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摘要:文章在分析混凝土在桥梁施工中影响的基础上,提出了相关改善铁路混凝土桥梁耐久性的建议,对于今后混凝土桥梁施工具有一定帮助。
关键词:混凝土桥梁;桥梁施工;耐久性
一般而言,影响混凝土桥梁结构耐久性的首要因素是混凝土的性能。要确保混凝土桥梁结构的耐久性必须首先要确保混凝土材料的耐久性。本文在分析混凝土在桥梁施工中影响的基础上,提出了相关改善铁路混凝土桥梁耐久性的建议,对于今后混凝土桥梁施工具有一定帮助。
一、混凝土在桥梁施工中影响
(一)模板支撑不牢固
施工中模板支撑不牢固,一震捣混凝土就会撑模或跑模。因此,在支撑完成后要有专人检查支撑是否牢固,螺丝是否拧紧,标高及各部位几何尺寸是否准确无误,确信无误后再浇筑混凝土。
(二)模板表面不光滑
混凝土的接触面模板必须坚固光滑。木模板镶0.5mm镀锌铁皮,当震动棒碰到时模板就会凹进去,拆模后此处混凝土会形成一个疙瘩,所以这种方法不可取,木模板镶1.5mm的冷板,虽比镶铁皮强些,但大面积的模板容易变形。所以最好的办法就是采用定型钢模板,其缺点是造价高,一次性投资大,但是按周转次数来算,还是钢模板费用低。支撑模板前将钢模板内侧用砂布擦干净,抹上千净的新机油即可。
(三)震捣不密实
在震捣混凝土时应按下列方法施工:(1)插入式震动棒震捣时要快插慢提。(2)混凝土分层浇筑时分层厚度不超过震动棒长度的1.25倍,在震动上层时应插入下层5cm左右,同B寸在震捣上层混凝土时要在下层混凝土初凝之前进行。(3)每一个插点的震捣时间为20~30s。并且震动棒与混凝土表面形成45度左右的倾斜角度,震动到混凝土表面呈水平,不再出现明显下沉,不再出现气泡,表面浮出灰浆为止。(4)震动棒插点要均匀排列,应采用“行列式”或“交错式”,每次移动的距离不大于震动棒作用半径的1.5~2倍。(5)震动棒震捣时距模板不应大于15cm以碰不到模板为准。(6)平板振动器要掌握在每一位置的振动时间为25~40s,以混凝土表面均匀出现浆液为准。
(四)模板接头漏浆
模板接头若结合不严密,就会出现漏浆,拆模后混凝混凝土的外观质量与震捣有很大关系,震捣方法不当,土就会出现蜂窝麻面,影响了外观质量。处理方法是:在混凝土表面就会出现蜂窝麻面,拆模后影响了外观质量,模板端头粘贴lcm厚的海绵条,将模板上实挤紧即可。
(五)混凝土的配合比不合理
混凝土的配合比不合理也会导致表面不光滑,主要表现是水泥用量少,碎石级配不合理,水灰比忽大忽小,所以在混凝土施工中一定要严格按设计配合比施工,上料要过秤,按频率抽查混凝土土的塌落度及和易性。另外,还应注意混凝土所用砂子必须过筛洗干净或用继配良好的河砂,碎石要用石灰石,水必须用饮用水,水泥应该用硅酸盐而不用矿渣硅酸盐。
(六)拆模时间掌握不好
拆模时间一般应掌握在浇筑完成24h后拆侧模,过早易将混凝土表面的光滑面损坏。
(七)养生不及时
混凝土浇筑完成达到初凝后就要开始养护,根据实际条件可采用草袋片或麻袋片湿润后苫好混凝土表面,并有专人及时洒水养生。
(八)大体积混凝土浇筑时间太长出现流泪现象
大体积混凝土要采用两头或多头震捣,尽量缩短混凝土浇筑时间,最好在混凝土初凝前完成。否则时间过长下层的混凝土已初凝。如再浇筑混凝土,上层的混凝土就会顺着楼板流到下层混凝土上,形成混凝土的流泪。
(九)预制梁板的底模问题
预制混凝土的梁板一般在土基上砌砖,然后在上面抹2~4cm厚砂浆,混凝土浇筑前抹上新机油惨滑石粉。但此法在吊装时梁板往往将下部的砂浆一同粘起。最好的方法: 一是在砂浆上面再铺一层1.5mm厚的冷板,冷板擦亮后刷上新机油即可。二是在砖上做10cm厚混凝土水磨石后刷上新机油即可,这样梁板底就会光亮美观。
二、改善混凝土桥梁耐久性的建议
国外规范,如欧洲混凝土委员会与国际预应力协会(CEB/FIP) 的《模式混凝土结构规范(1990)》,欧洲混凝土委员会的《耐久性混凝土结构设计指南》,日本土木工程学会的《混凝土标准规范》等,均充分体现出耐久性设计的特征與要求。它们对暴露于不同环境中的混凝土结构,从混凝土原材料、最大水灰比、最大水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯化物含量、最小混凝土保护层厚度等方面都作了具体规定,这些作法很值得我们参考。对于Pc梁,应切实改进横隔板联结及封端混凝土构造细节,确保其耐久性。
另一方面,目前美国正在基建工程管理中强行实施的“全寿命经济分析法”(LCCA)对我国很有借鉴作用,其基本思想是在设计及施工阶段,不论是事先采取防护措施还是以后“坏了再修”,都要做出经济预算和比较,承建者须对工程的“全寿命”负责到底,这样可避免短期行为给使用者人带来的诸多麻烦与重大经济损失。其“全寿命经济分析法”中曾有如下举例说明:某工程处在氯盐腐蚀环境中,钢筋混凝土结构物设计寿命为40a,若对混凝土桥面板在施工期即实施钢筋保护预防措施(采用钢筋阻锈剂,附加费用为0.85美元/m2;若施工期不采取有效措施,则15~20a后即须修复,40 a内累积费用为4.8美元/m2(5倍于前者)。这一例子充分说明,实行“全寿命经济分析法”,在工程前期(设计、施工阶段)即采取预防钢筋腐蚀的措施,其整体经济效益是非常可观的。结构设计应当兼顾近期投资和长远效益,使其达到最优化。
就施工方面来讲,为确保混凝土桥梁的耐久性,加强梁体的灌注质量控制,特别是混凝土强度及保护层厚度的施工质量控制是非常必要的。应重视混凝土浇筑后的养护,这其中很重要的的一点就是防止混凝土的水分快速蒸发与混赫土表面的快速冷却,以免产生混凝土塑性裂缝。为防止AAR病害的发生及提高混凝土的密实度,应在确保混凝土保持必颁的Ca(OH)2,含量的基础上控制K+、Na+的含量,同时积极推广应用各种类型的掺合料(如磨细粉煤灰、硅灰等),大力推广应用高性能混凝土(HPC)是很有意义和十分必要的,这对确保混凝土桥梁的耐久性大有裨益。
关键词:混凝土桥梁;桥梁施工;耐久性
一般而言,影响混凝土桥梁结构耐久性的首要因素是混凝土的性能。要确保混凝土桥梁结构的耐久性必须首先要确保混凝土材料的耐久性。本文在分析混凝土在桥梁施工中影响的基础上,提出了相关改善铁路混凝土桥梁耐久性的建议,对于今后混凝土桥梁施工具有一定帮助。
一、混凝土在桥梁施工中影响
(一)模板支撑不牢固
施工中模板支撑不牢固,一震捣混凝土就会撑模或跑模。因此,在支撑完成后要有专人检查支撑是否牢固,螺丝是否拧紧,标高及各部位几何尺寸是否准确无误,确信无误后再浇筑混凝土。
(二)模板表面不光滑
混凝土的接触面模板必须坚固光滑。木模板镶0.5mm镀锌铁皮,当震动棒碰到时模板就会凹进去,拆模后此处混凝土会形成一个疙瘩,所以这种方法不可取,木模板镶1.5mm的冷板,虽比镶铁皮强些,但大面积的模板容易变形。所以最好的办法就是采用定型钢模板,其缺点是造价高,一次性投资大,但是按周转次数来算,还是钢模板费用低。支撑模板前将钢模板内侧用砂布擦干净,抹上千净的新机油即可。
(三)震捣不密实
在震捣混凝土时应按下列方法施工:(1)插入式震动棒震捣时要快插慢提。(2)混凝土分层浇筑时分层厚度不超过震动棒长度的1.25倍,在震动上层时应插入下层5cm左右,同B寸在震捣上层混凝土时要在下层混凝土初凝之前进行。(3)每一个插点的震捣时间为20~30s。并且震动棒与混凝土表面形成45度左右的倾斜角度,震动到混凝土表面呈水平,不再出现明显下沉,不再出现气泡,表面浮出灰浆为止。(4)震动棒插点要均匀排列,应采用“行列式”或“交错式”,每次移动的距离不大于震动棒作用半径的1.5~2倍。(5)震动棒震捣时距模板不应大于15cm以碰不到模板为准。(6)平板振动器要掌握在每一位置的振动时间为25~40s,以混凝土表面均匀出现浆液为准。
(四)模板接头漏浆
模板接头若结合不严密,就会出现漏浆,拆模后混凝混凝土的外观质量与震捣有很大关系,震捣方法不当,土就会出现蜂窝麻面,影响了外观质量。处理方法是:在混凝土表面就会出现蜂窝麻面,拆模后影响了外观质量,模板端头粘贴lcm厚的海绵条,将模板上实挤紧即可。
(五)混凝土的配合比不合理
混凝土的配合比不合理也会导致表面不光滑,主要表现是水泥用量少,碎石级配不合理,水灰比忽大忽小,所以在混凝土施工中一定要严格按设计配合比施工,上料要过秤,按频率抽查混凝土土的塌落度及和易性。另外,还应注意混凝土所用砂子必须过筛洗干净或用继配良好的河砂,碎石要用石灰石,水必须用饮用水,水泥应该用硅酸盐而不用矿渣硅酸盐。
(六)拆模时间掌握不好
拆模时间一般应掌握在浇筑完成24h后拆侧模,过早易将混凝土表面的光滑面损坏。
(七)养生不及时
混凝土浇筑完成达到初凝后就要开始养护,根据实际条件可采用草袋片或麻袋片湿润后苫好混凝土表面,并有专人及时洒水养生。
(八)大体积混凝土浇筑时间太长出现流泪现象
大体积混凝土要采用两头或多头震捣,尽量缩短混凝土浇筑时间,最好在混凝土初凝前完成。否则时间过长下层的混凝土已初凝。如再浇筑混凝土,上层的混凝土就会顺着楼板流到下层混凝土上,形成混凝土的流泪。
(九)预制梁板的底模问题
预制混凝土的梁板一般在土基上砌砖,然后在上面抹2~4cm厚砂浆,混凝土浇筑前抹上新机油惨滑石粉。但此法在吊装时梁板往往将下部的砂浆一同粘起。最好的方法: 一是在砂浆上面再铺一层1.5mm厚的冷板,冷板擦亮后刷上新机油即可。二是在砖上做10cm厚混凝土水磨石后刷上新机油即可,这样梁板底就会光亮美观。
二、改善混凝土桥梁耐久性的建议
国外规范,如欧洲混凝土委员会与国际预应力协会(CEB/FIP) 的《模式混凝土结构规范(1990)》,欧洲混凝土委员会的《耐久性混凝土结构设计指南》,日本土木工程学会的《混凝土标准规范》等,均充分体现出耐久性设计的特征與要求。它们对暴露于不同环境中的混凝土结构,从混凝土原材料、最大水灰比、最大水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯化物含量、最小混凝土保护层厚度等方面都作了具体规定,这些作法很值得我们参考。对于Pc梁,应切实改进横隔板联结及封端混凝土构造细节,确保其耐久性。
另一方面,目前美国正在基建工程管理中强行实施的“全寿命经济分析法”(LCCA)对我国很有借鉴作用,其基本思想是在设计及施工阶段,不论是事先采取防护措施还是以后“坏了再修”,都要做出经济预算和比较,承建者须对工程的“全寿命”负责到底,这样可避免短期行为给使用者人带来的诸多麻烦与重大经济损失。其“全寿命经济分析法”中曾有如下举例说明:某工程处在氯盐腐蚀环境中,钢筋混凝土结构物设计寿命为40a,若对混凝土桥面板在施工期即实施钢筋保护预防措施(采用钢筋阻锈剂,附加费用为0.85美元/m2;若施工期不采取有效措施,则15~20a后即须修复,40 a内累积费用为4.8美元/m2(5倍于前者)。这一例子充分说明,实行“全寿命经济分析法”,在工程前期(设计、施工阶段)即采取预防钢筋腐蚀的措施,其整体经济效益是非常可观的。结构设计应当兼顾近期投资和长远效益,使其达到最优化。
就施工方面来讲,为确保混凝土桥梁的耐久性,加强梁体的灌注质量控制,特别是混凝土强度及保护层厚度的施工质量控制是非常必要的。应重视混凝土浇筑后的养护,这其中很重要的的一点就是防止混凝土的水分快速蒸发与混赫土表面的快速冷却,以免产生混凝土塑性裂缝。为防止AAR病害的发生及提高混凝土的密实度,应在确保混凝土保持必颁的Ca(OH)2,含量的基础上控制K+、Na+的含量,同时积极推广应用各种类型的掺合料(如磨细粉煤灰、硅灰等),大力推广应用高性能混凝土(HPC)是很有意义和十分必要的,这对确保混凝土桥梁的耐久性大有裨益。