预制箱梁混凝土质量控制

预制箱梁混凝土质量控制

京津城际铁路是国家重点工程，是十一五期间国家快速轨道交通规划的重要组成部分，是我国中长期铁路网规划的一条重要快速通道，也是环渤海地区城际轨道交通网的重要组成部分，是2008年北京奥运会配套工程……其重要性可见一斑。

时速350公里，采用德国博格板无碴轨道。不管是速度还是轨道技术含量都是超前的。超前就意味着高标准，高要求。为了使无碴轨道能达到博格公司要求的高精准度，为了在运营时真正地满足超前的时速，占全线88%的桥梁的施工无疑就成为了重点中的重点。

2006年7月，我有幸来到了京津城际3#梁场，正式加入到京津城际的建设。3#梁场为凉水河特大桥352#墩到667#台提供预制箱梁，主要工程项目有32m简支箱梁276片，24m简支箱梁29片，20m简支箱梁1片。

如果把梁体比作人体，那么钢筋相当于骨骼，混凝土相当于肌体。二者的和谐统一才能生产出高品质的桥梁。在施工中，混凝土的质量控制至关重要，而且牵连的环节很多。从原材料的进场到混凝土的养护都值得特别注意。国家新开展的九条客运专线，京津城际在地域上是最靠北的，既涉及到炎热的夏季施工又涉及到严酷的冬季施工，作为监理，与混凝土有关的各个环节都值得特别关注。

一、原材料。

箱梁施工采用C50高性能混凝土，理论配合比为：

原材料	水泥	中砂	碎石	水	外加剂	粉煤灰	矿渣粉
配合比	1	2.36	3.69	0.51	0.016	0.16	0.44
掺量 (Kg/m3)	300	708	1108	154	4.8	48	132

混凝土原材料进场后，应对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收核查，并按验标及客运专线暂行技术条件的规定取样及复验，经检验合格的原材料方可使用。

粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石。3#梁场使用的碎石粒径为10~25mm和5~10mm两种，二者按9：1比例混合。压碎指标要求不大于10%，含泥量要求不大于0.5%，泥块含量要求不大于0.25%，如果石粉含量或含泥量过大，则必须经过水洗合格后才可使用。

中砂细度模数要求在2.6~3.0之间，含泥量要求不大于2%，泥块含量不大于0.5%。一经发现细骨料的三个重要指标不符合要求，立即责令退场，不允许使用。

水泥应采用品质稳定、强度等级不低于42.5级的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥。水泥熟料中C3A含量不应大于8%，在强腐蚀环境下不应大于5%，3#梁场采用强度为P.O42.5级的北京太行前景水泥厂生产的低碱普通硅酸盐散装水泥。

其它原材料也要严格按验标要求进行检验。原材料试验监理见证20%或平行检验10%。要把检验合格的和待检的原材料分仓储存，并且标明报告编号及数量等，严禁混淆待检和已检原材料。

冬季施工环境下，所有原材料要进行保温处理。粗细骨料进保温棚，保证无冻结，温度在0℃以上。一片32m箱梁需用砂子242t，碎石379t，保温棚内至少要储备2片32m梁所用的骨料。胶凝材料及外加剂储存罐外包棉布保温。拌合用水要加热处理，保证混凝土入模温度大于5℃。3#梁场采取的措施是把高温水蒸汽通入拌合用水中，使水温提高，保证水温在60℃左右。

二、搅拌。

搅拌混凝土前，试验人员应严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的骨料含水量变化，以便及时调整施工配合比。监理人员要按照要求的频次见证试验。一般情况下，含水量每班抽测两次，雨雪天应随时抽测，并按测定结果及时调整混凝土施工配合比。

得到开盘通知后，应首先检查砂石的质量情况，核实所使用的原材料与配料通知单是否相符合，数量是否足够生产一片梁。混凝土配料必须按配料通知单进行，配料通知单要经过试验人员、技术人员及监理签字确认。搅拌站操作人员必须进行培训才能上岗，搅拌和浇筑过程中要有专门试验人员值班。

混凝土采用电子计量系统计量原材料，保证粗细骨料的称量准确到2%，水、胶凝材料及外加剂的称量准确到1%。采用双窝轴式强制搅拌机拌合混凝土。

炎热的夏季搅拌混凝土，骨料要采用砂石料棚内遮阳的骨料，采用低温井水搅拌，以降低拌合物温度，尽可能在傍晚或晚上搅拌混凝土，以保证混凝土入模温度不大于30℃。投料时宜先向搅拌机投入细骨料、水泥、及矿物掺合料，搅拌均匀后，再加入所需用水量及外加剂，待砂浆充分搅拌后，再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止，每盘搅拌时间控制在120～180s。 

冬季施工环境下，搅拌混凝土前6小时左右开始向储水桶中通蒸汽加热，将水温加热到60℃左右（但不宜高于80℃）开始搅拌混凝土。为避免胶凝材料直接与热水相接触发生假凝现象，应先把粗细骨料和热水搅拌，待水温有所冷却后，再加入胶凝材料。搅拌时间控制在180～240s。

外加剂采用溶液加入，为充分发挥减水剂的作用，在拌合时其溶液宜用后添法，加入外加剂后，混凝土拌合料在搅拌机中持续搅拌时间不得少于30s。混凝土拌合料出机后严禁再行加水。

三、浇筑。

待钢筋和模板验收合格，准备工作到位后，开始搅拌混凝土进行浇筑。现场技术人员全程指导，现场监理全程旁站。第一盘混凝土，试验人员要测定其拌合物性能，监理见证试验。

拌合物

性能	坍落度	扩展度	入模温度	含气量	水胶比	压力泌水率
指标	180±20mm	450mm左右	5℃～ 30℃	2%～4%	不宜大于0.35	0%～3%

各项指标都符合要求后，说明混凝土工作性能合格，方可泵送、布料入模。拌合物性能测定除了首盘混凝土外，在浇筑台位每50m3混凝土还要取样检验一次。

布料采用两台回转半径为24m的布料机，分别设在梁跨的1/4、3/4位置。开始布料后，两台布料机同时从梁跨中向两端交叉对称呈Z形连续、分层下料，待浇至梁端后，暂停泵机，将下料口用塑料袋套住，调转至另一侧，同样从跨中向两端呈Z形下料。第一层厚度以灌满腹板内倒角并掏出底板50cm为宜，第二层以上每层厚度约30cm，相邻两层混凝土在跨中接茬处应错开3～4m。

混凝土布料要均匀，注意与振捣相配合。振捣采用插入式高频振捣棒，一般情况下，浇筑32m梁时，梁面12根，内箱8根。振捣要快插慢拔，垂直点振，不能平拖，每次插入上一层5～10cm，点振30cm一个间隔，每个点位一般振捣30s左右，不能漏振、过振，以混凝土表面不下沉，不冒大气泡，表面泛浆为好。梁端四角钢筋较密集，混凝土不易下落，因此要加强振捣，使混凝土充分密实，以内倒角有混凝土溢出为宜，尤其是支座板处因为是集中受力点，更要加强振捣。

梁面与箱内施工人员要相互配合，协调作业，避免箱内施工人员将上面已经振捣好的混凝土掏成空洞，更要使混凝土充满模板、钢筋的每一个角落。当底板倒角处混凝土向上翻浆过多时，可用压浆板将混凝土压住，在达到腹板一半以上时通过顶板下灰孔补浆，底板浇筑完后要及时摸面收光。

混凝土振捣过程中要加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，以防漏浆。梁面混凝土浇筑到设计标高后，用提浆机及时赶压、抹平，保证横向2%坡度和纵向的平整度。收浆抹平执行两次，在抹面时严禁洒水，以防表面产生裂纹。

32m箱梁理论方量为342.34m3，24m箱梁理论方量为266.29m3。32m箱梁浇筑时间不宜超过6h，最长不能超过混凝土的初凝时间。冬天施工为了提高浇筑的环境温度，用篷布把模板整体包裹起来，在外模和篷布间燃起煤炉。

浇筑过程中，试验人员要在浇筑现场制作混凝土试件，监理人员见证试验。抗压试件每件体积为150×150×150mm，每三件为一组。浇筑一片梁制作抗压试件不少于22组，其中28d标养试件12组（底、腹、顶板各4组）；随梁同条件养护试件10组，分别为预张拉试件1组（从顶板取）、脱模试件1组（从顶板取）、初张拉试件3组（底、腹、顶板各1组）、终张拉试件3组（底、腹、顶板各1组）、600℃试件2组。弹模试件每件体积为150×150×300mm，每六件为一组。每浇筑一片梁应制作弹模试件6组，分别为终张拉同条件养护弹模试件3组（底、腹、顶板各1组）、标准养护28d弹模试件3组（底、腹、顶板各1组）。

四、养护。

当梁体混凝土浇筑完毕，应该尽量减少暴露时间，并用塑料薄膜紧密覆盖防止水分蒸发。混凝土初凝后桥面应用土工布或麻袋覆盖，但不得污染桥面。

当室外温度超过35℃，应实行夏季施工方案。夏天气温高，水分易蒸发，应在梁面及内箱洒水养护。洒水的次数以保持梁面及内箱湿润为度。梁体养护用水要与搅拌混凝土用水相同，从完成浇筑开始计时，养护不能小于14天。在对梁体进行洒水养护的同时，应对随梁同条件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。

日平均气温低于+5℃或最低气温低于-3℃时，实行冬季施工方案，采用蒸汽养护。混凝土蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间应保持棚温不低于5℃，浇筑完4h后开始升温，升温速度不得大于10℃/h；恒温时蒸汽温度不宜超过45℃，梁体芯部混凝土温度不宜超过60℃，最大不得超过65℃；降温速度亦不应大于10℃/h。蒸养期间试验人员定时测定环境、梁体表层及梁体芯部温度，并形成测温记录。蒸养期间及撤除保温设施时，梁体芯部与表层、表层与环境温差不宜超过15℃。当梁体强度达到拆模要求的30Mp时，就可以停止蒸汽养护，拆除模板，并立即进入自然养护，时间不少于7d。

当环境相对湿度小于60%时，自然养护不应少于28d；相对湿度在60%以上时，自然养护不应少于14d。当环境温度低于5℃时，禁止对混凝土洒水。外模或内模移开梁体后，都应立即对混凝土表面涂刷养护剂。

五、封锚。

梁体还有一个重要的混凝土环节，就是封锚。封锚对保护梁体预应力体系起重要作用。当梁体终张拉、压浆结束后，就要进行封锚作业。凿除密封罩包裹下的压浆料，并对锚穴四周进行凿毛处理，涂刷界面剂。对钢绞线、锚具及锚垫板涂刷防水层，安装钢筋网片，立模板。待防水涂料硬结后，开始混凝土施工。 封锚混凝土应采用无收缩混凝土强度不低于50Mp，理论配合比为：

原材料	水泥	中砂	碎石	水	外加剂	膨胀剂	矿渣粉
配合比	1	2.548	4.529	0.5	0.018	0.274	0.544
掺量 (Kg/m3)	259	660	1173	146	4.71	71	141

封锚混凝土施工时，要用短钢筋从模板上方的开口处伸入混凝土内进行人工振捣，并用小锤在模板外敲打，以利于混凝土的密实。封锚混凝土终凝后要立即喷涂养护剂养生。养护结束后，应采用聚氨酯防水涂料对新老混凝土接缝处进行防水处理。

历时13个半月的时间，截至2007年5月16日，306孔箱梁顺利浇筑完成。施工期间，铁道部刘志军、卢春房副多次到3#梁场指导工作，给予了施工人员亲切的关怀。在施工工程中，全体施工人员、技术人员以及我们现场监理都付出了自己的辛苦劳动。

辛苦毕竟是一时的，当最后一片梁浇筑完成后，我站在高高的龙门吊机上，俯视着梁场，思潮涌现。当3#梁场生产的箱梁都稳稳的“坐”在京津城际铁路上时，当350km/h的高速列车从头上呼啸而过时，当2008年北京奥运会召开时，当几十年后我们的子孙再次来到这里……我们每位参建者的心中是否会涌起点什么？我想会的。