活性粉末混凝土(RPC)桥梁生产工艺探讨.doc

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1、活性粉末混凝土(RPC)桥梁生产工艺探讨 摘要： 文章通过对活性粉末混凝土（RPC）桥梁生产工艺的探讨，对大跨度RPC预制T梁的制造技术有了较为深刻的了解，通过试验，选定了RPC桥梁施工用配合比，通过实践，形成了RPC的搅拌及灌注方法，掌握了RPC的养护技术，并制订了养护制度，掌握了涂装技术。为今后大批量的生产RPC梁打下了坚实的基础。 关键词：RPC梁；生产工艺；探讨 中图分类号： TU37 文献标识码： A 1、前言 随着我国经济建设的发展，公路、铁道数量的迅猛增加，沿海、河网地区以及城市公路立交桥大量出现，对铁路桥梁梁下净空及线路标高的限制越来越严，迫切需要使用建筑高度尽可能低的梁，以满

2、足跨线地段净空的要求。另外，降低桥梁建筑的高度，还可节省大量桥头土石方量，少占用农田，这是降低综合工程造价的重要途径。 普通混凝土由于其材料的局限性，以及列车行车速度的进一步提高，使低高度梁或超低高度梁的应用受到了一定的限制。而活性粉末混凝土（RPC）具有高强度、高弹模、高耐久性、高延性等特点，可以从材料上解决低高度桥梁的应用问题。 2008年，中铁六局承担了蓟港铁路北塘西至东大沽扩能改造工程，该工程中含有RPC简支T梁共计19孔，其中32m RPC梁14孔，24m RPC梁5孔。国内RPC简支梁预制仅有跨度20m梁试生产过，大跨度的32m、24m梁试制生产尚无先例。 2、工艺流程 工艺流程见

3、图1。 3、施工工艺 3.1 原材料 3.1.1水泥 水泥采用品质稳定、强度等级不低于42.5低碱硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥熟料中C3A含量不大于8。其性能符合现行国家标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的规定，不得使用其他品种水泥。 为此采用了唐山冀东水泥三友有限公司生产的低碱P.O42.5普通硅酸盐水泥。水泥的细度3450cm2/g；初凝时间为2h14min；终凝时间3h9min。 3.1.2骨料 骨料采用粒级分粗砂、中砂、细砂三个粒级，分别为1.250.63mm、0.630.315 mm、0.3150.16 mm的高品质石英砂，泥土含量不应大于0.5%。SiO2含量应大于97%，筛分试验

4、按铁路混凝土与砌体工程施工规范（TB10210-2001）规定进行。其余技术要求应符合现行国家标准普通混凝土用砂质量标准及检验方法的规定。 3.1.3专用混合料 专用混合料由北京交通大学配制，主要是以SiO2为主要矿物成分的高活性超细粉末，既具有增强作用，又可以降低拌合物的粘度。性能指标要求：SiO2含量大于85%，Al2O3含量低于4%，SO3含量不超过0.8%，细度在120000cm2/g以上，颗粒粒径在0.5m以下的占68以上，活性指数应达到120%，流动度比90%以上。 3.1.4钢丝纤维 钢丝纤维采用细圆形表面镀铜高强度钢纤维，直径0.20mm，长度1214mm，抗拉强度不得低于28

5、60Mpa，弹性模量不得低于1.9GPa，其余性能应满足钢纤维混凝土JG/3064-1999要求。 3.1.5高性能外加剂 外加剂采用减水率大于28%，高掺量（固体掺量大于35%）时无缓凝作用的氨系减水剂。混凝土外加剂应符合GB8076的规定，并检验合格后方可使用，其性能与所用水泥的适应性良好，碱含量不得大于10%，外加剂掺量由试验确定，严禁掺入氯盐类外加剂。 3.2 配合比 混凝土设计强度等级C120，弹性模量设计值48GPa，混凝土须具备很好的耐久性能，通过对多个配合比的经济性及其各项性能指标的综合对比，选定配合比见表1： 表1 混凝土的配合比 名称 石英砂 水泥 专用混合料 高强度钢纤维

6、 高性能外加剂 水 1.250.63mm 0.630.315 mm 0.3150.16 mm 单方用量（kg/m3） 343 686 177 706 210 160 69 127 3. 3 搅拌 3.3.1搅拌机采用强制式卧轴搅拌机，转速48转/分钟，采用电子计量系统计量原材料。 3.3.2原材料配料称量精度:水泥的质量按质量计准确到1%，干燥状态的掺合料的用量按质量计准确到0.5%，骨料的用量按质量计准确到1.5%，水、外加剂的用量按质量计准确到0.5%。 3.3.3 混凝土搅拌：先加骨料和纤维搅拌2min，再加入水泥和专用混合料搅拌12min，最后加水、外加剂搅拌3min以上，总搅拌时间不

7、得短于7min。 3.4运输 3.4.1运输采用汽车加吊斗，开盘前检查吊斗的容器部分是否干净，并打湿内壁。 3.4.2吊斗的运输距离不得超过400m，运输与静停累计时间控制在15min以内。 3.4.3拌合物卸料时，采取开启斗门自行流淌的方式，抛落高度控制在1.0m以内。当出料比较困难时，开启斗门上固定的附着式振捣装置辅助卸料。 3.5浇注与振捣 3.5.1RPC梁按普通混凝土梁相同的浇注方式进行。 3.5.2RPC梁振捣以附着式振捣器为主，插入式振捣棒配合使用，钢筋密集部位加强侧振采用小直径插入式振捣棒加强振捣。附着式振捣器在梁端处变截面处设置（1、2、3号）较为密集，在梁的其它部分斜对称分

8、布（4和2号），具体的布置见图1。 图2附着式振捣器布置图 3.5.3混凝土自加水搅拌时起，灌注前时间不超过20min。 3.5.4浇筑采用连续灌造、一次灌成的工艺，并具有良好的密实度。每片32m梁浇注总时间不宜超过10h，每片24m梁浇注总时间不宜超过8h。 3.5.5下灰要均匀,每层混凝土浇筑厚度不得超过20cm。 3.5.6 混凝土浇注时，模板温度宜在535。当模板温度低于0或高于40时，应对模板采取升、降温措施。当模板温度低于0时，应用蒸汽对模板预热；在炎热的夏季，应避开白天高温时灌注混凝土。 3.5.7混凝土拌合物入模温度宜在1030，每次浇注前应按GB/T50080-2002的规定

9、对混凝土拌合物的温度进行现场测试，浇注过程中应每20罐混凝土抽查一次，且每片梁不少于2次。 3.5.8桥面板混凝土应及时赶压、抹平，保证排水坡度和平整度，平整度不大于3mm/m。 3.5.9梁体在灌筑混凝土过程中，应按规定随机取样制作混凝土强度试件（均匀分布取样）、弹性模量试件（在同一盘中取）。施工试件应与随梁体在同条件下振动成型并随梁体养护。 3.6养护及拆模 灌注完毕的RPC梁养护采用分阶段养护制度。养护过程分为静停、蒸汽初养、拆模、蒸汽终养和自然养护等五个阶段（见图2）。 图3 养护过程示意图 3.6.1静停：将灌注完毕的RPC梁在台座上带模静停，为了减少水分蒸发散失应覆盖苫布，静停时间

10、不得少于6小时。 3.6.2蒸汽初养：静停完成后，通过蒸汽提高苫布内环境温度，升温速度控制在15/h以内，升温至4050，保持恒温810小时（或同条件养护试件抗压强度达到40MPa时间为准），再以降温速度15/h以内降至梁体表面温度与环境温度相差不超过20时，进行拆模。 3.6.3拆模：拆模时，确保构件温度与环境温差不大于20，且保证构件棱角完整，连接板根部、隔墙根部及梁面板掖部不开裂。拆模时应轻敲轻吊，防止了边角磕损、碰坏。气温急剧变化时不进行拆模。 3.6.4蒸汽终养：拆模后的梁体再次覆盖苫布，通蒸汽进行养护。蒸汽不直接喷在梁体表面，蒸汽排管与梁体之间留有40cm间隙，且使蒸汽向下方喷。终

11、养过程分为升温、恒温、降温三个阶段，升温速度不大于15/h，降温速度不大于15/h。恒温温度控制在755，恒温养护时间不少于36h（或同条件养护试件抗压强度达到设计强度为准）。撤除保温设施时，构件表面温度与环境温度之差不超过20。 3.6.5自然养护：梁体蒸汽终养结束后进行自然养护，环境温度不低于10，并对梁体进行洒水养护，时间不少于7天。当环境平均气温低于10或最低气温低于5时，按冬季施工处理，采取了保温措施。 3.7 预应力张拉 3.7.1张拉准备工作 在进行张拉前，梁体混凝土如有较大缺陷，应预先修补好，方可施加预应力，非预应力部分如横隔墙、挡碴墙等处缺陷可在张拉后修补。另外，张拉前还应将

12、锚垫板上的灰浆清理干净。 3.7.2张拉所用设备主要 ZB10-320型油泵、YCW300C型穿心式千斤顶，0.4级张拉油表，自制张拉架，10kN倒链等。 3.7.3张拉机具的检验 张拉前应对千斤顶、油压表及油泵配套标定，张拉时要配套使用。张拉千斤顶的校正系数1.05，校正周期不超过一个月，油压表的校正周期不超过一周。 3.7.4张拉作业 梁体张拉分两次进行：当混凝土强度达到75.5Mpa时，进行初张拉，然后将梁体吊离制梁台座；当梁体混凝土强度达到123.5Mpa、弹模达到48Gpa（调整中），且龄期不小于10天时，进行终张拉。张拉时采用应力与伸长值双控，以控制应力为主，伸长值作为校核。 张拉

13、步骤：张拉分两次进行，张拉时先拉至初应力，用钢直尺测量千斤顶油缸伸出长度，再拉至张拉控制应力持荷min，用钢尺再次测量油缸伸出长度，最后锚固。 3.7.5预应力张拉时，每片梁断丝及滑丝数量不超过预应力钢绞线总丝长的0.5%，位于梁体的不同侧。 3.7.6锚固后，夹片外露齐平，错牙不超过1mm。终拉后的24h内，各端各钢绞线的回缩量不大于1mm。 3.8 压浆 3.8.1终张拉后24至48h之内对梁体进行压浆，采用一次压浆工艺。压浆过程中及压浆后48h内，梁体温度不低于5。水泥浆的水胶比不大于0.35。 3.8.2压浆方法：用砂轮切割机切除外露钢绞线，再用环养树脂涂封锚具，水泥浆用压浆剂和强度等

14、级为42.5的普通硅酸盐水泥备制。一端压浆，当另一端有浓浆溢出后，关闭出浆口，保压0.6Mpa约2分钟。压浆顺序自下往上进行，一片梁一次连续压完。水泥浆搅拌好后很快便压入孔道，置于注浆罐的浆体则继续搅拌，自搅拌至压入孔道的间隔时间不超过40min。 3.9封端 将锚穴处的混凝土凿毛，涂聚氨脂防水涂料，封端混凝土也采用RPC，人工插捣密实，外表面应与端面平齐，并抹光。并在封锚后的混凝土圆周上用聚氨酯防水涂料进行防水处理。 3.10防水层、保护层施工 防水层及保护层施工按通桥（2005）8061图办理，与普通混凝土桥梁相同。 3.11 涂装 3.11.1 RPC梁涂装采用河北廊坊天骄防水材料有限公

15、司生产的JJ型混凝土结构修补复合材料。 3.11.2修补材料配合比 材 3.11.3设备工具 抛光机、抛光刷、钢丝刷、腻子刀、砂纸、刮板、手锤、钢钎、塑料料斗、滚刷、毛刷、水桶等。 3.11.4施工步骤：基层处理填补气孔（刮腻子）涂主层涂料（四遍）涂罩面涂料（两遍） 3.11.5 涂装时环境温度：530，如超出范围，作业时间应做出相应调整；涂装时环境相对湿度不大于85%； 4 结束语 经过一年多的试验、试生产及正式生产，我们已形成一套比较成熟的RPC梁生产工艺，为今后大批量的生产RPC梁打下了坚实的基础。 图1 工艺流程图 钢筋加工、定位网制作分别绑扎梁体钢筋骨架和桥面钢筋骨架 底模、侧模修理

16、、清理、涂脱模剂安装底模活动块安装支座板吊装钢筋骨架 立端模 立侧模 移梁初 张 拉脱 模 养 护 梁体混凝土灌筑 检查签证 油表、顶配套校正强度、弹模合格成型砼试件 终 张 拉 切钢绞线、密封锚具压 浆封 端防水层、保护层施工涂装成品梁存放待架 注：斜体加黑字所代表工序为重要工序（质量控制点），包括：梁体混凝土灌筑、初张拉、终张拉、压浆和防水层保护层施工。 参考文献 1铁道第三勘察设计院编制的RPC梁验收标准 2客运专线活性粉末混凝土（RPC）材料人行道挡板、盖板暂行技术条件 3TB/T3043-2005预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件 4活性粉末混凝土（RPC）研究与应用评述（结构工程师同济大学建筑工程系 屈文俊 秦宇航） 5活性粉末混凝土铁路预制梁的设计与试验研究（北京交通大学等季文玉等） 作者简介： 张春伟，男，2004年7月毕业于石家庄铁道学院，就职于中铁丰桥桥梁有限公司