CN105666687A - 预应力活性粉末混凝土箱梁施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了预应力活性粉末混凝土箱梁施工工艺，包括如下步骤：1、施工准备，2、底模板设计、施工，3、绑扎钢筋骨架，4、波纹管安装，5、侧模、芯模安装加固，6、锚具、夹片、连接器安装，7、(RPC)活性粉末混凝土的拌和及运输、8、活性粉末混凝土浇筑，9、箱梁拆模前常温养护，10、拆模及凿毛，11、箱梁拆模后高温养护，12、张拉，13、压浆。本发明方法具有工艺可靠、节约了材料，提高了施工质量，经济效益和社会效益明显。

Description

预应力活性粉末混凝土箱梁施工工艺

技术领域

本发明涉及预应力活性粉末混凝土(RPC)箱梁施工工艺

背景技术

混凝土是高速公路桥梁的主要结构材料，其材料耐久性是结构耐久性的重要保证，尤其是在北方采用撒盐化冰雪的条件下。因此，采用超高性能混凝土是提高高速公路桥梁耐久性的发展方向；高速公路扩建后天桥跨径加大，其轻型化、装配化施工是一种必然的趋势。因此，选用轻质高强材料预制主梁结构可方便施工与提高施工效率。

RPC在工程结构中的应用可以解决目前的高强与高性能混凝土抗折强度不够高、脆性大、体积稳定性不良等缺点，同时还可以解决钢结构的投资高、防火性能差、易锈蚀等问题。在经济效益方面，尽管RPC的价格是普通混凝土的4.6倍，是高强混凝土的1.95倍，采用RPC粉末混凝土比普通混凝土节省用量37.2％，比高强混凝土节省用量35.6％，经济效益相比较其无可比拟的功能来说还是比较客观的，这里还不包括因为重量减轻节省的施工成本、加快资金周转等间接的经济效益，也不包括因为RPC可以直接承受剪力，取消构件中的附加抗剪钢筋。

在安全方面，通过RPC的特点描述可见其性能是优越，在环保方面，RPC是一种符合我国可持续发展战略要求的环保材料。在同等承载力条件下，RPC材料的水泥用量几乎是普通混凝土的1/2，因此同等量水泥生产过程中的CO2排放量也只有一半左右。

因此，将活性粉末混凝土应用于公路桥梁中具有创新意识，并且也能适应国际形势，起到节能环保的作用

发明内容

本发明的目的在于针对填补(RPC)活性粉末混凝土箱梁施工中的技术空白，提供(RPC)活性粉末混凝土箱梁的施工工艺。

为了解决施工中存在的技术问题，本发明采用了如下技术方案：

1.预应力活性粉末混凝土箱梁施工工艺，其特征包括如下步骤：

1)、施工准备

配置RPC混凝土所采用的原料为硅酸盐水泥、骨料、硅灰、减水剂、钢纤维,水；其用料质量比为：硅酸盐水泥：骨料：硅灰：减水剂：钢纤维：水＝1:1.24:0.3:0.05:0.18:0.18；

其中，水泥：采用强度等级为52.5的高品质硅酸盐水泥；

骨料：采用石英砂；

钢纤维：应采用抗拉强度≥2860长度在12mm～14mm，直径在0.18mm～0.22mm圆截面直纤维；

硅灰：SiO₂质量含量不小于90％，粒径为0.1～0.2um；

减水剂:采用减水率不低于25％的聚羧酸减水剂；

2)、底模板设计、施工

3)、绑扎钢筋骨架

4)、波纹管安装

5)、侧模、芯模安装加固

(1)梁板模板外模、内模采用整体式定型组合钢模板；

(2)端模板预留钢筋孔位置要垫帽式橡胶圈，防止从钢筋预留孔漏浆；

(3)梳齿板间隙处模板采用槽钢配合橡胶条拼接的方式；

(4)采用整体式芯摸；

(5)模板拼装前均匀涂刷脱模剂；

(6)模板间接缝用回力胶条背贴密封；

6)、锚具、夹片、连接器安装

7)、混凝土的拌和及运输

搅拌时的投料顺序应为骨料、钢纤维、水泥、硅灰，干料预先搅拌4min；加水和减水剂组分后再搅拌4min，搅拌时应避免出现钢纤维结团；

8)、活性粉末混凝土浇筑

9)、箱梁拆模前常温养护

拆模时间控制在终凝后24小时后，

RPC混凝土浇筑以后用土工布覆盖其上，且要每过半个小时就在土工布上喷洒水，水喷洒量为5升/㎡以上保证梁体养生的湿润环境；

10)、拆模及凿毛，

RPC混凝土常温养护1天后拆模，模板拆除后凿毛处理；

11)、高温养护

养生期为3天以上，控制温度要求90摄氏度以上，不间断蒸汽养生；

12)、张拉

13)、孔道压浆。

进一步，步骤8)具体为：每1.2方料拌和时间8分钟，卸料1分钟，全梁浇筑240分钟；

浇筑方法如下：

(1)从梁的一端开始向另一端逐渐推进施工；上下分层同时浇筑，上下层前后浇筑距离应保持在1.5～2.0m之间；

(2)腹板混凝土浇筑；腹板的振捣采用振捣棒配合附着式振捣器振捣，插入式振动棒应避免触及模板；

(3)顶板的混凝土振捣采用平板式振捣器或振动抹子配合插入式振捣器振捣；在振捣时只需将振捣棒插入到旧混凝土面。

进一步，工艺中所配置混凝土。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

本发明方法具有工艺可靠、节约了材料，提高了施工质量，经济效益和社会效益明显。

预应力活性粉末混凝土(RPC)箱梁施工工艺，特征包括如下步骤：

1、施工准备

对活性粉末混凝土箱梁的施工场地进行规划，对进场的物资、材料、设备进行验收，对所有的施工人员和施工管理人员做好施工前的技术交底和安全技术交底工作。

拌和站改造：项目拌和站为120型拌和机，考虑RPC新材料拌和条件的限制，需对拌和站进行改造，对原有的四个粉料罐内存料清理干净，分别储存P.O.52.5水泥及硅灰；对砂仓进行隔板切除，储存钢纤维；利用水稳拌和站预先将石英砂按配合比进行拌合，并对拌合后的混合料进行级配筛分试验，检测拌合效果。

本项目RPC混凝土的抗压强度为130MPa(注130MPa是以100mmx100mmx100mm的立方体试件)，RPC混凝土所采用的原料为硅酸盐水泥、细骨料、硅灰、减水剂、钢纤维,水。

配置RPC混凝土所采用的原料为硅酸盐水泥、骨料、硅灰、减水剂、钢纤维,水；其用料质量比为：硅酸盐水泥：骨料：硅灰：减水剂：钢纤维：水＝1:1.24:0.3:0.05:0.18:0.18；

其中，水泥：采用强度等级为52.5的高品质硅酸盐水泥；

骨料：采用石英砂；

钢纤维：应采用抗拉强度≥2860长度在12mm～14mm，直径在0.18mm～0.22mm圆截面直纤维；

硅灰：SiO₂质量含量不小于90％，粒径为0.1～0.2um；

减水剂:采用减水率不低于25％的聚羧酸减水剂；

细骨料：本项目采用石英砂，石英砂粒径分为粗粒径砂(2.36mm～0.6mm),中粒径砂(1.18mm～0.3mm),细粒径砂(0.15mm～0.6mm)，三者质量比＝0.2:0.5:0.3。

2、底模板设计、施工

底模板设计、施工同普通箱梁一致。

3、绑扎钢筋骨架

绑扎钢筋骨架的方法及要点与普通箱梁一致。

4、波纹管安装

波纹管安装方法及要点与普通箱梁一致。

5、侧模、芯模安装加固

(1)梁板模板外模、内模采用整体式定型组合钢模板。钢模要满足厚度、刚度的要求。材质为厚度≥6mm定尺原平板钢模板。

(2)端模根据角度、长度不同做成定型组合钢模板，模板使用前要进行试拼。端模板预留钢筋孔位置要垫帽式橡胶圈，防止从钢筋预留孔漏浆。

(3)混凝土流动度大，如按照常规的定型钢模加工，梳齿板间隙势必会跑浆，该处模板采用槽钢配合橡胶条拼接的方式，并且线性也容易控制。即翼缘板边缘处焊接槽钢1道，槽钢内侧镶嵌橡胶胶条，胶条上部按照顶板钢筋间距切割槽口，待顶板钢筋安装完毕，在其钢筋内侧穿入槽钢，顶部也采用橡胶条加槽钢的方式进行加固，可有效防止翼缘板梳型开口漏浆。

(4)RPC预制小箱梁芯模与普通混凝土预制小箱梁芯模不同，RPC混凝土采用整体式芯摸，即模板四周都为密封，而普通混凝土预制小箱梁芯模在地板部位等到混凝土浇筑后采取密封，针对RPC来说其模板的密封程度使其关键工序之一，如果芯模密封不严就会产生施工时混凝土泄漏的可能，一旦混凝土从模板缝隙中溢出很难采取其他措施将其封堵，主要原因为RPC混凝土在施工时在振捣作用下具有很好的流动度。

(5)为保证混凝土外观质量，模板拼装前均匀涂刷脱模剂。

(6)模板间接缝用回力胶条背贴密封。侧模加固方式与普通箱梁侧模加固方式相同，对箱梁的内模要进行防浮、防沉降、定位处理，防止芯模上浮的压杠(压杆采用方钢顶面加工字钢焊接组合方式处理)要用地锚拉紧，不能直接固定在模板上。

6、锚具、夹片、连接器安装

锚具、夹片、连接器安装的方式和要点与普通箱梁的施工方法一致。

7、(RPC)活性粉末混凝土的拌和及运输

，设计搅拌时的投料顺序应为骨料、钢纤维、水泥、矿物掺合料，干料预先搅拌4min；加水和减水剂组分后再搅拌4min，搅拌时应避免出现钢纤维结团。

RPC活性粉末混凝土粘度大，采用罐车运输及泵送的方式均不便于施工，故新加工1.2方料斗2个，配备2台三轮运输车运输。

8、活性粉末混凝土浇筑

在钢筋、模板、预埋件、预应力孔道、砼保护层厚度等检查合格后浇筑砼，在浇筑前必须清除模板中杂物，清除方法可采用空压机配合人工清理吹除。

本着集中拌和便于混凝土质量控制的原则，RPC混凝土利用原有120型强制式拌和机进行拌和，专用运输车配备料斗运输，运至施工现场后龙门吊吊送料斗入模。通过拌和试验，计算每盘料(1.2方)拌和时间约8分钟，卸料1分钟，全梁浇筑240分钟左右，四小时内可完成浇筑。浇筑方法如下：

(1)从梁的一端开始向另一端逐渐推进施工。上下分层同时浇筑，上下层前后浇筑距离应保持在1.5～2.0m之间。

(2)腹板混凝土浇筑。腹板的振捣采用细振捣棒(直径30mm)配合附着式振捣器振捣，插入式振动棒应避免触及模板。

(3)顶板的混凝土振捣采用平板式振捣器(或振动抹子)配合插入式振捣器振捣。

值得注意的问题：RPC混凝土初凝时间短，在施工时RPC混凝土顶面易假凝，浇筑RPC混凝土时采用一端向另一端逐步推进的方法来浇筑，所已会形成新旧混凝土交界面，在振捣时注意只需将振捣棒插入到旧混凝土面保证假凝混凝土破坏和新旧混凝土充分融合即可，禁忌为了要排除粘性较大的RPC中气泡而将振捣棒从新的混凝土顶振捣到旧的混凝土底，过分的振捣会消除气泡，但是过分振捣会破坏钢纤维均匀分布从而导致结构材料的不均匀受力而遭到破坏，所以只需排除大部分气泡即可，即能保证结构性能又能保证外观的质量。

9、箱梁拆模前常温养护

RPC活性粉末混凝土的终凝时间约为18h，拆模时间对混凝土外观质量影响较大，拆模早表面容易粘模，拆模过迟会由于芯模和外模造成的环向约束外加温度应力而造成混凝土的表面裂纹，所以一般拆模时间易控制在终凝后24小时左右，外观效果好。

RPC混凝土浇筑以后及时用加厚的土工布覆盖其上，以保证梁体从浇筑到水化热高峰期再到拆模这段时间内梁体的养护形成温棚效应，从而保证梁体在一个温度环境中养生，防止出现温度差从而造成温度裂纹，并且要每过半个小时就在土工布上喷洒温水保证梁体养生的湿润环境。15-20℃温水喷洒量为5升/㎡。

在混凝土终凝后及时松动芯摸和外模以释放环向约束，在松动外模的同时在外模与紧贴混凝土测喷洒15-20℃温水用以养护。

10、拆模及凿毛，

拆除模板时时应防止损伤混凝土。经试验比对，RPC混凝土常温养护1天强度可达到55MPa，1天即可达到一般混凝土拆模条件。拆模采用龙门吊配合人工完成。

模板拆除后方可凿毛。梁端湿接头、横隔板、翼缘板等新旧混凝土结合面必须弹墨线，棱角处留出1～1.5cm，防止凿毛时破坏棱角，影响外观。用机械凿毛机凿毛处理，彻底凿除混凝土表面浆液，露出不规则界面。

11、箱梁拆模后高温养护

根据试验经验，养生期为3天，控制温度要求90摄氏度以上，不间断蒸汽养生。

养生过程的控制：预制梁体采用蒸汽养护。养护过程分为静停、升温养护及自然养护三个阶段：

(1)活性粉末混凝土成型完毕后应静停6h以上，静停时环境温度应在10℃以上、相对湿度60％以上。

(2)静停完毕后预制梁体进行蒸汽养护，升温速度应不大于12℃/h，升温至90℃后，保持恒温(90±3℃)72h,再以不超过15℃/h的降温速度降至构件表面温度与环境温度之差不大于20℃。升温养护过程的环境相对湿度应保持在95％以上。

(3)构件终养结束后可进行自然养护，环境平均气温应高于10℃，构件表面应保持湿润(目测湿润即可)不少于7d。当环境平均气温低于10℃或最低气温低于5℃时，应按冬季施工过程处理，采取保温措施。

12、张拉

活性粉末混凝土箱梁的张拉方式和施工要点与普通混凝土箱梁一致。

13、孔道压浆

活性粉末混凝土箱梁的孔道压浆方式和施工要点与普通混凝土箱梁一致。

Claims (3)

1.预应力活性粉末混凝土箱梁施工工艺，其特征包括如下步骤：

1)、施工准备

配置RPC混凝土所采用的原料为硅酸盐水泥、骨料、硅灰、减水剂、钢纤维,水；其用料质量比为：硅酸盐水泥：骨料：硅灰：减水剂：钢纤维：水＝1:1.24:0.3:0.05:0.18:0.18；

其中，水泥：采用强度等级为52.5的高品质硅酸盐水泥；

骨料：采用石英砂；

钢纤维：应采用抗拉强度≥2860长度在12mm～14mm，直径在0.18mm～0.22mm圆截面直纤维；

硅灰：SiO₂质量含量不小于90％，粒径为0.1～0.2um；

减水剂:采用减水率不低于25％的聚羧酸减水剂；

2)、底模板设计、施工

3)、绑扎钢筋骨架

4)、波纹管安装

5)、侧模、芯模安装加固

(1)梁板模板外模、内模采用整体式定型组合钢模板；

(2)端模板预留钢筋孔位置要垫帽式橡胶圈，防止从钢筋预留孔漏浆；

(3)梳齿板间隙处模板采用槽钢配合橡胶条拼接的方式；

(4)采用整体式芯摸；

(5)模板拼装前均匀涂刷脱模剂；

(6)模板间接缝用回力胶条背贴密封；

6)、锚具、夹片、连接器安装

7)、混凝土的拌和及运输

搅拌时的投料顺序应为骨料、钢纤维、水泥、硅灰，干料预先搅拌4min；加水和减水剂组分后再搅拌4min，搅拌时应避免出现钢纤维结团；

8)、活性粉末混凝土浇筑

9)、箱梁拆模前常温养护

拆模时间控制在终凝后24小时后，

RPC混凝土浇筑以后用土工布覆盖其上，且要每过半个小时就在土工布上喷洒水，水喷洒量为5升/㎡以上保证梁体养生的湿润环境；

10)、拆模及凿毛，

RPC混凝土常温养护1天后拆模，模板拆除后凿毛处理；

11)、高温养护

养生期为3天以上，控制温度要求90摄氏度以上，不间断蒸汽养生；

12)、张拉

13)、孔道压浆。

2.根据权利要求1所述的预应力活性粉末混凝土箱梁施工工艺，其特征在于，步骤8)具体为：每1.2方料拌和时间8分钟，卸料1分钟，全梁浇筑240分钟；

浇筑方法如下：

(1)从梁的一端开始向另一端逐渐推进施工；上下分层同时浇筑，上下层前后浇筑距离应保持在1.5～2.0m之间；

(2)腹板混凝土浇筑；腹板的振捣采用振捣棒配合附着式振捣器振捣，插入式振动棒应避免触及模板；

(3)顶板的混凝土振捣采用平板式振捣器或振动抹子配合插入式振捣器振捣；在振捣时只需将振捣棒插入到旧混凝土面。

3.根据权利要求1所述的预应力活性粉末混凝土箱梁施工工艺，其中所配置混凝土。