干燥风沙地区箱梁高性能混凝土施工研究分析

胡世伟

摘 要：文章以兰新铁路第二双线（新疆段）九标段工程为例，简要分析干燥风沙地区箱梁高性能混凝土施工技术，以期提高兰新铁路第二双线箱梁高性能混凝土施工质量。

关键词：干燥风沙地区；箱梁；高性能混凝土；施工技术

1 工程概况

兰新铁路第二双线跨越甘肃省、青海省、新疆维吾尔自治区，全线长1775.8km，本文主要以第九标段箱梁预制为研究对象。该梁场地处DK1817+095附近，占地近180亩。主要承担兰新第二双线九标段DK1794+000-DK1834+488.18预制生产任务，共计319榀双线整体式无砟轨道预制箱梁。该段线路所经地区属中温带干旱大陆性气候区，以气候干燥、降雨量小、冰冻期长、昼夜温差变化较大、春秋多风、夏季短促而炎热、冬季漫长严寒为主要特征，其中沿线土壤最大冻结深度1.62m，年平均气温6.3～6.9℃，极端最高气温42.1℃，极端最低气温-41.5℃；年平均雨量271.4mm，最大积雪厚度48cm。因气候干燥风沙大，混凝土施工时失水快极易干裂，后期养护覆盖、洒水困难，混凝土表面易产生裂纹。

2 干燥风沙地区箱梁高性能混凝土施工技术

2.1 混凝土施工方案

该箱梁工程所用混凝土采用高性能耐久性混凝土，能够满足100年设计使用寿命的要求。就混凝土配制而言，根据设计的强度等级、弹性模量和耐久性能要求，进行混凝土拌和物的性能、抗压强度、弹性模量、抗裂性及耐久性能试验，同时按照工作性能优良、强度、弹性模量和耐久性满足要求，从中优选出符合箱梁设计要求的耐久性混凝土配合比。就混凝土浇筑而言，混凝土采用2HZS120站拌制，2台混凝土输送泵配2台布料机同时连续浇筑，一次成型，浇注时间控制到在6h内，振捣采用插入式振捣棒。施工过程严格控制混凝土的搅拌、输送、浇筑和振捣作业程序。就混凝土养护而言，采取封闭措施确保混凝土与自然环境隔离，形成独立空间，强化混凝土的保湿，避免混凝土产生裂纹，确保混凝土的强度和耐久性能。

2.2 混凝土施工工艺

2.2.1 封闭隔离措施：根据箱梁的特点箱梁底板和箱梁顶板分别采取封闭隔离措施。

底板封闭隔离措施：用彩钢板制作拼装式双开防风门固定于箱梁两端端模之上。

顶板封闭隔离措施：用彩钢板制作拼装分段式钢骨架防风罩固定于箱梁两侧侧模之上（沿梁体纵向分为六段，每段长5.5m，净宽12.5m，亦可用于蒸汽养护）。

2.2.2 混凝土搅拌：拌站所用计量设备计量准确，水泥、掺合料、外加剂、水分别±1%，骨料±2%。搅拌过程，先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料和外加剂，待搅拌均匀后，加入所需用水量。砂浆搅拌均匀后投入粗骨料，并继续搅拌至均匀。每阶段的搅拌时间≥30s，总搅拌时间≥2min，也不宜>3min。冬季施工过程，先进行热工计算确定水和骨料需预热的最高温度，以保证混凝土入模温度满足规定要求。水加热≤60℃，水泥、外加剂、粉煤灰、矿粉不可直接加热（粉料罐用隔热保温材料包裹）。炎热季节，控制粉料的入机温度≤40℃（粉料罐用隔热保温材料包裹），砂、石料用棚遮阳，水用深井低温水，浇注时间尽量避开高温时段，以保证混凝土入模温度满足规定要求（5～30℃）。

2.2.3 混凝土浇注：混凝土浇注前及浇注过程，仔细检查模板、支架、钢筋、预埋件的加固情况及保护层垫块的位置及数量，同时指定专人进行重复性检查。该工程采用混凝土输送泵配合液压式布料机连续浇注，一次成型，浇注时间<6h。振捣采用插入式振捣棒振捣。混凝土坍落度控制到200±20mm。混凝土浇注采取纵向由迎风端至另一端分段（纵向浇注顺序与风向保持一致）、水平分层、两侧腹板对称、连续浇注的浇注顺序，同一断面混凝土浇筑顺序采用先底板，再腹板底部中部与上部，后顶板。顶板进行平行推进进行浇筑。每层混凝土的浇注高度≤30cm。

底板混凝土浇注：浇注前将迎风端防风门关闭，避免浇注过程中混凝土风干，底板浇注完后将另一端防风门关闭（两端各设置一台鼓风机以保持空气流通）。混凝土从腹板下料，用插入式振动棒振动引导至底板，以确保下料过程混凝土不离析及不污染箱梁内模系统。针对3m的渐变段的斜坡，混凝土终凝前采取人工收坡，抹平压光。采用插入式振动棒辅助振动，二次收浆，以确保底板混凝土内实外光。腹板混凝土浇注采用大循环水平分层浇注法，分层厚度约30cm，具体采用从侧腹板一端依次向前推进的施工顺序。混凝土采用插入式振动棒振动。插入式振动器振动过程，振动间距与振动时间必须控制到位，快插慢拔。腹板混凝土浇注过程，必须严格控制分层厚度，上下层混凝土间歇时间小于下层混凝土初凝时间。顶板的混凝土采取水平浇注，其中横向分两区，沿梁体纵向每浇注5.5m后立即吊装防风罩，顶板混凝土处以封闭状态进行施工，避免混凝土失水风干。混凝土振捣采用振动梁振振动，插入式振动棒辅助振捣。预埋钢筋的部位采用插入式振动器振捣。插入式振动器的移动间距≤作用半径的1.5倍，并与侧模保持5-100mm的距离。插入式振动器每次插入下层混凝土的深度5-10cm。振动梁专人指挥，专人操作，短振勤振，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面泛浆为度，一次振动时间≤50s，导振区约20s，下料区约50s，重振区约40s，一般振区约30s。

2.2.4 混凝土养护：脱模前混凝土养护：冬季采取蒸汽养护，5-9月采取自然养护。自然养护注意事项：底板两端覆盖土工布洒水、中间段积水养护。顶板振捣完成后，及时对混凝土表面（板顶）进行紧密覆盖（采用土工布），尽量减少暴露时间，避免表面失水。暴露面保护层混凝土初凝前应卷起覆盖物，用抹子搓压表面（压光）≥2遍，使之平整后再次覆盖，此时覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止，铺设喷头管道，定时供水，保持混凝土表面湿润。脱模后梁体混凝土表面喷涂养护液养护。内模脱模时迎风端防风门处以关闭状态，内模由另一端拆除，内箱及时喷涂养护液，最后拆除迎风端端模及防风门。

参考文献

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