论文部分内容阅读
【摘要】高速铁路、公路高速发展的今天，桥梁以其强度大、刚度大、影响小在工程中备受亲睐，其中高墩、大跨在桥梁施工中占有较大大的组成部分。高墩由于浇筑为了保证施工砼质量部分采用一次浇筑成型，在施工中经常发现墩顶位置存在气泡松散等稳定，经过实践验证，通过二次振捣可以有效的避免该缺陷的出现。同时，悬灌梁、支架梁、框架桥等顶底板中存在角隅处存在细小裂纹，亦可通过二次振捣避免小裂纹的出现。
【关键词】桥梁混凝土二次振捣施工
中图分类号：K928文献标识码： A
1引言
在各种只在提高混凝土性能的施工措施中，二次振捣对提高混凝土的强度、节约水泥用量、改善混凝土的抗渗性、耐久性以及裂缝控制都有积极的意义。混凝土的二次振捣在桥梁施工的应用实践证明，混凝土二次振捣工艺不仅应用较为简便，而且对于提高混凝土质量、降低工程成本等都有很大的实际意义。
2工程概况
成绵乐、成渝、成昆引入成都枢纽东南环并行段位于成都市区成都东客站～成都南站区间，有成绵乐客专、成渝客专、成渝引入东站及南站联络线、东环线、成渝引入东站及南站联络线等工程，线路呈5～7线格局，线路错纵交叉，桥梁较多，特大桥11座、大桥2座。成绵乐正线及东环线上跨驿都大道、成龙路、新成仁快速通道、锦华大道、成仁路、府河等进入成都南站；成渝正线从成都东客站出发后左转上跨驿都大道、成龙路、三环路、石胜路出城；成渝成都南联络线从成渝正线5km处左转跨石胜路、三环路、成渝正线、新成仁快速通道后与成绵乐并行进入成都南站。
本合同段桥梁跨驿都大道、跨三环路、跨石胜路、跨新成仁快速通道、跨成渝正线均采用悬臂浇筑预应力混凝土连续梁，共计14联、高度在15米以上墩身占1/3以上、交通要道框架桥5座。
3混凝土的二次振捣
3.1混凝土的常规振捣
混凝土浇筑过程中，应随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。振捣宜采用插入式振捣器垂直点振，或采用插入式振捣器和附着式振捣器联合振捣。混凝土坍落度较小时（如采用斗送法浇筑的混凝土），应加密振点分布。预应力混凝土箱梁宜采用侧振并辅以插入式振捣器振捣成型。
混凝土振捣过程中，应避免重复振捣，防止过振。应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止在振捣混凝土过程中产生漏浆。
采用机械振捣混凝土时，应符合下列规定：
1、采用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50mm～100mm，与侧模应保持50mm ~100mm的距离。当振动完毕需变换振捣器在混凝土拌和物中的水平位置时，应边振动边竖向缓慢提出振捣器，不得将振捣器放在拌和物内平拖。不得用振捣器驱赶混凝土。
2、表面振捣器的移动距离应能覆盖已振动部分的边缘。
3、附着式振捣器的设置间距和振动能量应通过试验确定，并应与模板紧密连接。
4、对有抗冻要求的引气混凝土，不应采用高频振捣器振捣。
5、应避免碰撞模板、钢筋及其它预埋部件。
6、每一振点的振捣延续时间以混凝土不再沉落，表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。
7、对于箱梁腹板与底板及顶板连接处的承托、预应力筋锚固区以及施工缝处等其它钢筋密集部位，宜特别注意振捣。
8、当采用振动台振动时，应预先进行工艺设计。
3.2特殊结构的特点
1、悬臂结构混凝土施工的特点
现代桥梁结构跨路、跨河的大跨度结构多采用悬臂结构式的工艺，一般场采用挂篮结构分阶段施工。由于梁体悬臂承载能力的限制，一般的挂篮结构不超过阶段梁体重量的0.5倍重量，因此，挂篮的结构刚度受到限制，常规的弹性变形为2cm以内。悬臂施工工艺的受力原理，底板、腹板、翼板顺寻浇筑，荷载传递至桁架后，挂篮承重部分逐步增大，同时，梁体的底板、翼板荷载与翼板荷载作用在不同的吊挂系统上，导致施工完成底板、腹板后，底板已经变形基本稳定，再浇筑翼板导致翼板与腹板结合处产生较小的变形差，导致在倒角处出现小变形，影响该处的混凝土耐久性。
2、高墩混凝土施工的特点
现在使用工艺的发展对施工工艺、工期的要求，通常截面变化不大的高墩都采用一次浇筑成型。由于初浇筑的混凝土在后浇筑混凝土的压力及施工荷载的影响不同程度的出现气泡、泌水的现象，通常导致墩身出细小的裂纹，以及浇筑至墩顶位置处出现气泡、水泡。
3、框架结构混凝土施工的特点
现代大跨度桥梁框架结构为了保证整体耐久性，一般分为两次浇筑，即第一次浇筑底板及倒角以上0.5m部分，第二次再浇筑边墙及顶板。顶板部分都采用支架受力体系。通常的支架为钢木结构，随着高度的增加相应的支架即使堆载预压消除塑性变形后的弹性为1.5cm。因此，浇筑完成后边墙后再浇筑顶板，已经基本处于稳定的边墙与再浇筑顶板在倒角处支架的变形导致该处出现小裂纹影响该处的混凝土的强度及耐久性。
3.3混凝土二次振捣的机理分析
1、二次振捣对混凝土拌和物密实度以及整体均匀性的提高
混凝土在振捣作用下会趋于液化，具有一定的流动性，在振捣成型及其随后的静停过程中，很少能实现相对稳定的状态，粗骨料在自重作用下仍会有下沉，水分和气泡上升，这种物理现象会一直持续到混凝土失去塑性（初凝之前止），其结果会造成粗细颗粒上下分布不均匀的现象。粗大颗粒在混凝土凝结前的下沉，就使得下部的密实度大于上部。所以混凝土下部强度总是大于上部。而且随着外分层的发展，还会出现内分层，即粗骨料周围区域密实度发展不均匀。外分层与内分层的共同特点都是在骨料的下部形成充水区，充水区中也含有一部分气体，随着水分蒸发后，就会成为空穴，降低混凝土的强度。间隔一定时间进行的二次振捣，可以使本来已经接近凝结的混凝土经振捣液化，重新恢复塑性，将由于内分层被封闭在粗骨料下部的水囊内的水和气泡释放出来，进而使得这个充水区被水泥浆体所填塞。
2、二次振捣能加速水泥颗粒的水化
混凝土拌和时，水泥颗粒表面的矿物成分就会立即与水发生反应，生成相应的水化产物，水化产物很快溶解于水，水泥颗粒又暴露出新的表面再与水反应生成水化产物，这个过程反复进行，就使得水泥颗粒被层层剥落，直至颗粒完全与水发生反应，水化就结束了。但是，在整个水化期间的水化速度不是均匀的，开始阶段水化速度快，水化产物的生成速度要大于其溶解扩散速度，这样很快就会使水泥颗粒周围的溶液达到饱和状态，进而析出以水化硅酸钙凝胶为主的半渗透膜层，包裹在水泥颗粒的表面，一定程度上阻止了外部水分向内的渗透以及内部水分向外的扩散，减缓了水泥的水化速度。而且膜层内部水分引起的水化反应使膜层向内增厚，经由膜层向外扩散的水化物聚集于膜层外侧又使膜层向外增厚，这时水化反应就更慢了。此时若给以二次振捣，就可以人为加速膜层破裂，使得外部低浓度的溶液能够再次进入，与尚未水化的水泥核接触，加速水化反应的速度，直到新生成的凝胶体重新修补破裂的膜层为止。
3、二次振捣能加强水泥石同粗骨料以及钢筋间的界面强度
由于自重引起的下沉，使得其下部形成充水区，同时一部分水分也会沿着粗骨料的侧面向上运动，使得粗骨料的侧面出现水分上迁的通道，这些通道的存在严重降低了混凝土中浆体与粗骨料间的界面强度，同时，由于混凝土中水分和气泡的上升，水泥浆体与钢筋之间也会出现微小间隙或是薄水膜，造成钢筋抗拔力的下降。如果在水泥凝结前给以二次振捣，就会使得粗骨料和钢筋周围的水膜和微孔被粘稠的漿体所填充，随着粗骨料和钢筋周围水泥颗粒浓度的增加，水泥水化生成的水化硅酸钙凝胶的数量也会增多，水化硅酸钙凝胶的比表面积很大，表面能很高，大大加强了界面强度。
4、二次振捣能够有效消除混凝土内部产生的细小裂纹
由于吊杆或者支架在不同施工工序荷载作用下的变形大小不一致，导致先后施工的混凝土结合处产生细小的裂纹，通过浇筑部位的不同，二次振捣可以将混凝土重新分布，使用混凝土内部重新组合，有效消除结合处的细小裂纹，提高混凝土的受力特性及耐久性。
4混凝土的二次振捣的施工
4.1 选择正确的二次振捣时间
混凝土二次振捣能否取得预期效果的关键是确定合理的振捣时间。如果距离初次振捣时间间隔过短，则效果不明显;如果时间间隔过长，特别是在混凝土初凝后，超出了重塑时间范围,则会破坏混凝土结构，影响混凝土质量。
大量实践表明，混凝土的二次振捣时间应在混凝土初凝前1～4h左右进行较佳，尤其是在混凝土初凝前1h进行效果最理想。
在确定混凝土初凝时间时，考虑到一般施工工地不可能配备混凝土贯入阻力仪，可以要求试验室在测定混凝土凝结时间时，同时测定混凝土的坍落度，以坍落度值间接判定混凝土初凝时间。
4.2根据不同的结构选择不同的振捣方法
1、对于T、I型预制梁，可在腹板位置间距20cm用插入式振捣器振捣，翼板则使用附着式（平面）振捣器振捣。
2、对厚度不超过20cm的预制平板，用附着式振捣器振捣，厚度超过20cm的可用插入式振捣器振捣。
3、浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时，应在柱和墙浇筑完毕后停歇lh，使其获得初步沉实，再继续浇筑。二次振捣在柱和墙的顶部用插入式振捣器振捣，在梁和板的部位分别用插入式和附着式振捣器振捣。
4.3 二次振捣的注意事项
1、气温：混凝土的凝结时间与气温变化密切相关，气温升高则凝结变快，二次振捣的时间就应提前，反之就要推后。另外，还应注意昼夜温差，对振捣时间适时调整。
2、水泥品种：掺有混合材料的水泥一般较纯熟料水泥凝结时间长，例如矿渣酸盐水泥较普通硅酸盐水泥凝结时间长。
3、混凝土强度等级：在其它条件相同的前提下，强度等级高的混凝土凝结时间短。④坍落度：一般情况，凝结时间随坍落度增加而有一定的延长。但是在高温季节，混凝土的凝结时间受坍落度的影响很小。⑤水灰比：二次振捣对小水灰比的混凝土增强效果好，对水灰比大的混凝土增强效果较差。
5结论
通过成绵乐铁路桥梁混凝土施工二次浇注施工实践，能够保证悬灌梁顶板倒角处混凝土的质量，有效的减少了高墩墩身的细小裂纹及墩顶气泡、水泡的数量，基本消除了框架结构中顶板与边墙处小裂纹，提高了结构的受力及耐久性。通过现场结构尺寸的量测及混凝土质量的量测大大提高了各项性能指标。
参考文献
[1]高速鐵路桥涵工程施工验收标准 [TB10752-2010]；
[2]铁路混凝土工程施工质量验收标准[TB10424—2010]；
[3]高速铁路工程测量规范[TB10601-2009]；
[4]高速铁路桥涵工程施工技术指南[铁建设【2010】241号]；
[5]铁路混凝土工程施工技术指南[铁建设【2010】241号]；
[6]铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南[TZ324-2010]；
[7] 铁路工程土工试验规程[TB10601-2012]；
【关键词】桥梁混凝土二次振捣施工
中图分类号：K928文献标识码： A
1引言
在各种只在提高混凝土性能的施工措施中，二次振捣对提高混凝土的强度、节约水泥用量、改善混凝土的抗渗性、耐久性以及裂缝控制都有积极的意义。混凝土的二次振捣在桥梁施工的应用实践证明，混凝土二次振捣工艺不仅应用较为简便，而且对于提高混凝土质量、降低工程成本等都有很大的实际意义。
2工程概况
成绵乐、成渝、成昆引入成都枢纽东南环并行段位于成都市区成都东客站～成都南站区间，有成绵乐客专、成渝客专、成渝引入东站及南站联络线、东环线、成渝引入东站及南站联络线等工程，线路呈5～7线格局，线路错纵交叉，桥梁较多，特大桥11座、大桥2座。成绵乐正线及东环线上跨驿都大道、成龙路、新成仁快速通道、锦华大道、成仁路、府河等进入成都南站；成渝正线从成都东客站出发后左转上跨驿都大道、成龙路、三环路、石胜路出城；成渝成都南联络线从成渝正线5km处左转跨石胜路、三环路、成渝正线、新成仁快速通道后与成绵乐并行进入成都南站。
本合同段桥梁跨驿都大道、跨三环路、跨石胜路、跨新成仁快速通道、跨成渝正线均采用悬臂浇筑预应力混凝土连续梁，共计14联、高度在15米以上墩身占1/3以上、交通要道框架桥5座。
3混凝土的二次振捣
3.1混凝土的常规振捣
混凝土浇筑过程中，应随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。振捣宜采用插入式振捣器垂直点振，或采用插入式振捣器和附着式振捣器联合振捣。混凝土坍落度较小时（如采用斗送法浇筑的混凝土），应加密振点分布。预应力混凝土箱梁宜采用侧振并辅以插入式振捣器振捣成型。
混凝土振捣过程中，应避免重复振捣，防止过振。应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止在振捣混凝土过程中产生漏浆。
采用机械振捣混凝土时，应符合下列规定：
1、采用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50mm～100mm，与侧模应保持50mm ~100mm的距离。当振动完毕需变换振捣器在混凝土拌和物中的水平位置时，应边振动边竖向缓慢提出振捣器，不得将振捣器放在拌和物内平拖。不得用振捣器驱赶混凝土。
2、表面振捣器的移动距离应能覆盖已振动部分的边缘。
3、附着式振捣器的设置间距和振动能量应通过试验确定，并应与模板紧密连接。
4、对有抗冻要求的引气混凝土，不应采用高频振捣器振捣。
5、应避免碰撞模板、钢筋及其它预埋部件。
6、每一振点的振捣延续时间以混凝土不再沉落，表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。
7、对于箱梁腹板与底板及顶板连接处的承托、预应力筋锚固区以及施工缝处等其它钢筋密集部位，宜特别注意振捣。
8、当采用振动台振动时，应预先进行工艺设计。
3.2特殊结构的特点
1、悬臂结构混凝土施工的特点
现代桥梁结构跨路、跨河的大跨度结构多采用悬臂结构式的工艺，一般场采用挂篮结构分阶段施工。由于梁体悬臂承载能力的限制，一般的挂篮结构不超过阶段梁体重量的0.5倍重量，因此，挂篮的结构刚度受到限制，常规的弹性变形为2cm以内。悬臂施工工艺的受力原理，底板、腹板、翼板顺寻浇筑，荷载传递至桁架后，挂篮承重部分逐步增大，同时，梁体的底板、翼板荷载与翼板荷载作用在不同的吊挂系统上，导致施工完成底板、腹板后，底板已经变形基本稳定，再浇筑翼板导致翼板与腹板结合处产生较小的变形差，导致在倒角处出现小变形，影响该处的混凝土耐久性。
2、高墩混凝土施工的特点
现在使用工艺的发展对施工工艺、工期的要求，通常截面变化不大的高墩都采用一次浇筑成型。由于初浇筑的混凝土在后浇筑混凝土的压力及施工荷载的影响不同程度的出现气泡、泌水的现象，通常导致墩身出细小的裂纹，以及浇筑至墩顶位置处出现气泡、水泡。
3、框架结构混凝土施工的特点
现代大跨度桥梁框架结构为了保证整体耐久性，一般分为两次浇筑，即第一次浇筑底板及倒角以上0.5m部分，第二次再浇筑边墙及顶板。顶板部分都采用支架受力体系。通常的支架为钢木结构，随着高度的增加相应的支架即使堆载预压消除塑性变形后的弹性为1.5cm。因此，浇筑完成后边墙后再浇筑顶板，已经基本处于稳定的边墙与再浇筑顶板在倒角处支架的变形导致该处出现小裂纹影响该处的混凝土的强度及耐久性。
3.3混凝土二次振捣的机理分析
1、二次振捣对混凝土拌和物密实度以及整体均匀性的提高
混凝土在振捣作用下会趋于液化，具有一定的流动性，在振捣成型及其随后的静停过程中，很少能实现相对稳定的状态，粗骨料在自重作用下仍会有下沉，水分和气泡上升，这种物理现象会一直持续到混凝土失去塑性（初凝之前止），其结果会造成粗细颗粒上下分布不均匀的现象。粗大颗粒在混凝土凝结前的下沉，就使得下部的密实度大于上部。所以混凝土下部强度总是大于上部。而且随着外分层的发展，还会出现内分层，即粗骨料周围区域密实度发展不均匀。外分层与内分层的共同特点都是在骨料的下部形成充水区，充水区中也含有一部分气体，随着水分蒸发后，就会成为空穴，降低混凝土的强度。间隔一定时间进行的二次振捣，可以使本来已经接近凝结的混凝土经振捣液化，重新恢复塑性，将由于内分层被封闭在粗骨料下部的水囊内的水和气泡释放出来，进而使得这个充水区被水泥浆体所填塞。
2、二次振捣能加速水泥颗粒的水化
混凝土拌和时，水泥颗粒表面的矿物成分就会立即与水发生反应，生成相应的水化产物，水化产物很快溶解于水，水泥颗粒又暴露出新的表面再与水反应生成水化产物，这个过程反复进行，就使得水泥颗粒被层层剥落，直至颗粒完全与水发生反应，水化就结束了。但是，在整个水化期间的水化速度不是均匀的，开始阶段水化速度快，水化产物的生成速度要大于其溶解扩散速度，这样很快就会使水泥颗粒周围的溶液达到饱和状态，进而析出以水化硅酸钙凝胶为主的半渗透膜层，包裹在水泥颗粒的表面，一定程度上阻止了外部水分向内的渗透以及内部水分向外的扩散，减缓了水泥的水化速度。而且膜层内部水分引起的水化反应使膜层向内增厚，经由膜层向外扩散的水化物聚集于膜层外侧又使膜层向外增厚，这时水化反应就更慢了。此时若给以二次振捣，就可以人为加速膜层破裂，使得外部低浓度的溶液能够再次进入，与尚未水化的水泥核接触，加速水化反应的速度，直到新生成的凝胶体重新修补破裂的膜层为止。
3、二次振捣能加强水泥石同粗骨料以及钢筋间的界面强度
由于自重引起的下沉，使得其下部形成充水区，同时一部分水分也会沿着粗骨料的侧面向上运动，使得粗骨料的侧面出现水分上迁的通道，这些通道的存在严重降低了混凝土中浆体与粗骨料间的界面强度，同时，由于混凝土中水分和气泡的上升，水泥浆体与钢筋之间也会出现微小间隙或是薄水膜，造成钢筋抗拔力的下降。如果在水泥凝结前给以二次振捣，就会使得粗骨料和钢筋周围的水膜和微孔被粘稠的漿体所填充，随着粗骨料和钢筋周围水泥颗粒浓度的增加，水泥水化生成的水化硅酸钙凝胶的数量也会增多，水化硅酸钙凝胶的比表面积很大，表面能很高，大大加强了界面强度。
4、二次振捣能够有效消除混凝土内部产生的细小裂纹
由于吊杆或者支架在不同施工工序荷载作用下的变形大小不一致，导致先后施工的混凝土结合处产生细小的裂纹，通过浇筑部位的不同，二次振捣可以将混凝土重新分布，使用混凝土内部重新组合，有效消除结合处的细小裂纹，提高混凝土的受力特性及耐久性。
4混凝土的二次振捣的施工
4.1 选择正确的二次振捣时间
混凝土二次振捣能否取得预期效果的关键是确定合理的振捣时间。如果距离初次振捣时间间隔过短，则效果不明显;如果时间间隔过长，特别是在混凝土初凝后，超出了重塑时间范围,则会破坏混凝土结构，影响混凝土质量。
大量实践表明，混凝土的二次振捣时间应在混凝土初凝前1～4h左右进行较佳，尤其是在混凝土初凝前1h进行效果最理想。
在确定混凝土初凝时间时，考虑到一般施工工地不可能配备混凝土贯入阻力仪，可以要求试验室在测定混凝土凝结时间时，同时测定混凝土的坍落度，以坍落度值间接判定混凝土初凝时间。
4.2根据不同的结构选择不同的振捣方法
1、对于T、I型预制梁，可在腹板位置间距20cm用插入式振捣器振捣，翼板则使用附着式（平面）振捣器振捣。
2、对厚度不超过20cm的预制平板，用附着式振捣器振捣，厚度超过20cm的可用插入式振捣器振捣。
3、浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时，应在柱和墙浇筑完毕后停歇lh，使其获得初步沉实，再继续浇筑。二次振捣在柱和墙的顶部用插入式振捣器振捣，在梁和板的部位分别用插入式和附着式振捣器振捣。
4.3 二次振捣的注意事项
1、气温：混凝土的凝结时间与气温变化密切相关，气温升高则凝结变快，二次振捣的时间就应提前，反之就要推后。另外，还应注意昼夜温差，对振捣时间适时调整。
2、水泥品种：掺有混合材料的水泥一般较纯熟料水泥凝结时间长，例如矿渣酸盐水泥较普通硅酸盐水泥凝结时间长。
3、混凝土强度等级：在其它条件相同的前提下，强度等级高的混凝土凝结时间短。④坍落度：一般情况，凝结时间随坍落度增加而有一定的延长。但是在高温季节，混凝土的凝结时间受坍落度的影响很小。⑤水灰比：二次振捣对小水灰比的混凝土增强效果好，对水灰比大的混凝土增强效果较差。
5结论
通过成绵乐铁路桥梁混凝土施工二次浇注施工实践，能够保证悬灌梁顶板倒角处混凝土的质量，有效的减少了高墩墩身的细小裂纹及墩顶气泡、水泡的数量，基本消除了框架结构中顶板与边墙处小裂纹，提高了结构的受力及耐久性。通过现场结构尺寸的量测及混凝土质量的量测大大提高了各项性能指标。
参考文献
[1]高速鐵路桥涵工程施工验收标准 [TB10752-2010]；
[2]铁路混凝土工程施工质量验收标准[TB10424—2010]；
[3]高速铁路工程测量规范[TB10601-2009]；
[4]高速铁路桥涵工程施工技术指南[铁建设【2010】241号]；
[5]铁路混凝土工程施工技术指南[铁建设【2010】241号]；
[6]铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南[TZ324-2010]；
[7] 铁路工程土工试验规程[TB10601-2012]；