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摘要：对高墩连续梁泵送混凝土研究的各项关键技术要点及试验过程进行阐述说明，以便今后施工借鉴及控制
关键词：连续梁泵送混凝土技术研究
中图分类号：U448文献标识码： A
红水河双线特大桥上构采用预应力C55连续梁泵送现浇施工。由于连续梁预应力混凝土对于结构的重要性以及施工难度大、技术要求高等因素的存在，为了能够便于现场施工管理和控制，现将该混凝土研究的各项关键技术要点及试验过程进行阐述说明，以便今后施工借鉴及控制。
1.配合比设计思路：
C55泵送混凝土用于红水河双线特大桥上构，主要难点在于要求高强度及模量（早期及后期）、超长的输送距离和高度以及较大的入模坍落度（流动性）。而这三大难度因素在实践中极易产生技术矛盾。为了解决以上技术矛盾，采用正交分析法从若干个技术要素着手进行研究。
2.配合比技术要素的确定：
2.1.水灰（胶）比
根据鲍罗米公式推算，当水泥强度为44.0Mpa（为了防止进场水泥强度有所波动，在此将水泥28d强度设置在下限值，较为安全），配制强度为64.9 Mpa时，水灰比为0.305。依据JGJ55规程规定，将试验水灰比分别设定为：0.285，0.305，0.325。
2.2.砂率确定。
根据JGJ/T10-95《混凝土泵送施工技术规程》规定，泵送混凝土砂率宜为38%-45%。由于本配合比采用细骨料细度模数为3.1，属Ⅰ区粗砂，砂率应适当增加。但由于混凝土中胶凝材料较多，砂率初步设定为37%，39%，41% 。
2.3.水泥及胶凝材料单方总量控制。
根据依据JGJ55规程规定，C60等级混凝土水泥用量不应大于550kg/m3，水泥和矿物掺合材料总量不应大于600kg/m3。由于本配合比配制强度已经超过60Mpa，为了防止混凝土浇注后热功过大引起不利后果，故将水泥用量控制在500kg/m3左右范围。
2.4.粗骨料粒径选定。
根据JGJ/T10-95《混凝土泵送施工技术规程》规定，泵送高度在100m以上时，粗骨料最大粒经与泵送管内径比为1：5。目前工地泵送管内径普遍为125mm，为了保证泵送过程的安全，防止堵管，将碎石最大粒径控制在20mm较为安全可靠。
2.5.外加剂选定。
由于本配合比单方水泥用约量为500kg，水灰比0.30的情况下，单方用水量仅约为150kg，由于坍落度要求大，泵送距离高远，所以必须要求外加剂具有高减水、缓凝、早强高强，延缓塌落度损失等特点，经试验江苏博特缓凝减水剂可满足以上技术要求。
3.配合比正交试验数据：
3.1.最佳砂率确认（坍落度230mm，水灰比0.30，水胶比0.25）
3.2.最佳水灰（胶）比确认。（坍落度230mm，砂率40%）
3.3.配合比最后验证确认
经过试验反复验证确认，该配合比满足设计要求，性能良好，由于配合比中采用了矿渣微粉，混凝土的中后期强度将还会有一定幅度的增长。在此仅对28天强度进行分析验证。
在试验中还发现，当水泥单方用量超过500kg后，水泥用量增加对混凝土28天强度贡献不明显，由此可以推定材料的物理极限使得该配合比各项性能基本达到饱和。
4.技术要素的最终确定：
4.1.混凝土强度及模量。
混凝土设计标准强度为55Mpa，混凝土强度标准差为6.0，混凝土配制强度为≥64.9Mpa。设计混凝土弹性模量采用3.60×104Mpa。
本配合比混凝土强度发展大致趋势（标养条件下，仅供参考）如下表：
通过上表可发现，混凝土弹性模量稍滞后于强度发展。当强度满足张拉要求时，弹性模量较强度推迟一天满足张拉要求。由于本配合比采用了具有活性的微细矿粉作为掺和料并采用坚硬河砂为细骨料，并将水胶比降至0.30以下，抵消了大坍落度泵送混凝土对弹性模量的影响，使得混凝土的弹性模量能够大大满足设计要求。
4.2.混凝土耐久性的要求。
根据TB10424的要求，本配合比作为高性能混凝土，各项指标满足9.8各项主控项目要求。
4.3.混凝土泵送性能的要求。
以红水河双线特大桥远端泵送为例。红水河双线特大桥上构泵送浇注，采用內径为125mm的高压泵管，最远泵送距离要求达到200m。由于采用利于泵送的河砂作为混凝土细骨料并采用微矿粉作为掺和料使得混凝土的和易性和黏聚性大大提高，管内摩擦阻力大大减小，从而降低了管内压力损耗。
红水河双线特大桥拖泵采用HBT80C型电泵，理论正常输出高压高限可达32Mpa，由于混凝土坍落度达到200-230mm，压力损耗值必然小于17.5Mpa。因此远距离泵送将成为可行。
4.4.入模控制。
本配合比初始（入泵）坍落度要求为200-230mm，在环境温度不超过25℃时，混凝土经时坍落度损失约为25-35 mm。由于上构混凝土钢筋较密，因此前台入模坍落度宜为120-140mm。当混凝土浇注环境温度不大于20℃时，入泵停留时间不宜超过120min；当环境温度大于20℃，小于30℃时，入泵停留时间不宜超过90 min；当环境温度大于30℃时，入泵停留时间不宜超过60 min。
全长200m的泵管，管内混凝土为6.2m3，泵机输送能力为高压每小时55 m3，按照现场每小时10 m3的浇注速度计算，正常情况下管内混凝土的存蓄时间约为40min，对浇注入模无任何影响。
5.施工建议措施
（1）进行上构混凝土施工前，最好应先考虑现场试泵。
（2）泵管布置应合理，尽量减少压力损失。
（3）在易堵管位置附近设置一套备管，便于发生异常情况时及时导换。
（4）混凝土拌和站应做好拌和水的计量，建立加水时间秒数与加水质量的线形关系公式。
（5）应对拌和站操作人员进行培训，使其对高性能混凝土有所认识。
（6）外加剂掺入方法最宜采用后掺法或分段掺入法，可以增大减水效果，节约减水剂，并减少坍落度损失。后掺法的步骤：先将砂、石、水泥、水（部分或全部）拌和25-30秒后再掺入减水剂，这种方法对抵制减水剂混凝土坍落度损失有明显效果。这种方法有利于减少搅拌时间，提高混凝土生产效能。
（7）进场水泥一定要及时送检合格后方能使用，如果发现水泥强度波动较大应及时采取措施，否则会影响混凝土的早期、后期强度，造成不可挽回的损失。
（8）碎石的压碎值指标决定了混凝土的强度极限空间，为了使混凝土强度得到最大限度的发展，应严格控制进场碎石的质量。
（9）坍落度要严格控制，绝对不可超过配合比要求范围，否则极易造成混凝土性能降低，甚至导致质量事故的发生。
（10）高性能混凝土对环境温度很敏感，适合施工的环境温度为15-25℃，如果在夏季施工，应准备好淋过水的麻袋覆盖泵管，控制混凝土输送温度。
（11）夏季高性能混凝土适宜在傍晚至清晨时间段输送浇注。
（12）混凝土浇注完成后到终凝前的养护初期应立即进行PVC薄膜覆盖，并用干麻袋覆盖保证内外温差不致过大。到了养护后期，再采用淋湿的麻袋覆盖是高性能混凝土的有效养护手段。湿养护状态下的混凝土要比空气养护状态的混凝土强度高50%以上。
6.现场施工效果验证及数据统计
（1）红水河双线特大桥现场连续梁施工共20段，早期4-7天的张拉控制强度范围在50.1-55.1Mpa，28天强度最低值为58.4 Mpa。满足设计要求
（2）早期4-7天的张拉控制弹性模量范围在39-42Gpa，28天弹性模量最低值为43 Gpa，满足设计要求。
（3）施工过程顺利，未出现堵管情况。现场实际输送泵压控制范围为17.5-20.5 Mpa。完全处于预控范围内。
（4）现场实际控制坍落度180mm，混凝土和易性良好，入模实际控制坍落度为140-160mm。完全处于预控范围内。
参考文献
1.客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）
2.混凝土结构设计规范（GB50010-2011）
关键词：连续梁泵送混凝土技术研究
中图分类号：U448文献标识码： A
红水河双线特大桥上构采用预应力C55连续梁泵送现浇施工。由于连续梁预应力混凝土对于结构的重要性以及施工难度大、技术要求高等因素的存在，为了能够便于现场施工管理和控制，现将该混凝土研究的各项关键技术要点及试验过程进行阐述说明，以便今后施工借鉴及控制。
1.配合比设计思路：
C55泵送混凝土用于红水河双线特大桥上构，主要难点在于要求高强度及模量（早期及后期）、超长的输送距离和高度以及较大的入模坍落度（流动性）。而这三大难度因素在实践中极易产生技术矛盾。为了解决以上技术矛盾，采用正交分析法从若干个技术要素着手进行研究。
2.配合比技术要素的确定：
2.1.水灰（胶）比
根据鲍罗米公式推算，当水泥强度为44.0Mpa（为了防止进场水泥强度有所波动，在此将水泥28d强度设置在下限值，较为安全），配制强度为64.9 Mpa时，水灰比为0.305。依据JGJ55规程规定，将试验水灰比分别设定为：0.285，0.305，0.325。
2.2.砂率确定。
根据JGJ/T10-95《混凝土泵送施工技术规程》规定，泵送混凝土砂率宜为38%-45%。由于本配合比采用细骨料细度模数为3.1，属Ⅰ区粗砂，砂率应适当增加。但由于混凝土中胶凝材料较多，砂率初步设定为37%，39%，41% 。
2.3.水泥及胶凝材料单方总量控制。
根据依据JGJ55规程规定，C60等级混凝土水泥用量不应大于550kg/m3，水泥和矿物掺合材料总量不应大于600kg/m3。由于本配合比配制强度已经超过60Mpa，为了防止混凝土浇注后热功过大引起不利后果，故将水泥用量控制在500kg/m3左右范围。
2.4.粗骨料粒径选定。
根据JGJ/T10-95《混凝土泵送施工技术规程》规定，泵送高度在100m以上时，粗骨料最大粒经与泵送管内径比为1：5。目前工地泵送管内径普遍为125mm，为了保证泵送过程的安全，防止堵管，将碎石最大粒径控制在20mm较为安全可靠。
2.5.外加剂选定。
由于本配合比单方水泥用约量为500kg，水灰比0.30的情况下，单方用水量仅约为150kg，由于坍落度要求大，泵送距离高远，所以必须要求外加剂具有高减水、缓凝、早强高强，延缓塌落度损失等特点，经试验江苏博特缓凝减水剂可满足以上技术要求。
3.配合比正交试验数据：
3.1.最佳砂率确认（坍落度230mm，水灰比0.30，水胶比0.25）
3.2.最佳水灰（胶）比确认。（坍落度230mm，砂率40%）
3.3.配合比最后验证确认
经过试验反复验证确认，该配合比满足设计要求，性能良好，由于配合比中采用了矿渣微粉，混凝土的中后期强度将还会有一定幅度的增长。在此仅对28天强度进行分析验证。
在试验中还发现，当水泥单方用量超过500kg后，水泥用量增加对混凝土28天强度贡献不明显，由此可以推定材料的物理极限使得该配合比各项性能基本达到饱和。
4.技术要素的最终确定：
4.1.混凝土强度及模量。
混凝土设计标准强度为55Mpa，混凝土强度标准差为6.0，混凝土配制强度为≥64.9Mpa。设计混凝土弹性模量采用3.60×104Mpa。
本配合比混凝土强度发展大致趋势（标养条件下，仅供参考）如下表：
通过上表可发现，混凝土弹性模量稍滞后于强度发展。当强度满足张拉要求时，弹性模量较强度推迟一天满足张拉要求。由于本配合比采用了具有活性的微细矿粉作为掺和料并采用坚硬河砂为细骨料，并将水胶比降至0.30以下，抵消了大坍落度泵送混凝土对弹性模量的影响，使得混凝土的弹性模量能够大大满足设计要求。
4.2.混凝土耐久性的要求。
根据TB10424的要求，本配合比作为高性能混凝土，各项指标满足9.8各项主控项目要求。
4.3.混凝土泵送性能的要求。
以红水河双线特大桥远端泵送为例。红水河双线特大桥上构泵送浇注，采用內径为125mm的高压泵管，最远泵送距离要求达到200m。由于采用利于泵送的河砂作为混凝土细骨料并采用微矿粉作为掺和料使得混凝土的和易性和黏聚性大大提高，管内摩擦阻力大大减小，从而降低了管内压力损耗。
红水河双线特大桥拖泵采用HBT80C型电泵，理论正常输出高压高限可达32Mpa，由于混凝土坍落度达到200-230mm，压力损耗值必然小于17.5Mpa。因此远距离泵送将成为可行。
4.4.入模控制。
本配合比初始（入泵）坍落度要求为200-230mm，在环境温度不超过25℃时，混凝土经时坍落度损失约为25-35 mm。由于上构混凝土钢筋较密，因此前台入模坍落度宜为120-140mm。当混凝土浇注环境温度不大于20℃时，入泵停留时间不宜超过120min；当环境温度大于20℃，小于30℃时，入泵停留时间不宜超过90 min；当环境温度大于30℃时，入泵停留时间不宜超过60 min。
全长200m的泵管，管内混凝土为6.2m3，泵机输送能力为高压每小时55 m3，按照现场每小时10 m3的浇注速度计算，正常情况下管内混凝土的存蓄时间约为40min，对浇注入模无任何影响。
5.施工建议措施
（1）进行上构混凝土施工前，最好应先考虑现场试泵。
（2）泵管布置应合理，尽量减少压力损失。
（3）在易堵管位置附近设置一套备管，便于发生异常情况时及时导换。
（4）混凝土拌和站应做好拌和水的计量，建立加水时间秒数与加水质量的线形关系公式。
（5）应对拌和站操作人员进行培训，使其对高性能混凝土有所认识。
（6）外加剂掺入方法最宜采用后掺法或分段掺入法，可以增大减水效果，节约减水剂，并减少坍落度损失。后掺法的步骤：先将砂、石、水泥、水（部分或全部）拌和25-30秒后再掺入减水剂，这种方法对抵制减水剂混凝土坍落度损失有明显效果。这种方法有利于减少搅拌时间，提高混凝土生产效能。
（7）进场水泥一定要及时送检合格后方能使用，如果发现水泥强度波动较大应及时采取措施，否则会影响混凝土的早期、后期强度，造成不可挽回的损失。
（8）碎石的压碎值指标决定了混凝土的强度极限空间，为了使混凝土强度得到最大限度的发展，应严格控制进场碎石的质量。
（9）坍落度要严格控制，绝对不可超过配合比要求范围，否则极易造成混凝土性能降低，甚至导致质量事故的发生。
（10）高性能混凝土对环境温度很敏感，适合施工的环境温度为15-25℃，如果在夏季施工，应准备好淋过水的麻袋覆盖泵管，控制混凝土输送温度。
（11）夏季高性能混凝土适宜在傍晚至清晨时间段输送浇注。
（12）混凝土浇注完成后到终凝前的养护初期应立即进行PVC薄膜覆盖，并用干麻袋覆盖保证内外温差不致过大。到了养护后期，再采用淋湿的麻袋覆盖是高性能混凝土的有效养护手段。湿养护状态下的混凝土要比空气养护状态的混凝土强度高50%以上。
6.现场施工效果验证及数据统计
（1）红水河双线特大桥现场连续梁施工共20段，早期4-7天的张拉控制强度范围在50.1-55.1Mpa，28天强度最低值为58.4 Mpa。满足设计要求
（2）早期4-7天的张拉控制弹性模量范围在39-42Gpa，28天弹性模量最低值为43 Gpa，满足设计要求。
（3）施工过程顺利，未出现堵管情况。现场实际输送泵压控制范围为17.5-20.5 Mpa。完全处于预控范围内。
（4）现场实际控制坍落度180mm，混凝土和易性良好，入模实际控制坍落度为140-160mm。完全处于预控范围内。
参考文献
1.客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）
2.混凝土结构设计规范（GB50010-2011）