大跨径悬灌连续梁0号块混凝土施工质量控制关键技术

王建红WANG Jian-hong

（中国铁路上海局集团有限公司上海铁路枢纽工程建设指挥部，上海 200000）

0 引言

大跨径悬灌连续梁0号块（后文简称“0号块”）具有截面尺寸高、混凝土方量大、预应力管道多等特点，0号块混凝土施工难度大，蜂窝麻面、支座板上方脱空、混凝土不密实等质量缺陷频发。采取有效的混凝土浇筑措施是保证0号块施工质量的关键，本文依托新建上海经苏州至湖州铁路东苕溪特大桥120#-123#墩跨湖嘉申线（90+180+90）m连续梁拱0号块施工实践，重点阐述了混凝土浇筑质量控制的关键技术。

1 工程概况

新建上海经苏州至湖州铁路东苕溪特大桥120#-123#墩连续梁拱横跨湖嘉申线（规划三级航道），孔跨布置为90m+180m+90m，主梁全长361.6m，采用预应力混凝土单箱双室箱梁截面形式，拱肋为钢管混凝土结构。箱梁0号块节段长17m，梁面宽度16.3m，箱梁底宽10.8m，翼缘板宽度1.25m；中支点处箱梁中心梁高11m，顶板厚度为0.62m，翼缘板端部厚0.24m，底板厚度为1.075m，腹板厚度为1.5m（见图1），墩顶中支点处横隔墙厚度为4m。0号块混凝土共1575m3（含拱脚），采用梁柱式钢管支架现浇施工，2021年7月底完成浇筑。

图1 0号块中支点横断面图

2 0号块混凝土施工质量控制难点

高速铁路大跨径预应力混凝土连续梁采用箱形截面，0号块位于连续梁中支点处，具有截面高、混凝土方量大、普通钢筋及预应力筋密集等特点（见图2）。因此，混凝土施工质量控制存在以下难点：

图2 0号块纵向预应力横断面图

①易造成混凝土离析。0号块波纹管、钢筋等比较密集，且截面最大高度达11m，下料高度大，易造成混凝土离析。同时，在混凝土浇筑过程中由于钢筋阻隔，混凝土下料困难时采用振捣棒强行驱赶下料，易造成混凝土中粗骨料与胶凝材料分离。

②易产生界面冷缝。0号块浇筑方量大，所需时间较长，新旧混凝土界面易出现冷缝。

③易产生蜂窝麻面、脱空不密实等现象。在支座板上方、隔墙、倒角及腹板处因普通钢筋及预应力筋密集，混凝土下料困难，振捣棒难以深入到混凝土中，导致漏捣，从而产生蜂窝麻面、脱空等现象。

④易产生温度裂缝。0号块混凝土方量大，水泥水化热引起混凝土内部温度和温度应力剧烈变化,箱梁结构形式复杂局部养护困难易出现温度裂缝。

3 0号块混凝土施工质量控制关键技术

3.1 混凝土性能控制

0号块采用C55混凝土，设计坍落度为160mm～200mm，含气量为2%～4%，水胶比为0.34。针对0号块钢筋密集、视觉盲区处采用不同的混凝土塌落度是解决脱空、不密实的有效措施。0号块混凝土浇筑时，横隔墙范围混凝土坍落度为200mm，底板、腹板及顶板混凝土坍落度宜控制在180～195mm之间，0号块具体部位混凝土坍落度取值（见表1）。

表1 0号块分区域混凝土塌落度取值表

3.2 混凝土浇筑顺序

为避免产生不均匀沉降裂缝和界面冷缝，0号块采用分两次现浇成型，第一次浇筑高度为8.7m，第二次浇筑高度为2.3m，从悬臂端开始向桥墩位置方向浇筑，并按照水平分层（每层厚度30cm），纵、横向对称连续浇筑，上下按照底板、腹板、顶板的顺序浇筑（见图3、图4、图5）。

图3 0号块浇筑顺序（横桥向）

图4 0号块浇筑顺序（顺桥向）

图5 0号块浇筑顺序（顶板）

3.3 下料孔的布置

由于0号块截面最大高度11m，钢筋、波纹管等比较密集，易造成混凝土离析，且易因混凝土在下料过程中粘结在模板上，而产生蜂窝麻面。因此，为保证混凝土的浇筑质量，在腹板及横隔墙布设下料筒（见图6、图7），间距为1.3～1.5m。0号块混凝土分两次浇筑，第一次浇筑高度为8.7m范围，底板下料时，可从顶板直接下料。每个下料筒底口与浇筑面的距离应小于2m。布置下料筒时应避开波纹管位置。

图6 下料筒布设图（横隔墙）

图7 下料筒布设图（腹板）

3.4 混凝土振捣

连续梁0号块梁体高、构造复杂、混凝土方量大，易出现冷缝和蜂窝麻面病害，混凝土的振捣情况很大程度上决定了混凝土的浇筑质量。为此，采取以下质量控制技术措施：

①0号块横隔墙构造复杂，特别是底横隔墙处，四周封闭，在倒角处易出现视觉盲区，振动棒难操作，在横隔墙下料筒、无波纹管的位置临时开孔洞（50cm×50cm），作业人员从洞口进入横隔墙内进行振捣作业。

②采用插入式振捣器振捣混凝土时，移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为5cm～10cm，与侧模应保持5cm～10cm的距离；每一振点的振捣连续时间为20～30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。

③在支座处、倒角处、腹板根部和锚垫板处等加密振点，加强振捣，但不得过振，同时不得破坏锚垫板、波纹管等预埋件。

④浇筑过程中安排人员检查底腹板、横隔墙的混凝土密实度，尤其是倒角处，可采用小铁锤敲击模板，当声音不清脆时，则该部位混凝土已经密实；同时对模板接缝、拉筋、模板拉杆螺栓等进行巡视检查，及时上紧，防止漏浆。

4 大体积混凝土的温控措施

4.1 温控标准

混凝土的入模温度不宜超过30℃。应避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40℃。不宜在早上浇筑以免气温升到最高时加剧混凝土内部温升。混凝土养护期间，砼芯部温度不宜超过60℃，不得超过65℃；砼芯部与表面温度、表面温度与环境温度之差均不应大于15℃。

4.2 混凝土拌合物温度及出机温度计算

①混凝土拌和物温度T0。

带入表2数值，T0=27.8℃

表2 原材料温度及每盘用量

②混凝土拌和物出机温度T。

搅拌搅拌机棚内温度：Tp=31.5℃，则混凝土拌和物出机温度：T=T0-0.16（T0-Tp）=28.4℃＜30℃，符合施工要求。

4.3 主要温控措施

①原材料降温。石子存放阴凉处，用高压冷水喷淋石子，但使用中要严格控制含水量；拌合用水必要时加冰块降温；安排专人对水泥罐喷冰水或地下水冷却，同时水泥罐用土工布包裹，防止暴晒。

②泵送混凝土的管道采用保温被包裹，并及时洒水保湿；混凝土浇筑前对0号块钢筋及模板进行洒水降温，并用吹风机将积水清理干净后开始混凝土浇筑。

③混凝土温度监测：为监测混凝土浇筑完成后表面及芯部温度变化情况，在0号块底板、腹板、顶板及横隔墙内分别埋设2根测温元件，一根布置在结构层中间位置用于监测芯部温度，另一根布置在结构层混凝土表面与覆盖物之间用于监测其表面温度。混凝土浇筑完成后开始对混凝土环境、表面及芯部温度进行监测，监测时间点分别为0:00、6:00、12:00、18:00。

④0号块混凝土方量大、浇筑时间较长，底板混凝土浇筑完成后应立即覆盖清洁的塑料膜，初凝后撤去塑料膜并覆盖土工布洒水养护；浇筑腹板混凝土时通过测温元件监测混凝土芯部温度变化情况，当温度较高时对腹板外侧模进行喷水降温。

⑤混凝土的养护：混凝土浇筑完成后，顶板四周设置防水橡胶条，混凝土表面覆盖土工布并洒水，采用蓄水养护措施；底板则覆盖土工布并洒水，每日洒水次数以保证现场土工布湿润状态为宜，一般不少于5～6次，养护期不应少于14d（湿度大于60%）。

5 结语

通过现场观察，0号块混凝土表面平整，无蜂窝麻面、露筋、空洞、剥落掉块等现象；通过人工敲击0号块支座附近混凝土，声音清脆、无回响；通过雷达检测图像无明显反射界面，无异常反射。因此，0号块混凝土外观质量良好，实体密实、无空洞等质量缺陷，观感及实体质量合格。本文基于工程实例，阐述了大跨径悬灌连续梁0号块混凝土施工质量控制技术要点，解决了施工中存在的一些问题，有效避免了0号块混凝土施工质量缺陷，对类似工程具有一定的借鉴作用。