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摘要:在铁路桥梁施工中,最關键的施工技术之一就是混凝土工艺,决定着铁路桥梁的整体质量,进而影响着旅客和客运的根本利益。因此,本文在分析铁路桥梁特征的基础上,对铁路桥梁施工混凝土工艺的质量控制措施进行了探讨。
关键词:铁路;桥梁施工;混凝土;质量控制
引言:由于混凝土具有可塑性强、强度高、耐久性好等的特点,已经在各个工程领域中得到广泛应用。混凝土施工在铁路桥梁主体构造建设中占据着较大比例,必须严格控制混凝土工艺的质量,避免因混凝土工艺质量问题带来经济损失和人员伤亡。
一、铁路桥梁的主要特征
(1)桥梁纵向刚度。由于铁路多采用跨区间无缝钢轨,所以必须严格要求桥梁纵向位移,也就是说,铁路桥梁纵向刚度必须够强,才能保证使用时不会产生过度的纵向位移。
(2)大跨度桥多。在我国铁路建设中,由于受路况影响,跨度超过100m的大跨度桥梁非常多,目前,已建和拟建铁路工程中,跨度100m以上的桥梁超过200座。
(3)对铁路桥梁结构耐久性进行有效改善,以利于检查与维修。铁路是非常重要的交通运输工具,应尽可能少或避免维修桥梁结构物,所以,应以改善结构物耐久性为原则设计铁路桥梁结构,合理考虑桥梁构造细节与结构布局,并严格控制施工质量。
二、铁路桥梁施工混凝土工艺质量控制具体措施
(一)混凝土配合比设计的质量控制
混凝土配合比参数选择及混凝土耐久性应满足设计要求。混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。
检验数量:施工单位对同强度等级、同性能的混凝土进行一次混凝土配合比选定试验。当使用的原材料、施工工艺发生变化时,均应重新进行配合比选定试验。监理单位全部检查。
检验方法:施工单位进行配合比选定试验;监理单位检查试验报告。
(二)混凝土施工阶段的质量控制
(1)混凝土原材料每盘称量偏差应符合表1的规定。
表1 原材料每盘称量允许偏差
序号 原材料名称 允许偏差(%)
1 水泥、矿物掺和料 ±1
2 粗、细骨料 ±2
3 外加剂、拌和用水 ±1
检验数量:每工作班抽查不应少于一次。
检验方法:施工单位复称、监理单位见证检验。
(2)混凝土拌制前,应测定砂、石含水率,并根据测试结果、环境条件、工作性能要求等及时调整施工配合比。
检验数量:施工单位每工作班检查不应少于1次;监理单位全部检查测试结果。
检验方法:施工单位进行砂、石含水率测试,提出施工配合比;监理单位见证试验,确认施工配合比。
(3)混凝土拌制过程中,应对混凝土拌和物的坍落度进行测定,测定值应符合理论配合比的要求,偏差不宜大于±20mm。
检验数量:施工单位每拌制50m3或每工作班测试不应少于1次。监理单位全部检查测试结果。
检验方法:施工单位进行坍落度测试;监理单位见证试验。
(4)混凝土拌和物的入模含气量应满足设计要求。当设计无具体要求时,含气量应按表2的规定控制。
表2 混凝土含气量
环境条件 混凝土无抗冻要求 混凝土有抗冻要求
D1 D2、D3 D4
含气量(%) ≥2.0 ≥4.0 ≥5.0 ≥5.5
检验数量:施工单位每拌制50 m3混凝土或每工作班测试不应少于1次。监理单位全部检查测试结果。
检验方法:施工单位进行含气量试验;监理单位见证试验。
(5)新浇筑与邻接的硬化混凝土或岩土间的温差不得大于20℃。
检验数量:施工单位每部位测温1次并填写测温记录。监理单位每部位测温1次。
检验方法:温度测试。
(6)湿接缝处的混凝土表面,在后浇混凝土前应进行凿毛处理并充分湿润,但不得有积水。
检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:观察。
(7)施工缝的留设位置和处理应符合设计和施工技术方案的要求。
检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:观察和尺量。
(8)混凝土浇筑完毕后,应按有关专业标准的规定和施工技术方案的要求及时采取有效的养护措施,并应符合下列规定:
1)混凝土养护期间,混凝土内部温度不宜超过60℃,最高不得大于65℃,混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃,养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃。
2)自然养护时,在混凝土浇筑完毕后应对混凝土进行保水潮湿养护,养护时间不得少于表3的规定;当环境温度低于5℃时禁止洒水。预制梁混凝土表面应喷涂养护剂,并采取保温措施;混凝土强度达到1.2 MPa以前,不得踩踏或安装模板及支架。
3)蒸汽养护时:蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间应保持环境温度不低于5℃,混凝土浇筑完4~6h且终凝后方可升温;升温、降温速度不得大于10℃/h,恒温期间混凝土内部温度不宜超过60℃,最高不得大于65℃;蒸汽养护结束后,应及时采取措施,继续对混凝土进行保温保湿自然养护。
检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:测温检查。
(9)拆模时混凝土芯部与表层、表层与环境之间的温差不得大于20℃(墩台、梁体芯部混凝土与表层混凝土之间、表层混凝土与环境之间以及箱梁腹板内外侧混凝土之间的温差均不得大于15℃)。混凝土内部开始降温前不得拆模。 检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:测温检查。
(10)混凝土的强度等级必须符合设计要求。预应力混凝土、喷射混凝土、蒸汽养护混凝土的抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为28d,其他混凝土抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为56d。抗压强度标准条件养护试件应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作,其试件的取样与留置频率应符合下列规定:
1)每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土,取样不得少于一次。
2)每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时,取样不得少于一次。
3)现浇混凝土的每一结构部位,取样不得少于一次。
4)每次取样应至少留置一组试件。
5)标准条件养护试件的留置组数应按设计要求、相关标准规定和实际需要确定。
检验数量:施工单位按规定的取样与留置频率所需数量制作试件。
检验方法:施工单位进行混凝土抗压强度试验。监理单位检查试验报告。
(11)混凝土同条件养护法试件的抗压强度必须符合设计要求。混凝土抗压强度同条件养护法试件的留置组数应按设计要求、相关标准规定和实际需要确定。桥梁的墩台、梁部和隧道的衬砌等重要部位应制作抗压强度同条件养护法试件。其取样、养护方式和试件留置数量应符合现行行业标准《铁路工程结构混凝土强度检测规程》(TB10426)的规定。
检验数量:施工单位按设计要求、相关标准规定和实际需要数量进行检验;对桥梁每墩台、每孔(片)梁和隧道每200 m衬砌应按不同强度等级检验各不少于一次。监理单位见证试验或平行检验的次数为施工单位检验次数的20%或10%,但至少一次。
检验方法:施工单位进行混凝土抗压强度试验。监理单位按施工单位抽检次数的10%进行平行检验,但至少一次。
(三)混凝土施工完成后的质量控制
混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀,不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。
检验数量:施工单位全部检查。
检验方法:观察。
三、铁路桥梁混凝土施工质量的实例分析
近年来,我国基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土铁路桥梁。在桥梁建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。比如,某地大桥塌陷事故,最后专家调查是存在质量缺陷,这其中主要原因就是混凝土施工質量的原因,这次事故造成的直接损失就达几千万元。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。其实,如果采取一定的设计和施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。
在铁路桥梁施工中,混凝土本身具有热胀冷缩的性质,混凝土施工后由于内部机构和外部环境温度变化,导致桥梁发生形变,威胁桥梁安全。由于桥梁本身变形力量受到各个其他部分的阻力,导致桥梁结构内部的产生拉应力,当拉应力积累到一定程度,超过了混凝土本身的抗拉极限,就会产生裂缝,通常我们会把这种裂缝叫做温度裂缝,同时在实际施工的过程中无法预测实际温度的变化情况,所以在控制中都是比较难以考虑的。
为了能够有效控制桥梁裂缝问题,必须要按照我国相应的标准来进行配合比设计与施工。在混凝土结构施工过程中,施工人员要进行裂缝验算,对于位于不同位置的混凝土构件,混凝土的强度等级的确定要科学合理。采用合理正确的计算公式确定混凝土的配筋率,确保施工工艺的科学性。在桥梁的施工过程中,要控制好混凝土进入模板时的温度,要封层灌注混凝土,同时要设计好合理的预防和防治措施。如在浇筑后的混凝土上面铺上草垫或者保温塑料薄膜,采取合理的保温、保湿和养护措施以保证混凝土能够达到设计的要求强度,避免腹板梁产生温度应力的裂缝。
结语:
当前,我国铁路桥梁施工技术水平得到了较大提高,对于混凝土施工工艺质量的要求越来越高,而一旦出现混凝土质量问题,就会进一步影响到铁路桥梁施工的整体质量。因此,必须采取合适的控制方法以确保铁路桥梁混凝土施工工艺质量,进而促进我国铁路建设的发展。
参考文献:
[1]陈强华.铁路桥梁支座垫石施工工艺及质量控制[J].水利水电施工,2013,06:80-82.
[2]李家喜.铁路桥梁施工质量管理与大体积混凝土控制[J].交通世界(建养.机械),2012,06:234-235.
关键词:铁路;桥梁施工;混凝土;质量控制
引言:由于混凝土具有可塑性强、强度高、耐久性好等的特点,已经在各个工程领域中得到广泛应用。混凝土施工在铁路桥梁主体构造建设中占据着较大比例,必须严格控制混凝土工艺的质量,避免因混凝土工艺质量问题带来经济损失和人员伤亡。
一、铁路桥梁的主要特征
(1)桥梁纵向刚度。由于铁路多采用跨区间无缝钢轨,所以必须严格要求桥梁纵向位移,也就是说,铁路桥梁纵向刚度必须够强,才能保证使用时不会产生过度的纵向位移。
(2)大跨度桥多。在我国铁路建设中,由于受路况影响,跨度超过100m的大跨度桥梁非常多,目前,已建和拟建铁路工程中,跨度100m以上的桥梁超过200座。
(3)对铁路桥梁结构耐久性进行有效改善,以利于检查与维修。铁路是非常重要的交通运输工具,应尽可能少或避免维修桥梁结构物,所以,应以改善结构物耐久性为原则设计铁路桥梁结构,合理考虑桥梁构造细节与结构布局,并严格控制施工质量。
二、铁路桥梁施工混凝土工艺质量控制具体措施
(一)混凝土配合比设计的质量控制
混凝土配合比参数选择及混凝土耐久性应满足设计要求。混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。
检验数量:施工单位对同强度等级、同性能的混凝土进行一次混凝土配合比选定试验。当使用的原材料、施工工艺发生变化时,均应重新进行配合比选定试验。监理单位全部检查。
检验方法:施工单位进行配合比选定试验;监理单位检查试验报告。
(二)混凝土施工阶段的质量控制
(1)混凝土原材料每盘称量偏差应符合表1的规定。
表1 原材料每盘称量允许偏差
序号 原材料名称 允许偏差(%)
1 水泥、矿物掺和料 ±1
2 粗、细骨料 ±2
3 外加剂、拌和用水 ±1
检验数量:每工作班抽查不应少于一次。
检验方法:施工单位复称、监理单位见证检验。
(2)混凝土拌制前,应测定砂、石含水率,并根据测试结果、环境条件、工作性能要求等及时调整施工配合比。
检验数量:施工单位每工作班检查不应少于1次;监理单位全部检查测试结果。
检验方法:施工单位进行砂、石含水率测试,提出施工配合比;监理单位见证试验,确认施工配合比。
(3)混凝土拌制过程中,应对混凝土拌和物的坍落度进行测定,测定值应符合理论配合比的要求,偏差不宜大于±20mm。
检验数量:施工单位每拌制50m3或每工作班测试不应少于1次。监理单位全部检查测试结果。
检验方法:施工单位进行坍落度测试;监理单位见证试验。
(4)混凝土拌和物的入模含气量应满足设计要求。当设计无具体要求时,含气量应按表2的规定控制。
表2 混凝土含气量
环境条件 混凝土无抗冻要求 混凝土有抗冻要求
D1 D2、D3 D4
含气量(%) ≥2.0 ≥4.0 ≥5.0 ≥5.5
检验数量:施工单位每拌制50 m3混凝土或每工作班测试不应少于1次。监理单位全部检查测试结果。
检验方法:施工单位进行含气量试验;监理单位见证试验。
(5)新浇筑与邻接的硬化混凝土或岩土间的温差不得大于20℃。
检验数量:施工单位每部位测温1次并填写测温记录。监理单位每部位测温1次。
检验方法:温度测试。
(6)湿接缝处的混凝土表面,在后浇混凝土前应进行凿毛处理并充分湿润,但不得有积水。
检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:观察。
(7)施工缝的留设位置和处理应符合设计和施工技术方案的要求。
检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:观察和尺量。
(8)混凝土浇筑完毕后,应按有关专业标准的规定和施工技术方案的要求及时采取有效的养护措施,并应符合下列规定:
1)混凝土养护期间,混凝土内部温度不宜超过60℃,最高不得大于65℃,混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃,养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃。
2)自然养护时,在混凝土浇筑完毕后应对混凝土进行保水潮湿养护,养护时间不得少于表3的规定;当环境温度低于5℃时禁止洒水。预制梁混凝土表面应喷涂养护剂,并采取保温措施;混凝土强度达到1.2 MPa以前,不得踩踏或安装模板及支架。
3)蒸汽养护时:蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间应保持环境温度不低于5℃,混凝土浇筑完4~6h且终凝后方可升温;升温、降温速度不得大于10℃/h,恒温期间混凝土内部温度不宜超过60℃,最高不得大于65℃;蒸汽养护结束后,应及时采取措施,继续对混凝土进行保温保湿自然养护。
检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:测温检查。
(9)拆模时混凝土芯部与表层、表层与环境之间的温差不得大于20℃(墩台、梁体芯部混凝土与表层混凝土之间、表层混凝土与环境之间以及箱梁腹板内外侧混凝土之间的温差均不得大于15℃)。混凝土内部开始降温前不得拆模。 检验数量:施工单位、监理单位全部检查。
检验方法:测温检查。
(10)混凝土的强度等级必须符合设计要求。预应力混凝土、喷射混凝土、蒸汽养护混凝土的抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为28d,其他混凝土抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为56d。抗压强度标准条件养护试件应在混凝土的浇筑地点随机抽样制作,其试件的取样与留置频率应符合下列规定:
1)每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土,取样不得少于一次。
2)每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时,取样不得少于一次。
3)现浇混凝土的每一结构部位,取样不得少于一次。
4)每次取样应至少留置一组试件。
5)标准条件养护试件的留置组数应按设计要求、相关标准规定和实际需要确定。
检验数量:施工单位按规定的取样与留置频率所需数量制作试件。
检验方法:施工单位进行混凝土抗压强度试验。监理单位检查试验报告。
(11)混凝土同条件养护法试件的抗压强度必须符合设计要求。混凝土抗压强度同条件养护法试件的留置组数应按设计要求、相关标准规定和实际需要确定。桥梁的墩台、梁部和隧道的衬砌等重要部位应制作抗压强度同条件养护法试件。其取样、养护方式和试件留置数量应符合现行行业标准《铁路工程结构混凝土强度检测规程》(TB10426)的规定。
检验数量:施工单位按设计要求、相关标准规定和实际需要数量进行检验;对桥梁每墩台、每孔(片)梁和隧道每200 m衬砌应按不同强度等级检验各不少于一次。监理单位见证试验或平行检验的次数为施工单位检验次数的20%或10%,但至少一次。
检验方法:施工单位进行混凝土抗压强度试验。监理单位按施工单位抽检次数的10%进行平行检验,但至少一次。
(三)混凝土施工完成后的质量控制
混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀,不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。
检验数量:施工单位全部检查。
检验方法:观察。
三、铁路桥梁混凝土施工质量的实例分析
近年来,我国基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土铁路桥梁。在桥梁建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。比如,某地大桥塌陷事故,最后专家调查是存在质量缺陷,这其中主要原因就是混凝土施工質量的原因,这次事故造成的直接损失就达几千万元。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。其实,如果采取一定的设计和施工措施,很多裂缝是可以克服和控制的。
在铁路桥梁施工中,混凝土本身具有热胀冷缩的性质,混凝土施工后由于内部机构和外部环境温度变化,导致桥梁发生形变,威胁桥梁安全。由于桥梁本身变形力量受到各个其他部分的阻力,导致桥梁结构内部的产生拉应力,当拉应力积累到一定程度,超过了混凝土本身的抗拉极限,就会产生裂缝,通常我们会把这种裂缝叫做温度裂缝,同时在实际施工的过程中无法预测实际温度的变化情况,所以在控制中都是比较难以考虑的。
为了能够有效控制桥梁裂缝问题,必须要按照我国相应的标准来进行配合比设计与施工。在混凝土结构施工过程中,施工人员要进行裂缝验算,对于位于不同位置的混凝土构件,混凝土的强度等级的确定要科学合理。采用合理正确的计算公式确定混凝土的配筋率,确保施工工艺的科学性。在桥梁的施工过程中,要控制好混凝土进入模板时的温度,要封层灌注混凝土,同时要设计好合理的预防和防治措施。如在浇筑后的混凝土上面铺上草垫或者保温塑料薄膜,采取合理的保温、保湿和养护措施以保证混凝土能够达到设计的要求强度,避免腹板梁产生温度应力的裂缝。
结语:
当前,我国铁路桥梁施工技术水平得到了较大提高,对于混凝土施工工艺质量的要求越来越高,而一旦出现混凝土质量问题,就会进一步影响到铁路桥梁施工的整体质量。因此,必须采取合适的控制方法以确保铁路桥梁混凝土施工工艺质量,进而促进我国铁路建设的发展。
参考文献:
[1]陈强华.铁路桥梁支座垫石施工工艺及质量控制[J].水利水电施工,2013,06:80-82.
[2]李家喜.铁路桥梁施工质量管理与大体积混凝土控制[J].交通世界(建养.机械),2012,06:234-235.