壓下滿(mǎn)足輸送。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，在泵送高度小于等于50m時(shí)，粒徑與輸送管徑比應(yīng)當(dāng)為1：2.5。若，粒徑與輸送管徑比達(dá)到1：3～1：4是可以滿(mǎn)足50～100 m的泵送高度。如若泵送高度達(dá)到100m時(shí)，粒徑與輸送管徑比可在1：4～1：5。施工時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相關(guān)參數(shù)進(jìn)行。

4.2原材料選擇

①水泥：采用水泥富裕系數(shù)1.1的華潤(rùn)P.042.5普通硅酸鹽水泥。②粗骨料：石質(zhì)為石灰?guī)r，母巖強(qiáng)度107 MBa，各項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求，產(chǎn)品為5～10 mm及10～20 mm兩種規(guī)格碎石，按2：8的摻配比例成5～20 mm規(guī)格碎石。③細(xì)骨料：采用棱角較多、細(xì)集料機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)3.0到3.3、石粉含量約7%的水洗機(jī)制砂。④水：采用生活用水，各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足施工生產(chǎn)要求。⑤摻合料：采用I級(jí)粉煤灰。⑥外加劑：采用減水率約30%的減水劑，本文選用陜西通宇HT—HPC聚羧酸減水劑。

5結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的進(jìn)步與道路橋梁行業(yè)對(duì)材料的新要求，以混凝土為代表的抗壓、抗剪、抗；裂變老化性能已經(jīng)在納米材料的研發(fā)與運(yùn)用上升級(jí)上了一個(gè)新臺(tái)階。納米材料因?yàn)槠涠喾N物理化學(xué)性質(zhì)已經(jīng)廣泛被各行各業(yè)運(yùn)用，其中不具備常規(guī)流體性質(zhì)的納米流體就具備配置液多種工作特性下的要求，其中在工程材料行業(yè)急需的降濾失、頁(yè)巖抑制、流型調(diào)節(jié)及井壁穩(wěn)定強(qiáng)化功能的配置液性質(zhì)可以在納米流體中充分實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前由于建筑工程機(jī)制砂混凝土構(gòu)架在不同地層壓力、不同巖層物性和不同環(huán)境要求的不同。以納米技術(shù)為機(jī)理的下步研究發(fā)展方向勢(shì)在必行。

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（作者單位：中交二公局東萌工程有限公司）