箱梁高标号砼质量控制

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【摘要】通过对工、料、机、法、环等各大要素分析，结合杭长高速上跨桥等预制箱梁制作养护的工程实例，从实践中总结出砼质量控制的方法、手段。

中图分类号： U448 文献标识码： A

一、选题缘由

在铁路营业线施工中，下穿箱涵制作的质量把控己相当成熟。但随着城市公共建设的发展，上跨立交项目已越来越多地出现在营业线施工中，其中高标号砼的预制箱梁亦越来越频繁地出现，高标号砼的质量把控，无论是产品材料还是配合比的设定、塌落度的取值，均不同于下穿箱涵中以C35、C30为主的砼制作。如何把控上跨桥预制桥梁质量，已是在新的形势下，摆在我们面前一个急需解决的问题。

本文将从桥梁的预制、张拉，养护等方面入手，对上跨桥预制箱梁高标号砼的质量控制要点进行探讨。

二、控制要素分析

根据全面质量管理理念，用鱼刺法（因果图法）。从工、料、机、法、环等五个方面分析影响的因素，这五大因素又可划为稳定因素和可变因素。

1、稳定因素：工、机、法设定后，一般相对稳定。而材料项中砂、石料等均为地材，即使同一厂家和产地砂、石料，也会有批次不同之差，但只要将每批材料间变化值控制一定范围内，也可视之为稳定因素。

2、可变因素：环境因素的变化起伏是最大的。

工地周围的人文环境，制梁场地、运梁道路等自然环境，随时可能会偏离原先预想的轨道，从而影响原定施工组织及工期，必需调整生产工艺。

其中，最为敏感的是气候的变化，尤其是湿度及空气中含水率的变化，直接影响到砼配合比、塌落度的设定，故本文重点研究对象。

三、控制过程事例及分析

杭长高速公路上跨宣杭老线铁路桥，桥梁跨度40米，梁高2米，为C60高标号砼，本文就该箱梁预制砼质量控制作为研究对象。

一）、原材料及配合比设定

一般采用市场商品砼，有以下三个方面的问题：

1、商品砼厂家因利益诉求，所用的材料控制不严，虽28天试压强度能达到设计要求，但富余量不多，后期强度甚至不升反降，有许多厂家甚至从未有拌制高标号砼的经验，盲目采用可能会造成28天强度不达标的风险。

2、砼厂家因高标号砼供应量少，如特意开辟场地堆放材料，腾出拌合炉拌制，无形中会增大成本，加之成品不合格的概率较之普通标号砼为高，故也不愿提供。

3、浙江省公路规范要求上跨桥梁板必须采用自拌混凝土。

综上所述，商品混凝土厂家及项目管理各方技术人员，根据工地实际情况，针对混凝土粗细骨料及附加剂材料分析，提出设计四种（厂家提供、现场初定、满足工期、气候影响）状态下拌和混凝土设计配合比。

混凝土粗细骨料及附加剂材料分析：

1、水泥：普通硅酸盐水泥（P.O）其性质①早期强度略低②耐腐蚀性稍好③水化热略低④抗冻性和抗渗性好⑤抗炭化性略差⑥耐磨性略差；硅酸盐水泥(P·Ⅰ、P·Ⅱ) 其性质①强度发挥快②水化热高③耐磨、抗腐蚀可，适应大多数的建筑用途。本工程采用硅酸盐水泥，用品牌较好的海螺水泥。

2、粉煤灰和石粉：掺加适量的粉煤灰可以改变混凝土的流动性，易于泵送；可以减少水泥用量，减少温度裂缝；可以粉煤灰增强后期强度，对早期强度有抑制性。但是粉煤灰稳定性差，在混凝土中通常选用等级高的粉煤灰。石粉基本与粉煤灰相同，但是石粉取材价格高，来源少。

3、砂子：砂子作用是填充石子的空隙，使混凝土更加密实。另外和水泥浆组成水泥砂浆，提高混凝土的和易性和流动性，宜选用天然河中砂，且含泥量要小于2%。

4、石子：是混凝土中主要骨料，要选用质地坚硬，级配良好，吸水率低的碎石，针片状颗粒含量不超过3%～5%，含泥量低于1%、压碎指标小于10%。

5、外加剂：一般根据混凝土的具体要求采用。本工程采用高效减水剂。

根据以上混凝土粗细骨料及附加剂材料分析，合理选择计算和试验确定如下表：

二）、机械设备

本工程事先加工了四套整体钢模，长度方向2米一片拼接，高度方向沿梁外形曲线形成一个整体，无任何接缝。为防止砼振捣时泥浆上浮，每2米设一压樘。与箱身用型钢、螺栓连接，可调节、固定。

箱身外模沿长度方向设高频振捣仪，每2米一个，共3排，箱身下部2排，上部一排，交叉分置。

采用大泵泵送。模板安拆运输采用龙门吊。抽芯采用卷扬机。

一切准备就绪后，于7月21日正式开始浇捣第一片梁。

三）、施工中根据不同的工作状态采用不同的配合比，结果如下表：

之所以在表中列出了7天、28天龄期的抗压强度作为砼质量的检验

标准，是因为：28天强度是规范要求、竣工资料移交要求决定的。增加7天强度值是为检测是否达到设计值的95%，以期提早进入下一道工序。

表中还对外观稍有缺陷的砼梁作了客观描述，以随时跟进、整改，力求砼成品强度高、感观美，成为精品工程。并为以后制造高标号砼积累经验。

从表中，我们可以看出：浇梁时的湿度一直控制在35 0以下；砼外表面均光滑，平顺，未发现蜂窝麻面等预制箱梁贯有的通病，整体感官优。

现就现浇梁中不足之处进行分析和整改情况描述如下：

1、第一片梁是437-2:为了追求强度，尽可能降低了塌落度极限值，本次浇梁共分3批泵送，每批3-4车，在第一批浇完、第二批未浇之间，间隔时间过长，砼中物理水与空气中水份交换明显加快。因砼过于干涩，泵送时差点堵管，振捣时整个模板架发生强烈振动，梁顶振捣棒插入振捣后平均50秒左右昌泡，浇好后的砼外观虽平顺光滑，青光泛亮，但2个批次浇捣间隙有明显分界。

2、浇第二片梁时，气温从34℃降至28℃，同时也注意控制2批砼间输送间隙，故外观明显间隙不复存在。但仍然因砼流动性差，振捣时振动强烈，烧坏若干高频振捣仪。因此得出结论：夏季塌落度下限控制值为≥150。本梁在抽芯时，因采用的是旧的芯模，模板已有微凹，故张拉耗时，且张拉时对砼内壁处外观造成一定影响。故决定重制芯模，为确保不再发生凹陷现象，将芯模内壁厚从5mm调整到6mm，从此，杜绝了上述现象的发生。

3、浇第3片梁时，采用了新的脱模剂，此脱模剂在高温中溶融，沿模板壁下溢，形成水纹状波痕，故浇捣成形后的砼表面也印上水纹状波痕。故又换了一批高品质的脱模剂。解决了问题。

4、浇左幅437-1梁时，是调整塌落度后浇的第一片梁，在浇的过程中，下起大雨，第二批3车砼运到塌落度均太大，无法满足现场要求，只好废弃。后通知拌和场微调，运到现场后，测得最大塌落度205，成功拌制，外观无缺陷。此情况说明，夏季塌落度上限控制值为≤210。但本砼试块样品28天强度明显低于前几片梁，且低于7天强度值。分析原因，是试块取样时，因下雨，样品中28天的粗、细骨料较少，胶泥材料偏多，未拌和均匀，导致抗压强度值偏低。而7天组试块取样拌和相对均匀。

由于此现象的发生，考虑到本配合比只有矿粉，未掺粉煤灰，而粉煤灰对砼的后期强度有很好的增强作用。为了解决本次所浇砼后期强度增长情况，对所送的试块中，有余量的左幅437-2进行了61天龄期检测，其值如下（表6）

左434-2中板61天抗压试验值（表6）

从表中可以看出，砼后期强度虽增强缓慢，但总体趋势仍在增强，未出现起初担心的不增反降，且强度达70以上，远超设计值。故证明本配合比可行。

4、在浇左435-1时，浇完后发现侧面局部缺水引起水泥浆流失导致外观偏黄，此部局部回弹达标。故不影响强度，但外观有瑕疵。究其原因，是因为刚下过雨，气温相对降低，空气中湿度大于晴天，在浇捣砼时工人忽略了往钢模上浇水这一环节，钢模导热过快，模身发烫，将与模板表面沾附的砼中水分吸收蒸发而致。注意到这一现象后，及时更正，杜绝了再次产生。

5、在浇左434-1梁时，板顶有一不起眼纵向裂纹。分析是振捣不规范引起，更正后亦不再产生同一现象。

四）、预制箱梁的养护。

其养护和下穿框架不尽相同。在预制箱梁上，有许多外露的预埋筋，在以往喷淋养护时，钢筋锈蚀，梁面锈迹斑斑，严重影响产品的质量及外观，而如采用滴冠法，因水流无法均匀撒在砼表面，在日光爆晒下沿水流流痕处会产生许多细微的龟裂。因此本次养护采用最为传统最耗人工的浇水养护。保证处于养护的砼梁身永远处于湿润状态。从浇好梁的养护情况看，28片梁中，每片梁的两个外侧面，没有一道细纹及龟裂。效果相当理想。

四、经验总结

在所有梁的浇捣中，塌落度在170-190之间时，不堵管、振捣时不会发生强烈震动，平均25秒左右即可昌泡，表观观感少见瑕疵，且砼的7天，28天龄期强度也远超设计要求。吊装就位后，梁与梁间纵、横向接缝处平整度非常高、整体效果理想。

在高标号砼浇捣中，要注意：

1、模板要整体定制，尽量减少拼缝，拼缝间事先要用胶带纸粘贴，以防漏浆。拼缝要平顺，拼接处不得有凹凸。

2、芯模壁要厚。

3、脱模剂性能要好，要与季节相适应。

4、采用高频振捣仪，要有压樘。

5、在夏季，不得在35℃及以上温度下浇捣，不得在雷雨天浇捣。

6、边浇捣，边浇水给钢模降温。

7、各批次砼到现场的时间间隔要尽可能缩短。

8、外加剂固定，在试拌时即可明确初始塌落度和现场塌落度之间的塌落度损失值，便于控制现场塌落度。

9、注意试样取样的技巧。

10、注意梁顶砼振捣棒的规范性操作等细节。

在砼张拉中，注意：

l、张拉数值必须请有相关资质的机构确定并留有书面技术交接资料。

2、张拉时严格按张拉值张拉，并注意张拉速度的控制。

3、注浆料的量、质均应符合相关要求。

在夏季砼养护中，注意：

1、预制箱梁内存水越满越好。存水高度≥1/2内空净高。

2、浇水养护比喷淋养护、滴冠法更能保证砼的外观美感。

3、3-7天内须24小时不间断浇水养护，保证砼表面时刻湿润。白天每30分钟浇一次水，晚上每两小时一次。水要浇足量。

4、要用吸水性强的覆盖材料。

五、结束语

由于工期短，梁的片数少，时间跨度短，以上的砼配合比是在早期强度要求高、盛夏天气等特殊情况下采用的，是以提高经济代价设计的。要考虑经济效益及砼的后期强度有明显增强，就要通过实践总结出在使用42.5水泥，掺粉煤灰的情况下，制梁时应注意的事项，而这一点仅凭目前这一工程尚无法实现，也无法通过实践总结出冬季高标号砼制梁时应注意的事项。

期待下次有机会，通过己掌握的理论知识，指导施工实践，再通过实践，积累经验，更好地指导生产。