浅谈铁路预应力简支T梁春秋季混凝土施工拆模裂纹预防及控制措施

浅谈铁路预应力简支T梁春秋季混凝土施工拆模裂纹预防及控制措施

牟缠安

中铁七局集团西安铁路工程有限公司制梁分公司

摘要：本文主要针对处于春秋季干燥、多风气候环境条件下的制梁场施工及铁路32米预应力简支T梁结构本身特点，对C55铁路预应力简支T梁高标号高性能混凝土施工拆模后裂纹成因、预防及控制措施进行了论述，希望能为预应力混凝土简支T梁春秋季混凝土施工中裂缝防控提供借鉴参考。

关键词：铁路桥预应力简支T梁梁体混凝土施工技术

引言：随着我国近年来铁路建设跨越发展，列车设计时速不断提高，铁路建设桥的占比越来越重，桥梁预制也越来越多，为提高延长梁体混凝土使用年限，降低维修保养成本，确保证铁路运营平稳舒适，铁路T梁梁体结构耐久性及刚度要求提高，因此在梁体混凝土施工质量控制尤为关键，但由于梁场春秋季大风季节，铁路预制梁混凝土浇筑完拆模后很容易出现裂纹现象，因此本文主要针对这一现象进行了原因分析，有针对性地提出相应控制预防措施。

1、导致拆模裂纹产生的原因分析：

1.1、原材料：细骨料的细度模数、含泥量波动较大，粗骨料的颗粒级配、水泥、矿粉比表面积不稳定，外加剂与其他材料适应性及每批次变化差异较大，合格的原材质量波动较大时都易产生混凝土拌合物性能的变化，从而导致产生裂纹现象。

1.2、配合比：施工配合比调整的准确性，骨料的含水率测定代表性差、粒径级配不合理、计量误差过大、细骨料砂率偏大等，都会导致混凝土拌合物性能不佳，从而增大裂纹发生的机率。

1.3、混凝土灌注施工质量：混凝土在灌注施工过程中，振捣不均匀，漏振、过振、混凝土离析，未按水平分层，斜向分段的方法使骨料分布不均匀，也是混凝土裂纹形成不可忽略的原因。

1.4、混凝土温湿度养护及防风覆盖：防风养护是混凝土灌注后非常重要的环节，由于春秋季多风、湿度散失快，很难保证湿度。施工现场温湿度应越接近标准养护，混凝土出现收缩裂纹的可能性就越小。由于春秋季昼夜温差大，混凝土本身具有热胀冷缩性质，且混凝土是热的不良导体，混土在凝固过程中产生的大量水化热难以迅速释放，造成内部温度迅速升高，与混凝土表面温度，环境温度三者温差较大，易产生比较大的温度变形应力。当温度应力超过混凝土的极限拉应力时，就会产生裂纹。梁体拆模后，混凝土表面暴露于空气中，由于风干和蒸发作用使水分脱离混凝土表面进入空气中，水分从构件内部迁移到表面的速率小于表面水分损失，表面就会干燥，而此时新浇混凝土的抗拉能力几乎为零，容易出现收缩应力裂纹。

2、裂纹预防及控制措施：

2.1、原材料控制措施：

（1）水泥采用品质稳定，强度等级42.5级的低碱普通硅酸盐水泥。比表面积为300～350m2/k，熟料中熟料C3A含量不大于8%的早期水化热低的水泥。

（2）粉煤灰：采用F-Ⅰ级，磨细矿粉：控制比表面积350---450m2／kg的矿粉。

（3）外加剂：选用与胶凝材料相容较好的聚羧酸系外加剂，减水剂减水率宜为30-35％，质量稳定能，且与引气剂适应性良好的缓凝型外加剂及引气剂。

（4）骨料：

细骨料：级配应合理，细度模数为2．6-3．O％，含泥量为0.8％，洁净质量稳定的天然河砂；

粗骨料：采用5-10mm和10-20mm两种单粒级配碎石，要求颗粒粒形好、硬质、洁净，针片状少。混凝土施工时，严格分级堆放、分级计量，按筛分的比例掺配成5-20mm连续级配碎石。使用品质稳定、级配良好、空隙率小的粗细骨料及胶材，选用细度模数高的中砂，可以有效降低单方混凝土的用水量和胶凝材料的用量，提高混凝土的抗裂性。

2.2、配合比控制措施：

（1）理论配合比：

理论配比应符合JGJ55-2011和TB/T3043-2005的规定，即每立方米混凝土水泥用量为400kg，混凝土胶凝材料总量为480kg，水胶比不大于0.29。斗送法混凝土坍落度为180mm～200mm；混凝土拌合物坍落度30min时损失不大于15%；含气量控制在3%～4%，混凝土拌和物中各种原材料引入的氯离子总质量不超过胶凝材料总量的0.06%。

梁体混凝土要掺加Ⅰ级粉煤灰和磨细矿粉、以提高混凝土的耐久性能的要求，混凝土中矿物掺合料的掺量不大于30%，可有效的降低水化热减少开裂几率。

对于梁体混凝土要高度重视收缩、徐变特性的把握，通过优化混凝土的配合比，尽量减小混凝土的收缩徐变终极值。

具体配比见下表：C55梁体砼每立方理论配合比用量表.

C55梁体砼每立方理论配合比用量表单位（kg）

（2）施工配合比

含水量测定：梁体高性能混凝土配合比是保证梁体混凝土质量的关键，骨料的含水量测量的准确性直接关系着施工配合比的调整能否准确。测量时，应在进场骨料料仓堆放7天左右待含水下渗均匀后，从上中下各区共取16个测点，测得具有代表性的含水率，确保混凝土坍落度稳定。

试拌：每次梁体浇筑前，应对混凝土进行试拌。试拌主要是校准配比，确保用水量准确，从而调整至能满足施工设计要求的最佳施工配合比。

3.3混凝土灌注施工控制措施：

（1）混凝土浇筑时，模板温度宜在5℃～35℃。当模板温度低于5℃或高于35℃时，应对模板采取升、降温措施。

（2）混凝土拌合物入模温度应控制在10℃～30℃，每次浇筑前对混凝土拌合物的性能进行现场测试，浇筑过程中应进行抽查。开拌后的前三盘混凝土检测混凝土坍落度、入模温度、含气量技术能指标，施工中，根据气温变化，因素进行适当调整，以保证混凝土良好的和易性（保水性、凝聚性、流动性）。

（4）灌注梁体下翼缘和腹板混凝土采用斜向分段、水平分层法从一端向另一端连续灌注，一气呵成。其斜度以30°～45°，水平分层灌注厚度不大于300mm，先后两层混凝土灌注间隔时间，不超过60min。

（5）采用料斗灌注混凝土时，料斗距离桥面之间的距离以不碰撞模板上水平拉杆为限，尽可能降低高度。同时，灌注时控制下料速度，保证下料均匀。料斗应将混凝土先落到桥面斜板上再进入腹板沿着腹板移动，不集中下料，以免混凝土离析。

（6）梁体腹板混凝土采用附着式振动器与插入式振动器相配合的振捣方式，其中以附着式侧振为主，在混凝土灌注点前后4m必须上、下、前、后同时开启震动器以保证混凝土密实且不离析。一般混凝土振动时间为30s。以混凝土不再下沉，不出现气泡，表面平坦泛浆为度。

3.4、预防混凝土温湿度及收缩应力控制措施：

（1）混凝土浇筑完成，收浆抹平，待混凝土达到初凝强度时并用按压法按压混凝土表面，若无按压痕迹时方可使用土工布进行覆盖，覆盖物不得污染桥面，然后进行洒水养护。

（2）．搭设防风、防雨棚并将棚接缝处粘接牢固防治漏风使温湿度有较大变化，专人及时检查测温湿度。

（3）当混凝土初凝时，尤其应注意加强梁体表面的保湿工作。

（4）．梁体洒水次数应能保持混凝土表面充分潮湿。

（5）．一般的白天以2小时一次，晚上4小时一次。洒水量不能过于集中，要薄洒、勤洒，防止混凝土收缩裂纹。

（6）.梁在制梁台座上养护等强期间，需通过无线测温系统对梁芯部、表层、环境温度进行测量。测温点布置：每片梁共布置8个测温点，1，2点位于顶板和底板的中轴线上；3点位于顶腹板交接处4点位于底腹板交接处；5点位于顶板表层；6点测量梁内腔温度；7点位测量环境温度；8点位于梁表面。

（7）．梁体混凝土灌注完毕后，应随时收集混凝土表面与芯部、环境温度等温度参数，确保梁体芯部温度不超过60℃，最高不得大于65℃。当梁体芯部温度大于55℃时，应立即对腹板洒水进行降温。同时，可采用利用预应力孔洞通风、喷雾及冷却管降温等物理措施予以解决。

结束语

梁体混凝土拆模后，裂纹的形成往往是多种因素综合作用的结果。但是，其主要原因仍然是受春秋季大风影响水分损失过快，产生塑性收缩裂纹所致。我们通过控制原材，优化调整混凝土施工配合比，加强施工过程捣固等工艺方法，加强养护温湿度控制，使得T梁在春秋季施工裂纹得到了有效控制。

参考文献：

【1】倪进宏.安徽。合肥安徽建筑，2008.

【2】铁路混凝土.北京：中国铁道出版社，2012.