摘要：箱梁受温度变化、日晒、风等自然因素影响会产生各种形变，对使用性能提出了很高的要求。为保证结构的稳定性及耐久性，必须严格遵循设计及施工规范要求，加强生产工艺的管控。针对高性能混凝土的特性及整体灌注的特点，结合本人在箱梁预制施工多年的经验，着重谈谈后张法预应力简支箱梁在灌注过程、振捣及养护等关键环节成功做法。
关键词：客运专线；箱梁预制；高性能混凝土；混凝土灌注
1 工程概况及特点
本场负责郑万高铁（河南段）四标预制简支双线箱梁共557榀，跨度31.5m 共535榀，实长32.6m，顶宽12.6m，底宽5.5m，高2.818m，每榀砼约321.7m3。箱梁采用高性能混凝土，泵送混凝土连续灌注、一次成型，每榀梁灌筑时间6h以内，入模前含气量控制在2～4%，模板温度控制在5～35℃，入模温度控制在5～30℃，每灌2万方做一次耐久性试验；采用低温养护，梁芯部温度控制在60℃以内；砼强度等级和弹性模量不低于设计值。
梁场砂石料堆放区为全封闭合格区和待检区；拌合站采用电子自动计量系统计量，配备2台拌和机和输送泵，最大砼产量80m3/h，确保箱梁混凝土在6小时内灌注完毕；采用2台蒸汽锅炉用于箱梁蒸养。
2 箱梁混凝土灌注施工工艺
2.1 总结施工方案
高性能混凝土采用集中拌制、连续灌注和一次成型的施工技术，具有技术水平高、施工质量稳定，能大大降低大体积混凝土在施工中产生的各种质量通病；通过蒸汽养护，能极大缩短混凝土养护时间，加快施工进度，而且也不会对混凝土产生不利的影响。
2.2 梁体混凝土灌注
2.2.1前期准备工作
灌注前应着重检查模板安装质量、预埋件的固定和附着式振动器设置情况；混凝土入模前由专业人员应对其温度、坍落度和含气量等指标进行测定，符合规范要求方可入模，并作好检测记录。
2.2.2混凝土灌注方法
梁体按布料及振捣顺序划分五个灌注区域，每层厚度小于30cm。区域1使用两台布料机反向沿一侧端头向另一侧布料，区域2、3、4使用两台布料机反向沿一侧端头向另一侧布料，在梁3/4处两台同时从另一端向中间完成该区域。
灌注顺序为：底腹板倒角（0～70cm）→下腹板（70～150cm）→底板→上腹板（150～240cm）→顶板，当灌注至距另一端8m时，反向灌注合拢；总的原则为：由一端向另一端进行、左右对称、斜向分段、水平分层。
（1）区域1（底腹板灌注）
从一端向另一端灌注至2/4处，剩余部分待区域2下料时灌注。为了保证预埋板处混凝土密实，应安装附着式振捣器配合振捣棒加强振捣。在变截面处底腹板倒角处安装高频振捣器加强振捣。
灌注腹板过程中，底板易出现翻浆，常采取的措施有：停止此位置处的腹板灌注振捣；清理翻浆的混凝土；严格控制再浇混凝土的分层高度；严格控制振捣棒插入深度；控制混凝土的灌注速度。
（2）区域2（下腹板灌注）
灌注方向与区域1相同，两侧对称同时进行，高频侧振配合插入式振捣棒进行振捣灌注。为保障振捣棒插入腹板深度，避免漏振，应在振捣棒上做好醒目标识。混凝土每层灌注厚度不超过30cm，通过测量深度检测各层实际灌注厚度，以保证各层的分层厚度。
（3）区域3（底板补料）
底板混凝土接漏斗从内模布料孔下料，用插入式振捣棒进行振捣。振捣中应确保腹板混凝土不下陷又要保证其密实，应注意对坍落度及间隔时间的控制，收面时应保证泄水孔位置的流水坡度。
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安排专人循环检查模板撑杆、丝杆和螺栓等连接和固定、纵横肋的焊接情况及模板拼缝漏浆情况，确保不漏浆和模板的稳固。
（4）区域4（上腹板灌注）
采用斜向分层下料，插入式振动棒振捣，禁止使用高频振捣器。预应力管道的保护：灌注箱梁时，避免振捣器碰撞预应力筋的管道，根据管道的位置，振捣器避开管道。
（5）区域5（顶板灌注）
采用两台布料机对角同时从梁一端向另一端推进，从外测向梁中心合拢。采用插入式振动棒按20×20cm间距垂直点振，利用振平机平整排水面，并铲除顶面多余的灰浆，最后收浆抹面。
加强对预埋件位置的振捣，振捣时应注意避免与其直接接触，并及时对预埋件和顶板钢筋进行观测，当发现偏离时立即进行调整。
2.3 施工质量控制关键项
箱梁采用C50级高性能混凝土，具有易灌注振捣，不易产生离析，长期的力学性能及高强度、高韧性、稳定性和严酷环境下的耐久性等特点；通过科学的配合比设计，既能达到设计要求的结构安全、使用功能和耐久性能，满足设计使用年限内正常运营需要，又能达到综合性的经济指标；
2.3.1配合比设计
试配前，应加强对粗细骨料、水泥和外加剂等原料的抽样试验，再结合试验数据选择配合比，我场现行梁体相关试验参数（水胶比0.31，坍落度200±20mm，含气量2～4%，总碱含量不大于3kg/m3，氯离子≤0.06%）。
按此设计配合比制作的试块对耐久性进行控制检验，包括抗渗、抗冻、护筋性、抗侵蚀、碱骨料反应等性能。按设计使用年限，对所处环境级别及作用进行氯盐环境、碳化环境、磨蚀环境和冻融破坏环境进行检验。
我场梁体混凝土配合比技术指标（抗渗性≥P20，氯离子电通量不大于1000c，冻融循环200次，重量损失不超过5%，相应弹性模量不低于60%）均满足规范要求。
2.3.2 混凝土的振捣
振捣采用插入式振捣器为主，配合高频附着式振动器施振，特别注意加强对钢筋加密区、梁体倒角部位及预埋板区的振捣。
操作插入式振捣器应注意：垂直点振，快插慢拔，不得漏振和过振；每次移动距离不大于振捣棒作用半径的1.5倍，每点振捣时间控制在20到30秒，移动间距取20cm，观察表面不下沉、不冒泡为宜，为避免上下层接缝，振捣上层时应插入下层5cm到10cm。插点均匀排列，移动距离覆盖已振部分的边沿。振捣面板砼时，插点采用行列式次序移动。附着式振动器按科学方法均匀布设，重点应加强对钢筋加密区及预埋板位置的振捣。
插入式振动器严禁接触预埋件、模板和钢筋振捣；捣过程中应加强对模板稳定性及接缝严密性的检查。
2.3.3混凝土的养护
（1）蒸汽养护
梁体混凝土灌注完毕后，使用密封性、隔热及安拆方便的屏蔽蒸养罩封闭；待梁体芯部温度上升后，进行蒸汽法养护，采用计算机及远传式温度传感器自动控制蒸汽管道上的电磁阀的开合，控制养护罩内的升温速度和温度的高低。蒸养分静停、升温、恒温、降温四个阶段，对应各个阶段控制要求进行监控记录。
（2）混凝土自然洒水养护
自然养护是当混凝土初凝后，应采用保水性较好的土工布覆盖，采用喷雾器进行喷洒湿润，洒水量为保持混凝土表面湿润为度。洒水时应特别注意几点：不得直接用水冲向模板，以免增大混凝土芯部和表面的温差；养护用水水温与梁体表面温度温差不得大于15℃，如超过15℃，应将养护用水进行蓄水处理，接近常温时方可进行养护使用；当环境温度低于5℃时禁止洒水。
3结语
高性能混凝土灌注方法在预制梁施工中已相当广泛，施工工艺已趋于成熟。在箱梁预制过程中，因混凝土本身质量、灌注及振捣方法的错误操作，导致箱体诸多质量通病时有发生，这对混凝土的拌制及灌注技术提出了很高的要求，通过我场总结的施工技术经验希望对未来箱梁施工起到借鉴作用。
参考文献
[1]铁科技[2004]120号《客运专线预应力混凝土预制暂行技术条件》
[2]科技基[2005]101号《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》
[3]TB/T3275-2011《铁路混凝土》
论文作者:王彦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/10
标签：混凝土论文; 腹板论文; 振动器论文; 区域论文; 预埋件论文; 模板论文; 加强对论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;