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摘 要：本文结合杭长高铁柯城制梁场箱梁预制施工实践，就混凝土施工的技术控制进行了简要阐述。
关键词：箱梁预制 ； 混凝土施工； 技术控制
杭长高铁柯城制梁场负责杭州至长沙高速铁路工程DK241+596.31～DK271+274.38 共30公里范围内620榀双线箱梁预制任务。箱梁分为31.5m、23.5m二种跨度，其中31.5m箱梁552孔， 23.5m箱梁68孔。现就箱梁预制中混凝土施工的技术控制进行阐述。
1混凝土配合比设计
箱梁C50级混凝土配合比设计时除满足规范技术条件要求，满足梁体终张拉时的三个必要条件：强度R≥50Mpa、终张拉龄期不小于10天、弹模≥3.5×104Gpa。同时提高梁体的耐久性，满足100年使用期的要求。
高性能混凝土是通过科学地选择组成材料、优化混凝土配合比设计，再通过良好的生产、浇捣和养护等各施工环节严格控制所获得的。双线箱梁高性能混凝土施工首先要科学地选择混凝土的组成材料，进行配合比设计：
水泥：采用品质稳定、强度等级不低于42.5 Mpa的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。水泥的碱含量不应超过0.60%，游离氧化钙含量不应超过1.0%，水泥比表面积不低于300 m2/kg且不超过350m2/kg，水泥熟料中C3A含量不大于8%，在强腐蚀环境下不大于5%。水泥的性能应符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》，铁科技［2004］120号《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》、科技基［2005］101号《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的有关规定。
选用球形粒形、吸水率、孔隙率低的洁净骨料，细集料采用天然河砂，含泥量≤1.5%，细度模数2.6～3.0；为提高混凝土的密实度和均匀性进而提高混凝土的耐久性对粗骨料进行分级，采用5～20（25）mm的连续级配坚硬耐久碎石，并按5～10mm和10～20(25)mm两级分别储存、运输、计量，使用时其质量比为（40±5）%：（60±5）%，具体比例通过试验确定。
采用高效外加剂，具有减水率高、坍落度损失少、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性、与水泥有良好的适应性等性能。混凝土中掺加的外加劑必须经铁道部鉴定或评审。外加剂的掺量由试验确定，严禁掺入氯盐类外加剂。混凝土矿物活性掺和料(Ⅰ级粉煤灰、磨细矿粉)和外加剂应符合GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》,铁科技［2004］120号《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》、科技基［2005］101号《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中的有关规定和JG/T223-2007《聚羧酸系高性能减水剂》的规定。
拌制及养护混凝土用水：混凝土的拌和与养护用水，应按现行《混凝土拌合用水标准》JGJ63-2006的规定进行检验。当混凝土处于氯盐环境时，拌和水中Cl-含量应不大于200mg/L。混凝土拌和物中各种原材料引入的氯离子含量不超过胶凝材料总量的0.06%。
混凝土中总碱含量不超过3.0kg/m3，并符合TB/T3054-2002的要求。混凝土胶凝材料总量不超过500kg/m3，水胶比不大于0.35。混凝土坍落度控制在180～220mm。混凝土拌合物坍落度45min损失不大于10%、入模前含气量控制在3～4%之间。
2混凝土搅拌和运输
2.1混凝的搅拌
混凝土开盘前，需严格测定粗细骨料的含水率。一般天然河砂、水洗砂含水率均较大。凝土搅拌采用强制搅拌机搅拌，全自动计量系统计量上料。各项原材料准确称量，胶凝材料±1%，外加剂±1%，粗细骨料±2%，拌合用水±1%。投料顺序细骨料、水泥、矿物掺和料、外加剂，搅拌均匀后加入所需水，待砂浆充分搅拌均匀后加入粗骨料，并继续搅拌至均匀。上述每一阶段搅拌时间不少于30s，总搅拌时间2～3min。冬季混凝土施工前，经热工计算确定各种材料所需预热的最高温度，保证混凝土入模温度5～30℃，模板温度宜在5～35℃的技术条件。冬季优先采用加热水的预热方法，夏季优先采用加冰块的降温方法，对拌和物的温度进行调整。
2.2混凝土的输送
梁场设立两台混凝土汽泵。入泵混凝土坍落度宜为180～220mm，满足梁体施工及泵送条件即可，不宜过大，防止混凝土离析、泌水。保证混凝土连续不间断运至前台确保混凝土搅拌后60min内泵送完成，且在1/2初凝时间前入泵，并在初凝前浇注完毕。因各种因素停泵时间超过15min，每隔4～5min开泵一次，使泵机进行正反方向转动，同时开动料斗搅拌机，防止混凝土离析，如停泵时间超过45min或混凝土工作性能不能满足要求，料斗及泵管中的混凝土应清除作废，并用高压水冲洗料斗。
3混凝土的灌注
3.1混凝土浇注
浇注混凝土入模前，应该检查混凝土的温度、坍落度和含气量等。
梁体混凝土浇注采用纵向分段、水平分层、斜向浇注的方式连续进行，从两端向中间浇注。分层厚度宜控制25～30cm，最大不宜大于30cm。在距梁端L/3（L为梁长）范围进行交叉搭接；斜向分段长度为4米、斜度为30～45°。
梁体混凝土横断面浇注顺序为：腹板→底板→顶板。
梁体腹板纵向混凝土浇注顺序：梁体混凝土先从两侧腹板对称浇注。腹板浇至底板上倒角100cm左右后，从内模顶板预留孔下料用溜槽配合浇注底板混凝土，再分层浇注上腹板，最后浇注顶板混凝土。底板混凝土浇注完毕，关闭内模顶板浇注孔，先浇注顶板与腹板交界处，加强振捣，避免形成施工缝。梁体混凝土采用快速、稳定、连续、可靠的浇注方式一次浇注成型，每榀梁的浇注时间不超过6小时，并且不超过混凝土的初凝时间。
混凝土施工时要注意如下事项：
⑴浇注前，要检查孔洞、预埋件位置是否正确并加固使之不至于因混凝土振捣而移位，并对模板和钢筋及预埋件进行一次全面的检查。混凝土浇注前及浇注过程中须对梁体模板用移动蓬罩进行遮盖，保证混凝土入模时模板温度控制在5～35℃；同时通过对粗、细骨料的覆盖覆盖，保证混凝土入模温度控制在5～30℃之间。当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时，按冬季施工处理。
⑵混凝土浇注时，下料要均匀、连续，不要集中猛投而产生混凝土的阻塞，混凝土自由下落高度不得大于2m。分段浇注在混凝土尚未到达的区段内，禁止开动该区段的附着式振捣器，以免空模振捣而导致模板变形。两侧腹板对称浇注，防止因两侧腹板混凝土面高低相差悬殊导致内模偏移。
⑶混凝土浇注过程中随时检查混凝土的坍落度和工作性能，严格控制水胶比，严禁随意增加用水量，以保证混凝土的质量。浇注混凝土时要注意控制浇注速度，不要过快和过慢，须保证混凝土必要的振捣时间。
⑷预制梁在灌注混凝土过程中，除随机取样进行温度和坍落度检验,同时随机取样制作混凝土强度、弹性模量试件，其中强度和弹性模量试件分别从箱梁底板、腹板及顶板取样。试件随现浇梁在同条件下振动成型，施工试件随梁同条件下养护，28d标准试件按标准养护办理。施工过程中，混凝土试件的制作要具有代表性，每孔箱梁制作抗压强度试件23组，弹性模量试件8组。其中拆模、初张、终张检查试件随梁体养护，28天检查试件为标养试件。
批量生产中，预制梁每20000m3混凝土抽取抗冻融循环、抗渗性、抗氯离子渗透性、碱骨料反应的耐久性试件各一组，进行耐久性试验。
3.2混凝土振捣
梁体混凝土振捣采用附着式振动器和振捣棒联合振捣方式。
在浇注腹板下部时，主要采用侧振工艺，以附着式振动器的侧向振捣为主，以插入式振捣辅；在浇注腹板中上部时，以插入式振捣为主，附着式振动器的振捣为辅。当整个腹板都灌满时，停止侧振后，再用插入式振动棒沿腹板全长范围振捣一次，保证腹板混凝土密实。梁端范围内，特别是锚下混凝土，应充分振捣，保证锚下混凝土绝对密实。梁体腹板外侧的附着式振动器按梅花型布置，每层水平间距1.8m，相邻层距离0.6m。附着式振动器要集中控制，浇注什么部位振什么部位，严禁空振模板；每层混凝土最多振2次，普通振动器为30s/次，高频振动器为6～8s/次，附着式振动器与侧模振动架要密贴，以便混凝土最大限度地吸收振动力。
底板、顶板用振捣棒振捣，底板与腹板交界处的混凝土不得从下部用振捣棒插振，以免造成坍塌而形成大面积孔洞；因桥面设横向排水坡，为保证施工质量采用整平机配合施工。振动棒插振间距不得超过其作用半径的2.5倍，为300mm；振捣棒振捣时严格遵循快插慢拔的原则，每次振动至混凝土不再下沉，无气泡上升，表面平坦并有薄层水泥浆出现为止，振捣时间约为20～30s，防止过振或漏振。
4 结束语
通过对以上施工环节进行了严格的技术控制，杭长高铁柯城梁场箱梁预制混凝土施工质量完全满足了设计要求，真正达到了内实外美。
关键词：箱梁预制 ； 混凝土施工； 技术控制
杭长高铁柯城制梁场负责杭州至长沙高速铁路工程DK241+596.31～DK271+274.38 共30公里范围内620榀双线箱梁预制任务。箱梁分为31.5m、23.5m二种跨度，其中31.5m箱梁552孔， 23.5m箱梁68孔。现就箱梁预制中混凝土施工的技术控制进行阐述。
1混凝土配合比设计
箱梁C50级混凝土配合比设计时除满足规范技术条件要求，满足梁体终张拉时的三个必要条件：强度R≥50Mpa、终张拉龄期不小于10天、弹模≥3.5×104Gpa。同时提高梁体的耐久性，满足100年使用期的要求。
高性能混凝土是通过科学地选择组成材料、优化混凝土配合比设计，再通过良好的生产、浇捣和养护等各施工环节严格控制所获得的。双线箱梁高性能混凝土施工首先要科学地选择混凝土的组成材料，进行配合比设计：
水泥：采用品质稳定、强度等级不低于42.5 Mpa的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。水泥的碱含量不应超过0.60%，游离氧化钙含量不应超过1.0%，水泥比表面积不低于300 m2/kg且不超过350m2/kg，水泥熟料中C3A含量不大于8%，在强腐蚀环境下不大于5%。水泥的性能应符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》，铁科技［2004］120号《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》、科技基［2005］101号《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的有关规定。
选用球形粒形、吸水率、孔隙率低的洁净骨料，细集料采用天然河砂，含泥量≤1.5%，细度模数2.6～3.0；为提高混凝土的密实度和均匀性进而提高混凝土的耐久性对粗骨料进行分级，采用5～20（25）mm的连续级配坚硬耐久碎石，并按5～10mm和10～20(25)mm两级分别储存、运输、计量，使用时其质量比为（40±5）%：（60±5）%，具体比例通过试验确定。
采用高效外加剂，具有减水率高、坍落度损失少、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性、与水泥有良好的适应性等性能。混凝土中掺加的外加劑必须经铁道部鉴定或评审。外加剂的掺量由试验确定，严禁掺入氯盐类外加剂。混凝土矿物活性掺和料(Ⅰ级粉煤灰、磨细矿粉)和外加剂应符合GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》,铁科技［2004］120号《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》、科技基［2005］101号《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中的有关规定和JG/T223-2007《聚羧酸系高性能减水剂》的规定。
拌制及养护混凝土用水：混凝土的拌和与养护用水，应按现行《混凝土拌合用水标准》JGJ63-2006的规定进行检验。当混凝土处于氯盐环境时，拌和水中Cl-含量应不大于200mg/L。混凝土拌和物中各种原材料引入的氯离子含量不超过胶凝材料总量的0.06%。
混凝土中总碱含量不超过3.0kg/m3，并符合TB/T3054-2002的要求。混凝土胶凝材料总量不超过500kg/m3，水胶比不大于0.35。混凝土坍落度控制在180～220mm。混凝土拌合物坍落度45min损失不大于10%、入模前含气量控制在3～4%之间。
2混凝土搅拌和运输
2.1混凝的搅拌
混凝土开盘前，需严格测定粗细骨料的含水率。一般天然河砂、水洗砂含水率均较大。凝土搅拌采用强制搅拌机搅拌，全自动计量系统计量上料。各项原材料准确称量，胶凝材料±1%，外加剂±1%，粗细骨料±2%，拌合用水±1%。投料顺序细骨料、水泥、矿物掺和料、外加剂，搅拌均匀后加入所需水，待砂浆充分搅拌均匀后加入粗骨料，并继续搅拌至均匀。上述每一阶段搅拌时间不少于30s，总搅拌时间2～3min。冬季混凝土施工前，经热工计算确定各种材料所需预热的最高温度，保证混凝土入模温度5～30℃，模板温度宜在5～35℃的技术条件。冬季优先采用加热水的预热方法，夏季优先采用加冰块的降温方法，对拌和物的温度进行调整。
2.2混凝土的输送
梁场设立两台混凝土汽泵。入泵混凝土坍落度宜为180～220mm，满足梁体施工及泵送条件即可，不宜过大，防止混凝土离析、泌水。保证混凝土连续不间断运至前台确保混凝土搅拌后60min内泵送完成，且在1/2初凝时间前入泵，并在初凝前浇注完毕。因各种因素停泵时间超过15min，每隔4～5min开泵一次，使泵机进行正反方向转动，同时开动料斗搅拌机，防止混凝土离析，如停泵时间超过45min或混凝土工作性能不能满足要求，料斗及泵管中的混凝土应清除作废，并用高压水冲洗料斗。
3混凝土的灌注
3.1混凝土浇注
浇注混凝土入模前，应该检查混凝土的温度、坍落度和含气量等。
梁体混凝土浇注采用纵向分段、水平分层、斜向浇注的方式连续进行，从两端向中间浇注。分层厚度宜控制25～30cm，最大不宜大于30cm。在距梁端L/3（L为梁长）范围进行交叉搭接；斜向分段长度为4米、斜度为30～45°。
梁体混凝土横断面浇注顺序为：腹板→底板→顶板。
梁体腹板纵向混凝土浇注顺序：梁体混凝土先从两侧腹板对称浇注。腹板浇至底板上倒角100cm左右后，从内模顶板预留孔下料用溜槽配合浇注底板混凝土，再分层浇注上腹板，最后浇注顶板混凝土。底板混凝土浇注完毕，关闭内模顶板浇注孔，先浇注顶板与腹板交界处，加强振捣，避免形成施工缝。梁体混凝土采用快速、稳定、连续、可靠的浇注方式一次浇注成型，每榀梁的浇注时间不超过6小时，并且不超过混凝土的初凝时间。
混凝土施工时要注意如下事项：
⑴浇注前，要检查孔洞、预埋件位置是否正确并加固使之不至于因混凝土振捣而移位，并对模板和钢筋及预埋件进行一次全面的检查。混凝土浇注前及浇注过程中须对梁体模板用移动蓬罩进行遮盖，保证混凝土入模时模板温度控制在5～35℃；同时通过对粗、细骨料的覆盖覆盖，保证混凝土入模温度控制在5～30℃之间。当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时，按冬季施工处理。
⑵混凝土浇注时，下料要均匀、连续，不要集中猛投而产生混凝土的阻塞，混凝土自由下落高度不得大于2m。分段浇注在混凝土尚未到达的区段内，禁止开动该区段的附着式振捣器，以免空模振捣而导致模板变形。两侧腹板对称浇注，防止因两侧腹板混凝土面高低相差悬殊导致内模偏移。
⑶混凝土浇注过程中随时检查混凝土的坍落度和工作性能，严格控制水胶比，严禁随意增加用水量，以保证混凝土的质量。浇注混凝土时要注意控制浇注速度，不要过快和过慢，须保证混凝土必要的振捣时间。
⑷预制梁在灌注混凝土过程中，除随机取样进行温度和坍落度检验,同时随机取样制作混凝土强度、弹性模量试件，其中强度和弹性模量试件分别从箱梁底板、腹板及顶板取样。试件随现浇梁在同条件下振动成型，施工试件随梁同条件下养护，28d标准试件按标准养护办理。施工过程中，混凝土试件的制作要具有代表性，每孔箱梁制作抗压强度试件23组，弹性模量试件8组。其中拆模、初张、终张检查试件随梁体养护，28天检查试件为标养试件。
批量生产中，预制梁每20000m3混凝土抽取抗冻融循环、抗渗性、抗氯离子渗透性、碱骨料反应的耐久性试件各一组，进行耐久性试验。
3.2混凝土振捣
梁体混凝土振捣采用附着式振动器和振捣棒联合振捣方式。
在浇注腹板下部时，主要采用侧振工艺，以附着式振动器的侧向振捣为主，以插入式振捣辅；在浇注腹板中上部时，以插入式振捣为主，附着式振动器的振捣为辅。当整个腹板都灌满时，停止侧振后，再用插入式振动棒沿腹板全长范围振捣一次，保证腹板混凝土密实。梁端范围内，特别是锚下混凝土，应充分振捣，保证锚下混凝土绝对密实。梁体腹板外侧的附着式振动器按梅花型布置，每层水平间距1.8m，相邻层距离0.6m。附着式振动器要集中控制，浇注什么部位振什么部位，严禁空振模板；每层混凝土最多振2次，普通振动器为30s/次，高频振动器为6～8s/次，附着式振动器与侧模振动架要密贴，以便混凝土最大限度地吸收振动力。
底板、顶板用振捣棒振捣，底板与腹板交界处的混凝土不得从下部用振捣棒插振，以免造成坍塌而形成大面积孔洞；因桥面设横向排水坡，为保证施工质量采用整平机配合施工。振动棒插振间距不得超过其作用半径的2.5倍，为300mm；振捣棒振捣时严格遵循快插慢拔的原则，每次振动至混凝土不再下沉，无气泡上升，表面平坦并有薄层水泥浆出现为止，振捣时间约为20～30s，防止过振或漏振。
4 结束语
通过对以上施工环节进行了严格的技术控制，杭长高铁柯城梁场箱梁预制混凝土施工质量完全满足了设计要求，真正达到了内实外美。