泵送混凝土技术在铁路预制T梁中的应用

黄滕斌（西安地下铁道有限责任公司，陕西 西安 710018）

1 工程概况

福山梁场位于烟台市，占地227.5亩，承担青（岛）荣（成）城际铁路338片箱梁、592片T梁的预制和运输任务。我国铁路T梁一直按照工业化产品要求，采用定型设计产品，使用标准通用图进行生产[1]。该梁场T梁使用的设计图为《时速160km客运共线铁路预制后张法简支T梁》（通桥（2005）2101），跨度为32m和24m，混凝土强度等级为C55。国内铁路T形梁混凝土浇筑一般采用龙门吊配合的“吊灌”工艺，混凝土坍落度一般控制在90mm～120mm。按照建设单位总体工期安排，梁场先生产箱梁后生产T梁。为减低劳动强度，提高T梁的生产效率，提高设备的使用效率，便于在雨雪天气下进行施工，保证施工进度，梁场开展了采用泵送混凝土技术进行T梁混凝土浇筑的实践应用。

2 原材料及配合比

2.1 混凝土原材料

为了减少材料的种类和规格，T梁采用的原材料和箱梁所用原材料一致，具体使用情况为：烟台山水水泥有限公司生产的P·Ⅱ52.5，碱含量为0.56%；F类Ⅰ级粉煤灰，需水量比95%，烧失量2.86%；S95级矿碴粉，流动度比102%；天然河砂，表观密度2650 kg/m3，细度模数2.8，含泥量1.5%，无碱活性；5～20mm连续级配碎石（双掺，5～10mm：10～ 20mm=4：6），表观密度2720 kg/m3，含泥量0.2%，无碱活性；HJSX-A型聚羧酸减水剂，掺量1.4%，减水率30%，含固量20.38%。

2.2 混凝土配合比

按照总体工期安排，T梁预制工期很短，为保证T梁冬期施工和台座周转，结合施工验收标准，确定了配合比的主要指标为坍落度160mm～200mm，含气量3%～4%，水泥用量大于400 kg/m3，2d强度不小于35MPa，3d强度不小于45MPa，14d强度不小于65MPa，14d弹性模量不小于38GPa，28d强度、28d弹性模量、耐久性指标满足《铁路混凝土》（TB/T 3275-2011）。经过试验室多次试配和调整，并经铁道部质量监督检验中心进行混凝土耐久性验证，最终选定的配合比为水泥：粉煤灰：矿粉：砂：碎石：减水剂：水 =417：39：34：711：1024：6.86：148。

3 施工机械

采用2台三一重工有限公司生产的HZS120强制式混凝土搅拌站（具有微机控制自动计量系统）进行混凝土拌和。混凝土场内运输采用5台8m3的混凝土运输车。混凝土泵送采用2台中联重工有限公司生产的HBT80.18.160S混凝土输送泵和2台唐山市丰润区德锋工程机械有限公司HGY19/2布料机配合进行。混凝土振捣采用高频附着式振动器，φ30和φ50振捣棒。

4 质量控制要点

4.1 混凝土原材料及配合比

混凝土原材料严格按照《铁路混凝土》（TB/T 3275-2011）进行进场验收，不合格的原材料不得使用。原材料的主要控制项目有水泥的碱含量，粉煤灰的烧失量和需水量比，骨料的级配和含泥量，减水剂的适应性、含固量和减水率[2][3]。定期对原材料的质量指标进行数理统计分析来评价原材料的质量波动情况，对质量波动较大的原材料供应商进行信誉考核，确保应用到T梁的原材料不仅合格，还性能稳定。每次进场的减水剂需使用现场原材料进行配合比验证，以检验减水剂与材料的适应性。

4.2 混凝土拌和

混凝土搅拌采用“裹浆法”投料顺序拌和，即先向搅拌机投入河砂、水泥、掺合料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。每一阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间为2min～3min。混凝土严格按照施工配合比及搅拌工艺进行搅拌，计量系统坚持“周期检定、定期校准、用前复核”的原则，按照规定的频次测定混凝土的坍落度、含气量、温度、保水性等各项指标，并满足标准要求。

4.3 混凝土运输

采用5台混凝土运输车进行场内运输，保证运输过程不漏浆，不因运输原因导致混凝土离析。

4.4 混凝土浇筑

混凝土的入模温度控制在10℃～30℃。梁体混凝土浇筑必须按照斜向分段、水平分层、连续浇筑、一次完成的原则进行浇筑。混凝土每层的摊铺厚度不大于30cm，浇筑时间必须控制在3.5h以内。梁体混凝土浇筑顺序为：下翼缘→肋板→桥面板→挡碴墙。混凝土从一端向另一端对称进行浇筑，当浇筑到距离另一端6～8m时，则从另一端开始向相反方向浇筑，然后合拢。

4.5 混凝土泵送

泵送混凝土前，应先用1.0 m3～2.0m3砂浆(水灰比与T梁混凝土配合比一致)对混凝土泵及管道进行湿润，砂浆不得泵入T梁模板内。泵送时要严密关注喂料斗中混凝土的数量，以防吸入空气造成堵管，保证料斗中混凝土的数量不小于1/4料斗体积。因各种因素停泵时间超过15min，每隔4min～5min需开泵一次，使泵机进行正、反方向转动，同时开动料斗搅拌机，防止混凝土离析，如停泵时间超过45min或混凝土工作性能不能满足要求，料斗及泵管中的混凝土必须清除作废，并用高压水冲洗料斗。

4.6 混凝土振捣

T梁混凝土振捣的基本原则是附着式振捣器为主，插入式振捣棒为辅。T梁具体的振捣路线为：底板下翼缘、倒角混凝土用附着式振捣器；肋板混凝土采用高频振捣器为主，插入式振捣棒为辅；桥面板、挡碴墙混凝土采用插入式振捣棒。振捣器种类型号的选择、布置以及振捣时间对混凝土的密实程度和外观质量有着非常明显的影响[4][5]。

振捣器的规格型号选择。附着式振动器要选择振动频率在6000次/min以上的高频或超高频振动器。国内大多数的附着式振动器所产生的频率在3000次/min左右，采用该频率下的附着式振动器容易在混凝土表面产生虫眼和气泡。为适应T梁下部钢筋间距较小的需要，插入式振捣器采用φ30和φ50振捣棒搭配使用。

附着式振捣器的布置。在每边侧模均匀布置（底部变截面斜面处、距梁底1.5m、翼板与腹板交界处梅花型布置）高频附着式振动器；每端端模上不设高频振动器。附着式振动器采用竖向放置能很好的避免过振和减少气泡。

混凝土振捣工艺。浇筑T梁下翼缘倒角混凝土及预应力孔道以下位置时，开动浇筑部位的高频附着式振动器组（4个为一组，连续开启时间约40 s～60s）。浇筑T梁腹板预应力孔道以上混凝土时，停止开动附着式振动器，以免扰动腹板下半部分振捣密实的混凝土。振动棒插入下层混凝土深度5 cm～10cm，棒插速度要求快插慢拔，拔插间距为200mm。振捣至混凝土无气泡、无下沉、表面泛光为止。浇筑T梁桥面板混凝土时，插入式振动棒捣固密实。

混凝土振捣注意事项。混凝土振捣时避免碰撞模板、钢筋和预埋件。为防止振动棒碰触抽拔棒，根据顶层管道的坐标，在振动棒的相应位置做好深度标记，以有效的控制插入深度。混凝土振捣过程中，避免重复振捣，防止过振。施工过程中安排专人检查模板是否有变形、移位和漏浆，发现问题及时处理。

4.7 混凝土养护

泵送混凝土坚持跟踪养护的原则，控制“芯部、表面、环境”温度差满足规范要求，控制拆模时间和养护时间。

经试验，所用混凝土配合比在环境温度高于10℃时，经自然养护14d，其强度和弹性模量满足终张拉要求。当平均气温高于10℃时，采用表面采用上铺土工布，并上铺一层塑料薄膜的洒水保湿的自然养护方式。当平均气温低于10℃时，按照梁场工艺细则采用蒸汽养护。

5 结 语

福山梁场592片T梁预制任务已经完成，T梁的各项指标满足《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件》（TB/T 3043-2005）规范要求。福山梁场的应用实践证明，泵送混凝土技术应用到铁路T梁预制是完全可行的。通过在T梁预制过程中不断总结，不断优化具体施工细节，掌握了T梁混凝土泵送技术，取得了良好的效果。

1）采用泵送混凝土技术后，不仅工人作业强度降低，而且单片梁的施工时间小于2.5h，比采用“吊灌”能节约1 h～1.5h。

2）混凝土采用泵送方式浇筑解决了防雨棚、防风棚安装难题，为雨、雪天气和大风天气下T梁预制提供了保证。

3）在施工过程中，初期梁体表面呈现较多的水纹、气泡和蜂窝，通过采取振动频率大于6000Hz的附着式振动器，将附着振捣器由横向布置改为竖向布置，合理控制振捣时间，严格控制混凝土的坍落度不大于200mm等系列措施，改善了混凝土外观质量，确保了T梁内实外美。

[1] 张劭明,李小和.铁路32m跨度RPC简支T梁预制工艺探讨[J].铁道标准设计.2010,(11). 71-75.

[1] 王和欢, 涂鹏.客运专线箱梁C50高性能混凝土质量控制措施研究[J].华东公路.2007, (6).12-15.

[3] 陈燕菲,何应高.机制砂泵送混凝土施工质量控制[J].混凝土.2008,(6).81-84.

[4] 王胜.现场预制T梁 探讨[J].路基工程.2007,(1).115-117.

[5] 王光震.泵送机制砂混凝土在薄壁高墩施工中的应用[J].建材装饰.2014,(3).177-179.