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mini storage 關鍵詞：膠新鐵路；超低高度梁；高強混凝土；鋼纖維混凝土；泵送混凝土；施工工藝 1 概述 鐵路跨線地段以及平原河網地區需要建築高度最低、施工簡便、造價經濟的超低高度梁，該梁型可大大降低路堤高度，經濟效益顯著。 32m超低高度曲線梁，混凝土設計強度等級C65，其水泥用量大、初凝時間短，要求必須加快澆築進度，縮短施工週期。通過泵送流態混凝土，使鋼筋密集，下料困難的問題得到很好的解決。 超低高度梁張拉時，為抵抗傳力錨固階段預應力對上緣混凝土產生過大的拉應力，而摻入少量鋼纖維，增加了混凝土的抗裂能力。高強混凝土與鋼纖維混凝土交叉施工，增加了澆築難度。 配製高強混凝土，原材料選擇是重中之重，其次是配合比設計，施工控制，這3點相互關聯，互為制約，只有精心設計，精心組織，才能生產出優質梁。 2 原材料選擇 （1）水泥選擇 高強混凝土的配製，宜使用高強度等級水泥，以便合理地控制水泥用量，避免水泥用量過大帶來的弊端。經比選，用52.5級的水泥配製C65混凝土，完全滿足規範要求。 具體是，前2片梁採用葛州壩水泥廠生產的三峽低熱52.5級大壩水泥。該水泥特點：水化熱小，溫度上升慢，早期強度低，後期強度高，終張拉所需時間長，但因其水泥運距長，供應困難，強度發展太慢，影響台座周轉。從多種因素分析後，改用山東水泥廠產「五嶽」52.5級水泥。該水泥早期強度高，水化熱較大，凝結時間快，初凝1.5h.因此在澆築時，應採取措施，使混凝土初凝時間在3h以上。 （2）摻和料 因《預制後張法預應力混凝土鐵路橋簡支梁》（GB7418-87）中未列明允許摻用摻和料，且相關技術文件中也未說明，因比，在選用材料時不作考慮。 （3）細骨料 配製高強混凝土用砂，主要滿足以下技術指標：１砂必須是非鹼活性材料；２砂細度模數310～312，砂硬度高，級配曲線合理；３含泥量小於1%,中女，不含泥塊；４砂堅固性符合規範要求。經檢測大沽河前朱毛砂，滿足上述關鍵要求。 （4）粗骨料 在膠州梁場方圓120km範圍內，有3個產地的碎石適宜配製高強度混凝土，經考察，選用距梁場120km的孟疃碎石，母巖為石灰岩，抗壓強度142MPa， 與混凝土強度比大於210倍，符合規範要求。生產工藝為錘擊式破碎，滾篩分級，5～20mm級配良好，針片狀，壓碎指標值均滿足規範要求，配製C65混凝土用碎石。配製前，全部用強制式攪拌機攪拌、沖洗，以徹底去除泥塊和石粉。 （5）水 拌和、養護用水均採用飲用水。 （6）高效減水劑 配製高強混凝土，高效減水劑的選擇是技術關鍵。經多家知名廠家篩選、分析，淄博NOF-1A價格適中，泌水性小，被選為制梁用減水劑。 3 配合比設計 （1）32m超低高度曲線梁梁體混凝土配合比設計混凝土強度等級C65，彈性模量≥3170×104MPa，坍落度要求160mm左右。 混凝土試配強度必須按《鐵路混凝土與砌體工程施工規範》（TB10210-2001）表5.8.4的規定。因是新建梁場，尚未統計資料，混凝土強度標準差δ值在混凝土強度等級大於C40時為510MPa，經計算混凝土施工配製強度為73.2MPa. 水泥活性按強度保證值52.5MPa計算，確保保證率。利用水灰比與強度的線性關係式計算出水灰比為0.322.由於混凝土中集料總用量的變化範圍很小，高強混凝土、高彈性模量混凝土石子用量範圍更受限制，一般為1100～1180kg/m3，直接定出每m3混凝土的粗骨料用量，然後調整砂率。該配合比碎石用量取1140kg/m3. 根據《普通混凝土配合比設計規程》（JJG55-2000），高強混凝土最大水泥用量不應大於550kg的要求，求出最大用水量為550×01322=177kg.外加劑用量在018%～110%時為推薦最佳摻量，外加劑用量取中間值019%，按假定容重法，計算初步配合比。假定容重為2465kg/m3，C65混凝土每m3用料配合比為：水泥︰砂︰石子︰水︰外加劑= 550︰593︰1140︰177︰4195. 試拌結果：當用水量為172kg時，坍落度達到175mm，按坍落度遞減10mm，用水量增減215kg計算，實際用水量應為169kg/m3，水泥用量應為169÷01322=525kg，採用固定用水量法。分別選取水泥用量520、 530、540、550相對應水灰比：01325、01319、01313、01307，分別計算配合比，並進行試拌調整，用絕對體積法計算單方材料用量，7d及28d強度（R）與彈性模量（E）見表1.當水泥用量達550kg/m3後，強度與彈性模量不再成比例增長；序號3配製C65梁體混凝土經濟合理。 （2）C65橋面板鋼纖維混凝土配合比設計鋼纖維混凝土設計強度等級C65，設計彈性模量3170×104MPa，其主要目的是抵抗張拉時橋面受到的拉應力。 鋼纖維混凝土的配製強度同梁體混凝土，在同水灰比條件下，鋼纖維混凝土抗壓強度比普通混凝土高10%，但其水泥多用10%.因此，水泥用量與梁體混凝土減水劑仍按0.9%摻加。 鋼纖維在混凝土中的摻量占混凝土體積的1.3%～2.0%，摻入目的是增加抗裂性。要保證彈性模量滿足設計要求，就要減小砂率，砂率減小後，鋼纖維摻加量要小，結合拌和實際，每盤水泥用量200kg，鋼纖維每袋20kg，當加入40kg鋼纖維，每m3混凝土中鋼纖維用量在108kg，每盤正好2袋，方便施工，鋼纖維占體積比114%，在規定範圍之內。 計算鋼纖維混凝土配合比水泥用量同梁體混凝土，鋼纖維混凝土在同水泥用量下抗壓強度比普通混凝土高10%，因此，水灰比允許增大5%.用水量可在169～177kg內調整。 4 施工控制 （1）制定施工細則要保證梁體混凝土的施工質量，試配合理的理論配合比是前提，合格的原材料是關鍵，施工控制也是至關重要的，這一點對高強混凝土更顯得重要。按照全面質量管理方法，分析原因，尋找對策，針對原材料加強檢查，混凝土的攪拌、澆築、振搗、養護、拆模等工序，均按照規範作了嚴格的規定，並在施工前對工人進行了崗前培訓。 （2）混凝土拌制準確計量是保證混凝土拌和質量的根本，為此，制定了嚴格的質量管理制度。前幾盤，逐盤檢查計量器具示值，使之保持精確。投料全部自動化，精度控制在規範允許範圍之內。 （3） 澆築澆築用泵送施工，先澆築完梁體，然後澆築橋面鋼纖維混凝土，2種混凝土澆築間隔約3.5h.首先選擇夜間低溫施工，其次摻適量緩凝劑，將初凝時間延長至4h以上。進料口坍落度160mm，輸送200m距離，入倉坍落度達130～140mm，泵壓在28MPa以下，可泵性較好。 （4）蒸養要求混凝土澆築完畢後，靜停6h，升溫速度5℃/h，升至45℃後恆溫，恆溫24h，試壓，當強度達53.5MPa時，停汽、降溫，降溫速度5℃/h，約需6h. （5）初張拉和終張拉混凝土強度達53.5MPa即可初張拉，拆完模就可施行初張拉，在15～20d齡期對混凝土抗壓強度和彈性模量進行檢測，當強度達68.5MPa以上，彈性模量達3.70×104MPa以上時，進行終張拉。 5 體會 （1）為保證梁體高強混凝土抗壓強度和彈性模量滿足設計要求，採用最大石子用量法設計梁體混凝土配合比辦法是可行的。 （2）鋼纖維混凝土為保證強度和彈性模量滿足設計要求，突破了鋼纖維混凝土常規砂率在50%～60%的限制，砂率降到了46%，保證了鋼纖維混凝土的強度和彈性模量，拓寬了鋼纖維混凝土的應用領域。 （3）鋼纖維混凝土在低砂率狀態下，成功進行了200m遠距離泵送，查閱資料，未見先例，實現了技術突破。 |