浅谈高速铁路预制箱梁混凝土浇筑及养护

摘 要：伴随着中国铁路客运专线的建设，高性能混凝土的应用越来越广泛。对哈大客运专线箱梁使用的C50高性能混凝土进行质量控制，以保证施工质量，确保桥梁结构物100年的使用寿命， 显得非常重要。

关键词：预制 箱梁 浇筑 养护

一、 工程概况

伊通河特大桥起于D3K692+955.54（沈台尾），止于DK750+937.64（哈台尾）。全长57.9821km。本桥共有228处立交，主要在693+260跨城市主干道（迎宾路），695+446跨省道106（长白路），701+294跨国道302（青年路），704+809跨长松高速路，711+829、711+964两跨高速路匝道（长余段），742+086跨X009（农九线）等级较高道路外，还有698+872的四环路，702+743的药厂园区乙四路，703+659的北凯旋路，706+521的小城子公路城市道路及长白铁路联络线，其余均为乡村道路。由于多处与道路立交净高受限，需在桥梁两侧设置限高防护架。

本桥采用矩形空心桥台，桥墩采用圆端形墩，墩高≥14m时采用空心墩，其余为实体墩，基础均为摩擦钻孔桩。桩径采用1m及1.25m，连续梁采用1.25m及1.5m，桥台采用直径1m的桩基。

二、 混凝土浇筑

1、浇筑原则及要求

混凝土浇筑采用连续浇筑、一次成型，浇筑时间不宜超过6h或不得超过混凝土的初凝时间。

预制箱梁混凝土拌合物入模前应测定混凝土温度、含气量和塌落度，确保含气量控制在2%-4%，混凝土拌合物塌落度45min损失不宜大于10%；混凝土浇筑时，模板温度宜控制在5℃-35℃，混凝土拌合物入模温度应控制在5℃-30℃.

浇筑时采取水平分层的方法浇筑，水平分层厚度不宜大于30cm，先后两层混凝土的间隔时间不得超过初凝时间，并在初凝时间前完成。在浇筑混凝土梁体时，应安排专人负责监视振动器的运转情况，如有故障则迅速组织抢修。为避免因震动不及时而导致混凝土出现空洞或蜂窝麻面，还应有专人负责监视模板状况，发现问题及时处理。桥面应在浇筑完成后按要求整平，平整度不超过5mm/m。

当昼夜平均温度低于5℃或最低气温低于-3℃时，应采去保温措施，并按冬期施工处理。天气炎热时要避开高温时段，大雨天禁止施工，并随时监测混凝土指标，发现问题及时调整。

2、混凝土浇筑顺序

混凝土浇筑采用水平分层的方式连续浇筑，布料先从箱梁两侧腹板同步对称进行，先从两腹板下灰浇筑腹板与底版结合处的混凝土，再浇筑腹板混凝土，当两侧腹板混凝土浇筑到与顶部面结合部位时，改用从内膜顶面预留的混凝土浇筑下料孔下料补浇底板混凝土，并及时摊平、补足、振捣，控制好标高，达到设计要求，最后浇筑顶板，浇筑两侧腹板混凝土时，采用同步对称浇筑，防止两边混凝土面高低悬殊，造成内模偏移或其他后果。当两腹板灌平后，开始浇筑桥面板混凝土，桥面混凝土采用从一端向另一端一次浇筑成型，便于表面收浆抹平。

3、混凝土振捣施工

箱梁混凝土浇筑采用插入式振捣棒振捣成型，并辅以侧振和底振，并确保混凝土密实。插入式振动器在施工中移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与模板应保持在5-10cm的距离，避免振动器碰到波纹管、钢筋计其他预埋件。分层浇筑时，插入下层混凝土5-10cm，每点振动时间约20-30s，振动时，振动棒上下略微抽动，防止棒头被钢筋卡住无法拔出。每处振动完毕后边振动边缓慢提起振动器，即快插慢拔，插入深度不超过振动器长度的1.25倍。插入点要均匀排列，可排成“行列式”或“交错式”。混凝土必须振动到停止下沉、不再冒气泡、表面呈现平坦、泛浆。振捣过程应严防漏振或过振的情况发生，以免混凝土结构表面产生蜂窝、麻面。为加强混凝土振捣质量，可以在侧模和底模上安装高频振捣器，在混凝土找到过程中根据下料情况开启使用。

浇筑过程中注意加强箱梁端头预应力锚垫板处、下倒角、支座板以及跨中预应力管道密集部位的振捣。振捣过程中加强观察，防止预应力孔道、预埋件、钢筋等的变形、松动或移动。

浇筑下梗肋混凝土时应让混凝土充分翻浆，从腹板翻出的混凝土基本是密实的混凝土，只有充分翻浆才能保证腹板下梗肋处的混凝土密实。下梗肋处的腹板混凝土在没有灌满之前不应将翻浆堆积的混凝土摊平。下梗肋混凝土浇筑完成振捣好后，不得再将振捣棒插入下梗肋下部，以免造成下梗肋上部形成空洞。

振捣底腹板混凝土时滴落在内模及翼板顶板上的混凝土应及时清除掉，以卖弄形成干灰或夹渣。

混凝土表面磨平、赶光后要加强保护，防止人员踩踏或杂物散落。在腹板浇筑的过程中应派专人用小锤敲击内外模，通过声音判断腹板内的混凝土是否灌满。

在梁体混凝土浇筑过程中，应指定专人值班检查模板、钢筋、如发现螺栓、支撑等松动应及时拧紧，漏浆处应及时堵严，钢筋预埋件如有移位，应及时调整保证位置正确。

混凝土浇筑入模时下料要均匀，注意与振捣相配合，混凝土的振捣与下料交错进行。

桥面混凝土应确保密实、平整、坡度顺畅，因此除按规定进行振动外，还必须执行两次收浆、抹平。收浆抹面后立即用塑料薄膜覆盖保湿。桥面一经收浆抹面初凝前不得践踏。

4、混凝土试件的制作

生产前，应进行混凝土配合比选定试验，制作抗冻性、抗渗性、抗氯离子渗透性、抗碱-骨料反应性等混凝土耐久性试件各一组，进行耐久性试验。

批量生产中，预制梁每20000m?混凝土抽取抗冻融循环、抗渗性、抗氯离子渗透性、抗碱-骨料反应性等混凝土耐久性试件各一组，进行耐久性试验。

预制梁在浇筑混凝土过程中，应随机取样制作混凝土强度、弹性模量试件，其中强度、弹性模量试件，其中强度、弹性模量试件应分别从箱梁底板、腹板及顶板取样。抗压试件每件体积为150mm*150mm*150mm，每三件为一组，弹性试件每件体积为150mm*150mm*300mm，每六件为一组。试件应随梁体或在同样条件下振动成型。

每件预制梁混凝土弹模试件不得少于两组，其中一组为随梁养护的终张拉试件，一组为28d标养试件。试件弹性模量应满足设计要求。

每孔箱梁应按照规范要求制作混凝土强度评定试件，注意同条件养护试件不得遗漏。

三、混凝土养护

梁体混凝土浇筑完成后，即应按规定用保水性能良好的材料进行覆盖养护。梁体的养护分为蒸汽养护和自然养护两种。

1、自然养护

在自然气温较高的情况下可采用洒水养护，养护用水应采用混凝土的拌合用水或符合饮用标准的自来水。

当梁体混凝土浇筑完毕、应尽量减少暴露时间，并用塑料薄膜紧密覆盖防止水分蒸发。在长春的7、8月份气温较高、气候干燥时应用喷壶洒水保湿。混凝土初凝后混凝土面应用透水性不退色土工布覆盖，在其表面喷洒水养护。梁面与内箱底板顶面混凝土均需保湿养护。洒水次数应以混凝土表面湿润状态为度。一般情况下，白天1-2小时一次、晚上4小时一次。

洒水养护时间：从浇筑完毕开始计时，当环境的相对湿度小于60%时，自然养护的时间一般不小于28d；相对湿度在60%以上时，自然养护时间一般不小于14d。当梁体初张拉完移出制梁台座后，需继续洒水养护到规定时间。在对梁体进行洒水养护的同时，应对随梁养护的混凝土试件进行洒水养护，使试件与梁体混凝土强度同步增长。

当日平均气温低于+5℃，不得进行浇水养护，预制梁表面应喷涂养护剂，采取保温措施进行养护。

2、混凝土蒸汽养护

养护前认真检查水、电系统是否可以正常工作，蒸汽养护的锅炉能否正常运转。

梁面进行第二次赶光、压平，即可覆盖蒸汽养护罩，检查养护罩和管道的连接情况，保证密封且不漏气。养护罩底角用重物压实，防止在养护期间被大风或其他情况掀开。

蒸汽养护分为静停、升温、恒温和降温四个阶段。静停期间应保持棚内的温度不低于5℃，浇筑完成4小时后方可升温，升温的速度应控制在10℃/h之内，恒温时蒸汽温度不宜超过45℃，梁体芯部混凝土温度不应超过60℃，个别最高不超过65℃，降温速度应控制在10℃/h之内。蒸汽养护期间及撤销保温设施时，梁体混凝土芯部与表面、表层与环境的温度差不超过15℃。蒸汽养护后应立即进入自然养护，时间不得小于7天。

蒸汽养护过程中，通气后定时测温度，并做好记录。蒸养时每0.5h测一次温度，并反馈到锅炉房，根据实测温度调整蒸汽量。通过加汽或停汽，将升温幅度控制在10℃/h之内。

拆除养护罩时，将养护罩的两端打开，进行箱梁温室内的通风，缓慢自然地将梁体表面温度降至环境温度之差不大于15℃时方可以拆除养护罩，并立即对顶面、箱内进行保湿养护，时间不少于7天。

蒸汽结束后，应及时采取措施，继续对混凝土进行保温保湿自然养护。

总结：

哈大客运专线是我国《中长期铁路网规划》的重要组成部分， 是铁路跨越式发展的重点建设项目之一。随着高性能混凝土在客运专线中的大量使用， 迫切需要建立更完备、更科学、更容易保证高性能混凝土质量， 又容易操作的高性能混凝土质量控制系统。本文从原材料、配合比设计、生产施工及合格验收等质量控制环节， 对高性能混凝土的质量控制措施进行了初步研究， 并对各个生产环节中出现的问题提出解决的办法， 通过现场实践证明是有效的。

参考文献：

[1]《哈大铁路客运专线桥梁工程质量控制手册》2007.10

[2]《铁路混凝土与砌体工程施工规范》中国铁道出版社2001-09-01

[3]《铁路混凝土工程施工技术指南》中国铁道出版社2005-09-22

[4]《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》中国铁道出版社2005-06-14

[5]《哈大铁路客运专线施工技术要点手册》中国铁道出版社

作者简介：徐莹莹（1985-），女，甘肃兰州人，助理工程师，2008年7月毕业于兰州交通大学。