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摘要:随着高速铁路建设的迅猛发展, 混凝土施工技术、铁路桥梁结构类型等均有了相应的发展。文中对铁路桥梁项目中的混凝土施工技术进行了探讨。
关键词: 铁路桥梁混凝土 施工技术
中图分类号: TU37文献标识码: A
前言
高性能混凝土作为一种新型技术混凝土,不仅具有高工作性、高力学性能、高耐久性、抗渗性、耐侵蚀性、耐磨性、低水胶比的特点,而且是一种环保性能的新型材料。混凝土施工技术在高速铁路桥梁中的应用有效的降低了高速铁路桥梁的施工的复杂性。
一、混凝土的材料和配比
1高性能混凝土原材料的选定
(1)选用低水化热和含碱量偏低的水泥,尽可能避免使用早强水泥和高C3A 含量的水泥。
(2)选用坚固耐久、级配合格、粒型良好的洁净骨料。
(3)使用优质粉煤灰、矿物渣等矿物掺合料或复合矿物掺合料,除特殊情况外,矿物掺合料应作为耐久混凝土的必需组分。
(4)优质的引气剂,将适量的引气作为配制耐久混凝土的常规手段。
(5)尽量降低拌和水用量,为此应外加高效减水剂或有高效减水功能的复合外加剂。
(6)限制单方混凝土中胶凝材料的最高用量,为此应特别重视混凝土骨料的级配以及粗骨料的粒型要求。
(7)尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量,且胶凝材料的总量也不能过高。
2 配筋混凝土主要配合比参数
混凝土原材料经检验合格后,应根据不同的环境等级进行混凝土配合比设计。混凝土配合比设计需经试验监理工程师、总监理工程师及咨询单位签署意见方可使用。
二、混凝土的拌制
1混凝土拌制形式。有大型搅拌站(生产商品混凝土)、小型搅拌站(配合混凝土搅拌)和水上混凝土厂(适于深水桥墩基础)等。
2基本要求。混凝土拌制分人工拌制和机械搅拌。人工搅拌一般只能用于少量混凝土工程的塑性混凝土或半干硬性混凝土。不管采用机械搅拌或人工搅拌,都应使搅拌混合均匀,石子表面包满砂浆,颜色一致。如果需要掺合添加剂,应先把添加剂调成溶液(可溶性添加剂)再人工拌合水中,然后于其他材料拌匀。整个施工过程要注意随时检查和较正混凝土的流动性或工作度(坍落度),要严格控制水灰比,不得随意增加用水量。
三、混凝土的运输
1运输方式。吊斗(近距离运送)、混凝土拌合车(远近距离输送)、混凝土泵(适用低流动性混凝土)等。
2基本要求。混凝土应以最少的运转次数,最短的距离迅速从搅拌地点运送至灌筑位置。混凝土从拌合机内卸出,经运输,灌注至捣固完毕的时间不能超过规定的允许时间,如超出规定时间应在灌注点检查其稠度,并应制作试验块检查其强度,混凝土从高处倾落也会发生离析,一般不宜超过2 米,如倾落高度大于l 0 米,应在串筒内附加减速叶片。
四、灌筑混凝土
1 混凝土灌注前,核实模板和钢筋尺寸,仔细检查预埋构件的位置。为了确保混凝土的灌注效果更加良好,需要保持模板的紧密度,以及模板表面干净整洁。混凝土的灌注方法分为:分层灌注法和一次灌注法。其中斜面分层灌注和水平分层灌注统称分层灌注。混凝土的灌注方法在一定程度上关系到混凝土的密实度、稳定性,以及混凝土的质量。所以,为了提高混凝土的灌注质量,需要制定相应的灌注工艺,综合考虑混凝土的拌制能力、运输距离、振捣能力、灌注速度和气温条件等因素。
2 当混凝土的构件厚度和高度都比较大时,通常采用分层灌注法进行浇注,在一定程度上,保证混凝土被振捣密实,符合施工要求。混凝土的稠度和振捣方式直接影响着分层浇筑的混凝土的厚度。所以,对混凝土采用插入式振捣器进行振捣时,利用分层进行浇筑的混凝土厚度应控制在振捣器工作长度的1.25 倍;采用侧向附着式振捣器进行振捣时,混凝土分层浇筑的厚度控制在30~40cm为宜;在采用平板振捣器振捣时,则分层浇筑厚度不能超过20cm。
(1)对于水平分层浇筑,通常用于中小跨径的T 型构件,因为梁体大高度和长度较大,构件的浇筑进度受到混凝土供应的影响,所以,对于这种情况通常采用斜层浇筑法,利用该法进行浇筑时,可以由梁体的一端向另一端浇筑。
(2)分层浇筑时,上下两层灌注时间不能超过1-1.5 个小时,次层混凝土灌注并振捣完毕的时间必须在前层混凝土开始凝结之前,如有特殊情况,则应通过实验来确定允许的相隔时间。
(3)空心板梁,一般情况下先浇筑底板,再设置芯模,再对顶面钢筋进行扎焊处理,肋板和面板的混凝土最后灌注,当混凝土凝固后,便可撤去芯模。
(4)在分层灌注的过程中,如果两层灌注的间隔比较大,灌筑上层混凝土前,下层混凝土出现凝结,在下层混凝土强度超过1200KPa 后,对结合缝进行处理使其强度达到2500KPa,这时才能进行上层混凝土的浇筑。
(5)在处理新老混凝土结合缝时,需要注意以下幾点:对老混凝土表面的水泥浆和较弱层进行处理,在其表面出现凿毛,并用清水清洗干净;对斜面接缝凿毛进行台阶状处理;在接缝位置涂刷净水泥浆,在水平接缝面上铺一层1~2cm 厚的水泥砂浆,该水泥砂浆与混凝土相同而水灰比略小;对于重要部位的接缝或者地震区的构造物,在进行灌注施工前用钢筋锚固,并且在振捣接缝时,先浇混凝土表面5~10cm,再进行振捣。
四、混凝土的养护与拆模
1 养护。混凝土的水化作用发生在混凝土的凝固、硬化以及强度发育的过程中。混凝土的周围环境对水化作用的影响比较严重。温度低于5℃时混凝土的硬化速度降低;温度下降至-20℃以下时,混凝土基本停止硬化。在干燥的天气中,混凝土中的水分蒸发比较迅速,混凝土水分蒸发过快导致:一方面使混凝土表面剧烈收缩出现裂缝;另一方面游离水完全蒸发后,混凝土停止了水化作用。为了确保混凝土构件的质量,需要保持混凝土硬化所需的温度和湿度。因此,浇筑后的混凝土需要进行养护。
2混凝土养护方法有自然养护法和加热养护法
(1)自然养护方法是待混凝土终凝后,在构件上覆盖草袋,麻袋,稻草或砂子等,经洒水以保持构件经常处于湿润状态。自然养护方法的养护时间与水泥品种和是否掺用塑化剂有关。一般情况下,用普通硅酸盐水泥的混凝土养护以7 个昼夜以上为宜。矿碴水泥,火山灰水泥或掺用过塑化剂的养护时间以14 昼夜以下为宜,每天的浇水次数,以能使混凝土保持充分的潮湿为度。洒水次数:在一般气候条件下,当温度高于l5 度时,前三天内白天每隔1~2 小时浇水一次,夜里至少浇水2~4 次,在以后的养护期间可酌情适当减少即可,但干燥的气候条件下或大风天气中应适当增加浇水次数。
(2)加热养护法。为了加速模板周转和加快施工进行,可采用加热养护发。此法指采用蒸汽法养护混凝土。
(3) 拆模。对于符合规定强度的混凝土构件,拆除其模板,模板的拆除按照先拆不承重模板,再拆承重模板的顺序进行。
结束语
铁路属于较为重要的交通运输设施,为确保列车能够全天候正常运行,桥梁结构物投入使用后应尽可能少维修或基本不维修,这就需要在进行铁路桥梁设计时充分考虑结构的耐久性,并将之作为基本的设计原则,进行合理布局,同时要对施工质量进行严格控制,保证工程整体质量;其三,桥梁纵向刚度。由于铁路对桥梁的纵向位移要求较为严格,所以桥梁结构必须具有较高的纵向刚度,以适应铁路的这一要求。基于铁路桥梁的这些特点,在实际施工过程中,混凝土的施工质量成为重中之重。
参考文献
[1] 章伟华,高宗余.中原地区黄河上客运专线铁路桥梁混凝土结构耐久性设计对策与措施[J]. 桥梁建设. 2008(03)
[2] 赵力.高速铁路桥梁混凝土施工技术解析[J]. 硅谷. 2009(18)
[3] 冯健,杨卓,孔小兵,张立勃.客运专线隧道高性能混凝土施工控制技术[J]. 铁道工程学报. 2007(S1)
[4] 唐明.客运专线预制箱梁高性能混凝土施工技术方案解析[J]. 铁路工程造价管理. 2008(04)
关键词: 铁路桥梁混凝土 施工技术
中图分类号: TU37文献标识码: A
前言
高性能混凝土作为一种新型技术混凝土,不仅具有高工作性、高力学性能、高耐久性、抗渗性、耐侵蚀性、耐磨性、低水胶比的特点,而且是一种环保性能的新型材料。混凝土施工技术在高速铁路桥梁中的应用有效的降低了高速铁路桥梁的施工的复杂性。
一、混凝土的材料和配比
1高性能混凝土原材料的选定
(1)选用低水化热和含碱量偏低的水泥,尽可能避免使用早强水泥和高C3A 含量的水泥。
(2)选用坚固耐久、级配合格、粒型良好的洁净骨料。
(3)使用优质粉煤灰、矿物渣等矿物掺合料或复合矿物掺合料,除特殊情况外,矿物掺合料应作为耐久混凝土的必需组分。
(4)优质的引气剂,将适量的引气作为配制耐久混凝土的常规手段。
(5)尽量降低拌和水用量,为此应外加高效减水剂或有高效减水功能的复合外加剂。
(6)限制单方混凝土中胶凝材料的最高用量,为此应特别重视混凝土骨料的级配以及粗骨料的粒型要求。
(7)尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量,且胶凝材料的总量也不能过高。
2 配筋混凝土主要配合比参数
混凝土原材料经检验合格后,应根据不同的环境等级进行混凝土配合比设计。混凝土配合比设计需经试验监理工程师、总监理工程师及咨询单位签署意见方可使用。
二、混凝土的拌制
1混凝土拌制形式。有大型搅拌站(生产商品混凝土)、小型搅拌站(配合混凝土搅拌)和水上混凝土厂(适于深水桥墩基础)等。
2基本要求。混凝土拌制分人工拌制和机械搅拌。人工搅拌一般只能用于少量混凝土工程的塑性混凝土或半干硬性混凝土。不管采用机械搅拌或人工搅拌,都应使搅拌混合均匀,石子表面包满砂浆,颜色一致。如果需要掺合添加剂,应先把添加剂调成溶液(可溶性添加剂)再人工拌合水中,然后于其他材料拌匀。整个施工过程要注意随时检查和较正混凝土的流动性或工作度(坍落度),要严格控制水灰比,不得随意增加用水量。
三、混凝土的运输
1运输方式。吊斗(近距离运送)、混凝土拌合车(远近距离输送)、混凝土泵(适用低流动性混凝土)等。
2基本要求。混凝土应以最少的运转次数,最短的距离迅速从搅拌地点运送至灌筑位置。混凝土从拌合机内卸出,经运输,灌注至捣固完毕的时间不能超过规定的允许时间,如超出规定时间应在灌注点检查其稠度,并应制作试验块检查其强度,混凝土从高处倾落也会发生离析,一般不宜超过2 米,如倾落高度大于l 0 米,应在串筒内附加减速叶片。
四、灌筑混凝土
1 混凝土灌注前,核实模板和钢筋尺寸,仔细检查预埋构件的位置。为了确保混凝土的灌注效果更加良好,需要保持模板的紧密度,以及模板表面干净整洁。混凝土的灌注方法分为:分层灌注法和一次灌注法。其中斜面分层灌注和水平分层灌注统称分层灌注。混凝土的灌注方法在一定程度上关系到混凝土的密实度、稳定性,以及混凝土的质量。所以,为了提高混凝土的灌注质量,需要制定相应的灌注工艺,综合考虑混凝土的拌制能力、运输距离、振捣能力、灌注速度和气温条件等因素。
2 当混凝土的构件厚度和高度都比较大时,通常采用分层灌注法进行浇注,在一定程度上,保证混凝土被振捣密实,符合施工要求。混凝土的稠度和振捣方式直接影响着分层浇筑的混凝土的厚度。所以,对混凝土采用插入式振捣器进行振捣时,利用分层进行浇筑的混凝土厚度应控制在振捣器工作长度的1.25 倍;采用侧向附着式振捣器进行振捣时,混凝土分层浇筑的厚度控制在30~40cm为宜;在采用平板振捣器振捣时,则分层浇筑厚度不能超过20cm。
(1)对于水平分层浇筑,通常用于中小跨径的T 型构件,因为梁体大高度和长度较大,构件的浇筑进度受到混凝土供应的影响,所以,对于这种情况通常采用斜层浇筑法,利用该法进行浇筑时,可以由梁体的一端向另一端浇筑。
(2)分层浇筑时,上下两层灌注时间不能超过1-1.5 个小时,次层混凝土灌注并振捣完毕的时间必须在前层混凝土开始凝结之前,如有特殊情况,则应通过实验来确定允许的相隔时间。
(3)空心板梁,一般情况下先浇筑底板,再设置芯模,再对顶面钢筋进行扎焊处理,肋板和面板的混凝土最后灌注,当混凝土凝固后,便可撤去芯模。
(4)在分层灌注的过程中,如果两层灌注的间隔比较大,灌筑上层混凝土前,下层混凝土出现凝结,在下层混凝土强度超过1200KPa 后,对结合缝进行处理使其强度达到2500KPa,这时才能进行上层混凝土的浇筑。
(5)在处理新老混凝土结合缝时,需要注意以下幾点:对老混凝土表面的水泥浆和较弱层进行处理,在其表面出现凿毛,并用清水清洗干净;对斜面接缝凿毛进行台阶状处理;在接缝位置涂刷净水泥浆,在水平接缝面上铺一层1~2cm 厚的水泥砂浆,该水泥砂浆与混凝土相同而水灰比略小;对于重要部位的接缝或者地震区的构造物,在进行灌注施工前用钢筋锚固,并且在振捣接缝时,先浇混凝土表面5~10cm,再进行振捣。
四、混凝土的养护与拆模
1 养护。混凝土的水化作用发生在混凝土的凝固、硬化以及强度发育的过程中。混凝土的周围环境对水化作用的影响比较严重。温度低于5℃时混凝土的硬化速度降低;温度下降至-20℃以下时,混凝土基本停止硬化。在干燥的天气中,混凝土中的水分蒸发比较迅速,混凝土水分蒸发过快导致:一方面使混凝土表面剧烈收缩出现裂缝;另一方面游离水完全蒸发后,混凝土停止了水化作用。为了确保混凝土构件的质量,需要保持混凝土硬化所需的温度和湿度。因此,浇筑后的混凝土需要进行养护。
2混凝土养护方法有自然养护法和加热养护法
(1)自然养护方法是待混凝土终凝后,在构件上覆盖草袋,麻袋,稻草或砂子等,经洒水以保持构件经常处于湿润状态。自然养护方法的养护时间与水泥品种和是否掺用塑化剂有关。一般情况下,用普通硅酸盐水泥的混凝土养护以7 个昼夜以上为宜。矿碴水泥,火山灰水泥或掺用过塑化剂的养护时间以14 昼夜以下为宜,每天的浇水次数,以能使混凝土保持充分的潮湿为度。洒水次数:在一般气候条件下,当温度高于l5 度时,前三天内白天每隔1~2 小时浇水一次,夜里至少浇水2~4 次,在以后的养护期间可酌情适当减少即可,但干燥的气候条件下或大风天气中应适当增加浇水次数。
(2)加热养护法。为了加速模板周转和加快施工进行,可采用加热养护发。此法指采用蒸汽法养护混凝土。
(3) 拆模。对于符合规定强度的混凝土构件,拆除其模板,模板的拆除按照先拆不承重模板,再拆承重模板的顺序进行。
结束语
铁路属于较为重要的交通运输设施,为确保列车能够全天候正常运行,桥梁结构物投入使用后应尽可能少维修或基本不维修,这就需要在进行铁路桥梁设计时充分考虑结构的耐久性,并将之作为基本的设计原则,进行合理布局,同时要对施工质量进行严格控制,保证工程整体质量;其三,桥梁纵向刚度。由于铁路对桥梁的纵向位移要求较为严格,所以桥梁结构必须具有较高的纵向刚度,以适应铁路的这一要求。基于铁路桥梁的这些特点,在实际施工过程中,混凝土的施工质量成为重中之重。
参考文献
[1] 章伟华,高宗余.中原地区黄河上客运专线铁路桥梁混凝土结构耐久性设计对策与措施[J]. 桥梁建设. 2008(03)
[2] 赵力.高速铁路桥梁混凝土施工技术解析[J]. 硅谷. 2009(18)
[3] 冯健,杨卓,孔小兵,张立勃.客运专线隧道高性能混凝土施工控制技术[J]. 铁道工程学报. 2007(S1)
[4] 唐明.客运专线预制箱梁高性能混凝土施工技术方案解析[J]. 铁路工程造价管理. 2008(04)