RPC 混凝土梁施工工艺及验收标准研究

靳士栋

(铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处，天津 300142)

1 概述

随着国民经济的迅猛发展，铁路运输的压力不断增大，为提高既有铁路的运能，对既有铁路实施扩能改造势在必行。而既有铁路普遍存在设计标准低、纵断面控制紧的特点，大量地采用了低高度梁、超低高度梁等特殊结构，严重地制约着既有铁路增建二线纵断面及平面的设计。

由于铁路桥涵规范的修订，既有低高度梁、超低高度梁已无法满足现行规范要求。为节约土地资源、降低工程投资，既有线增二线一般以并行等高为原则，所以二线桥梁部以采用与既有梁建筑高度相差不大的梁为宜，故需从梁部制作(的)材料入手，设计出适应既有线纵断面的新梁型。

活性粉末混凝土(RPC混凝土)材料具有高强度、高弹模、高耐久性、高延性等特点，采用RPC混凝土梁代替普通混凝土(超)低高度梁，大大解决了结构高度低、净空受限制的技术难题。由于梁高较小，梁部竖向抗弯刚度相对较弱，RPC材料优异的性能解决了普通混凝土(超)低高度梁的刚度较弱的问题，采用RPC混凝土梁后竖向抗弯刚度比普通混凝土梁提高35%以上，混凝土抗压强度提高140%以上。本文结合已制造成功并应用的RPC材料预应力低高度梁，对其施工工艺及验收标准进行总结、探讨。

2 施工工艺

2.1 梁部制造

为提高结构耐久性，混凝土耐久性指标及施工工艺应满足《铁路混凝土结构耐久性设计规范》的相关要求。为抵消预加应力引起的梁体上拱，制梁时须根据实际情况及铺碴时间在桥面板和梁底预设反拱。梁体钢筋应整体绑扎，先进行梁体钢筋的绑扎，然后进行桥面板钢筋的绑扎。顶面钢筋根据桥面坡度斜置，施工中应注意钢筋位置的准确性。桥面泄水孔处钢筋可适当移动，并增设螺旋筋进行加强;当采用垫块控制净保护层厚度时，垫块应采用与梁体同等寿命的材料，且保证梁体的耐久性。

在混凝土配制之前，应对混凝土所用粗、细骨料进行成分分析及碱活性试验，粗骨料母岩的抗压强度与混凝土强度之比不宜小于2。

制梁时应保证纵、横向预应力管道位置准确;应保证预埋T型钢、支座套筒位置准确。T梁上下翼缘、隔板与腹板相交处宜做成半径为30 mm～50 mm的圆弧倒角。

进行预施应力张拉时，预施应力应按初张拉和终张拉两个阶段进行。

管道压浆水泥浆强度等级不低于M40，技术标准应满足《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》的要求。

预制梁桥面防水层和保护层在厂(场)内进行制作，保护层在梁体的内侧预留100 mm，供桥面湿接缝处防水层和保护层施工时搭接。

2.2 存梁及运输

存梁(包括顶梁、移梁)时的梁端悬出长度，应符合设计要求。当长期存梁时应采取预加荷载措施，防止梁体产生过大上拱。配装同一孔的各梁片浇筑混凝土日期及预加应力的龄期相差不宜超过5 d。运输时应按铁路超限货物装载加固和运输的有关规定办理，不考虑预铺底碴。运输通过线路最小曲线半径350 m。

2.3 架梁

采用分片预制、分片架设的方法，施工荷载按边铺边架的方式检算，架梁时按枕下铺设150 mm厚道碴且未铺设人行道进行检算，抗裂安全系数大于1.1，强度安全系数大于1.8。当架桥机不能全部完成空中移梁时，采用墩顶移梁辅助完成架梁作业。当一座桥使用多孔梁时，为连续架梁，提高架梁速度，对已就位的梁应先焊连梁端及跨中三个隔板，连接钢板需满焊，焊缝高度8 mm。各横隔板先穿上横向预应力钢绞线，并用木撑块(杆)将隔板上下翼缘支撑好，然后拉紧横向预应力钢绞线，在保证架梁时稳定的前提下架设下一孔梁。架梁时应保证各片梁的横向预应力孔准确对位。

3 验收标准

3.1 对原材料的要求

混凝土的主要原材料包括水泥、骨料、外加剂、复合掺合料和纤维，在验收过程中，应严格控制相应的强度、含量等指标。

施工配合比的水胶比不得大于0.2，拌合物和易性根据实际施工条件要求确定，但是坍落度不宜大于180 mm。

3.2 混凝土的养护及拆模

对成型完毕的构件，应严格按照静停、蒸汽初养、蒸汽终养和自然养护四个阶段进行养护。

气温急剧变化时不得拆模。

3.3 预加应力

张拉千斤顶的校正系数不应大于1.05(采用压力杆、传感器或试验机配套校正)，千斤顶校正有效期限不应超过一个月;油压表应采用防震型，其精度等级不应低于1.0级。最小分度值不应大于0.5 MPa，表盘量程应在工作最大油压的1.25倍～2.0倍之间。油压表检定有效期不应超过7 d。当采用0.4级精度的精密油压表并计量管理部门按0.4级精度进行检定时，其有效期不应超过一个月。

获得油压表量值传递权的企业，应对压力校准仪或活塞压力计及母表进行周期检定、定期校准、比对试验，并应在使用前校核，随时注意是否发生故障或异常。

预应力筋穿束前应以试通器穿过，并清除管内淤水，检查有无穿孔漏浆。穿束时束号与孔道应对应正确，各束顺直不交缠，两端外露长度相等。

纵向预施应力宜采用二阶段进行。

纵向预应力张拉应在三个(或两个)阶段分别测量钢绞线的伸长值。实测伸长值与计算伸长值的差值不应超过±6%。伸长值应按钢绞线实测弹性模量计算;每端钢绞线回缩量应控制在6 mm以内。

预加应力时，每片梁断丝及滑丝数量应低于预应力钢绞线总丝长的0.5%，并不应位于梁体的一侧，一束内断丝不应超过一丝。

锚固后，夹片外露应齐平，错牙不超过1 mm。终拉后的24 h内，每端各钢绞线的回缩量不应大于1 mm。

预制RPC后张梁终张拉后应实测梁体弹性上拱，实测梁体弹性上拱不宜大于1.05倍设计计算值。

3.4 孔道压浆

孔道压浆应在预应力终张拉后48 h内进行，压浆过程中及压浆后48 h内，梁体温度低于5℃时应采取预热、保温措施。

孔道压浆用水胶比不大于0.35。水泥浆不应泌水，强度满足设计要求。压入孔道的水泥浆应饱满并且密实，并具有微膨胀的性能。

孔道压浆水泥浆应掺高效减水剂;高效减水剂应符合TB 3043-2005标准的规定。高效减水剂的掺量由试验确定;不应掺入氯化物或其他对预应力钢绞线有腐蚀作用的外加剂。

水泥浆自搅拌至压入孔道的间隔时间一般不应超过40 min。

3.5 封锚混凝土

纵、横向预应力筋锚圈与垫板接触处四周应用聚氨酯防水涂料进行防水处理。

封锚应采用混凝土强度等级不低于C40的微膨胀细石混凝土。封锚前应将封锚处混凝土凿毛，并对锚具进行防锈处理。在封锚后的圆周(长方形四边)上应采用聚氨酯防水涂料进行防水处理。

4 成品梁质量要求

活性粉末混凝土的抗压、抗拉强度与弹性模量不低于设计值。

混凝土及其材料的抗冻性、抗渗性指标应符合表1规定和设计要求。

表1 混凝土及其材料的抗冻性、抗渗性指标

RPC后张梁的抗裂性、刚度通过静载弯曲试验检测，应符合下列要求:

全预应力RPC后张梁静载弯曲抗裂安全系数Kf≥1.20;静活载挠度实际值ψf实测≤f设计，其中，ψ为等效荷载加载挠度修正系数。

RPC后张梁外观质量缺陷和检测方法应符合表2的规定。

表2 RPC后张梁外观质量缺陷和检测方法

5 结语

RPC混凝土材料是一种国际上前沿发展的超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定的新型建筑材料，在土木工程结构上具有良好的发展前景。

RPC混凝土梁代替普通混凝土(超)低高度梁，大大解决了结构高度低、净空受限制的技术难题，为增建二线桥梁，提高既有铁路的运能提供了很好的选择。

RPC混凝土梁的设计、施工、架设工作要结合新材料的特点优化施工工艺，严格遵守相关规范。

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