赵爽1赵志轩1刘红1陆加越1潘竟盛1王剑2

（1.江苏苏博特新材料股份有限公司，南京211100）

（2.无锡市久安砼业有限公司，无锡214000）

摘要：对昌赣铁路某箱梁外观质量问题进行了研究，分析了影响其质量的各施工要素，从混凝土质量控制、模板与脱模剂质量、浇筑工艺、振捣工艺以及成品保护等施工要素入手制定了相关改善措施，提高了箱梁外观质量。

关键词：箱梁，外观质量，施工要素

0前言

[1]某客运专线，线路长度415.165公里，桥隧比为68.2%。其中，某标段全长40余公里，主要由涵洞与特大桥构成，混凝土工程包括CFG桩、箱梁、T梁等，预计方量为200余万方，采用C50混凝土浇筑施工。首片预制箱梁（320方/片）拆模后，发现箱梁外观存在花斑状颜色整体不一、分层纹路、内倒角处气孔密布等外观问题。为确保工程进度与质量，项目部组织施工相关各方就箱梁质量问题进行分析，并制定了相关解决方案。

1存在的问题

浇入箱梁的C50混凝土和易性好，入模后无离析、分层、跑浆现象；养护至设计强度的85%后拆模，箱梁外观质量差，存在以下问题：

①分层线，项目部认为其为冷缝，位于梁端，梁的单侧（紧挨布料泵）；分层线由梁端逐渐向梁中部延伸，距梁底部的高度逐渐降低，至梁体中部后消失，见图1所示。

③气泡，位于内倒角，腹板与底板过渡区，直径大于2mm，见图3所示。

④泌水纹，集中于位于腹板底部，呈鱼鳞状、凹坑型，见图4所示。

2施工中的原因分析

2.1混凝土原材料及其工作性能

表1 混凝土工作性

对现场混凝土用水泥、粉煤灰、砂石、减水剂等原材料品质、性能进行了逐一检查，所有原材料均为同一批次、同一厂家，且性能均一稳定，各项指标满足设计标准要求。C50混凝土和易性好，工作性见表1。

由表可知，C50混凝土各项性能指标满足TB/T3275-2011《铁路混凝土》等相关标准规定要求，和易性好，未发现混凝土存在离析、泌水和跑浆等和易性不良问题，满足相关设计规范及标准要求[1~3]。

2.2模板与脱模剂涂刷质量

箱梁采用钢模板施工，但刚度较差，模板腹板表面可见明显纵向振动棒敲击刻痕，见图5所示；模板平整度差，存在明显点状或片状凹坑缺陷，见图6所示。脱模剂为机油与柴油混合物，粘度大，采用滚涂施工，在距离底板1.2~1.4m的腹板处可观察到明显的滚涂交界线，且可见的点状、带状脱模剂淋痕，见图7所示；模板清理不干净，存在锈迹，见图8所示。

由图可知，钢模板表面存在敲击缺陷说明模板刚度不足的问题，在混凝土浇筑侧压力作用下变形，使浇筑后的箱梁腹板表面呈波浪状，使相邻凹凸区域含水率不同，砼水化程度不一，含水率较高区域水化程度高，颜色深，否则相反，从而导致色差产生。凹坑缺陷破坏了模板平整度，使硬化混凝土表面平整度变差，光线反射程度的差别导致箱梁表层平整度的差异。脱模剂滚涂交界线、淋痕，与锈迹沾染于硬化的混凝土表面，污损硬化混凝土表层，产生花斑问题。此外，梁场周边有土石方工程作业，且梁场位于下风区，涂机油模板易吸附灰尘，带来模板污渍，影响箱梁外观。

2.3浇筑工艺

箱梁浇筑使用两台地泵，采用同时相向对角工艺浇筑（见图9），一次性浇筑完成。混凝土从梁端腹板浇筑入模，首先完成整个底板和下承托的浇筑，然后依次浇筑腹板和顶板。单层浇筑高度为1.0~1.2m，相邻层浇筑间隔时间为45±15min。浇筑开始时间为上午10:30，完成所有浇筑工作共耗时6.5h。浇筑期间当地气温为25±2℃，微风，3~4级。

分析认为，由于相邻层浇筑间隔时间较长，同时大体量混凝土浇筑后水化放热加剧，在风作用下，水分蒸发速率加快，混凝土表层失水加剧，工作性损失，而新浇筑的混凝土流动性良好，两者含水率与水化程度不同导致硬化后分层线的产生，从而影响硬化混凝土外观质量。

2.4振捣工艺

振捣采用插入式振捣器与附着式振捣器相结合的方式，在波纹管以下主要采用附着式振捣器振捣，在波纹管以上以插入式振捣器振捣为主，附着式振捣器布置位置随着波纹管曲线的变化。底板与腹板浇筑过程中，为提高浇筑密实度，采用附着式振捣器进行长时间振捣；而对于腹板下倒角，未采用插入式振捣器振捣。

结合倒角大气泡与泌水纹问题，认为该问题与其振捣程度有关，该部分气泡多为工艺气泡，由混凝土浇筑过程卷入，非混凝土自身气泡；而振捣过程中，由于单层混凝土浇筑厚度过高，且振捣棒仅能贴外壁振捣，满足不了内侧倒角处工艺气泡排出的要求。泌水纹与过振问题有关，附着式振捣器长时间振捣，破坏了混凝土自身的均一稳定性，增加了混凝土离析、泌水的风险。

3改进措施

鉴于此，从混凝土质量控制、模板与脱模剂质量、浇筑工艺、振捣工艺以及成品保护几个方面入手，制定相关措施，以提高箱梁外观质量。

在混凝土质量控制方面，水泥、粉煤灰、矿粉、粗细集料、减水剂的各项性能指标应满足TB/T3275-2011的要求，且要保持均匀稳定，每批次经检验合格后方能入仓，严禁随意变更原材料产地。准确计量各原材料，严格把控搅拌时间，确保拌合物均匀稳定，严控出机工作性。采用混凝土罐车输送，运输能力应与混凝土凝结速度和浇筑速度相协调，使浇筑工作不间断，且使混凝土运到浇筑地点时仍保持良好的和易性。

在模板与脱模剂质量方面，提高钢模板的刚度，对新模板进行统一的打磨除锈处理。选用低粘度的脱模剂，优先选用色拉油或水性脱模剂。脱模剂采用刷涂施工，避免产生淋痕与交界分界线问题，模板表面不得有锈迹、油污、砂石等杂物。

在浇筑工艺方面，浇筑纵向仍采用先底板，再腹板，后顶板的顺序，全断面分层阶梯式向前推进；横向采用先中间后两段的顺序。减少单层混凝土的浇筑厚度，单层混凝土浇筑厚度保持为30~50cm。缩短相邻层浇筑间隔时间，增加浇筑频率，少打多浇，一气呵成，浇筑过程中不得出现长时间停滞现象，相邻层浇筑间隔时间最好控制在20min以内。

在振捣工艺方面，附着式振捣器每处振动时间应以振动到混凝土成一水平面且不在出现气泡为止，单次作用时间为25~30s，每处可作用1~2次，任何情况下不宜少于10s。插入式振捣器插入间距为作用半径的1.5倍，不可以贴着模板，应插入下层混凝土5~10cm，每处作用时间应以混凝土表面不再有明显沉落，不再出现大量气泡，混凝土表面均匀、平整，并已泛浆。振捣器在一个部位振捣完毕后，须缓慢均匀地边振捣边上提，不易提升过快，不得水平提拔振捣器，以防止振捣中心产生空隙或不均匀。此外，针对内倒角气泡问题，增加振捣效果，且沿内倒角反插振捣，提升排泡质量。

在养护及成品保护方面，混凝土在振捣平整后即进行第一次抹面，在混凝土初凝前进行拉毛处理，初凝后覆盖麻袋或草袋进行湿润养护。混凝土养护用水的条件与拌和用水相同，采用当地自来水，混凝土的洒水养护时间一般为7d，可根据空气的温度、湿度、水泥品种、外加剂等情况，酌情延长或缩短养护时间；混凝土的洒水养护次数，以能保持混凝土表面的土工布和模板外面处于湿润状态为度，一般宜间隔1.5~2小时/次。

4结语

针对铁路预制箱梁的外观质量问题，系统研究了影响外观质量的各要素，并制定了相关质量控制措施，使得其外观质量得到显著改善；同时，发现箱梁混凝土外观质量控制是一个复杂的各要素高度整合的系统工程。箱梁外观质量的优劣不仅取决于箱梁混凝土品质有关，而且与施工过程中的浇筑、振捣、养护等要素密不可分。因此，为了保证箱梁的内实外美，应加强对施工过程中的各要素进行全过程的质量控制。

参考文献

[1]TB/T3275-2011,铁路混凝土[S].

[2]客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件(铁科技[2004]120号).

[3]客运专线高性能混凝土暂行技术条件(科技基[2005]101号).