摘要：在现代桥梁建设中，随着经济的快速发展、科技的进步和新材料新工艺的发明更新，对桥梁的跨径要求越来越长，对结构截面尺寸的要求越来越小，于是薄壁多箱室截面形式作为大跨径桥梁主梁的结构形式逐渐普遍。文章以巴中恩阳区义阳大桥为例，从混凝土配合比优化、混凝土性能控制、长高距离泵送混凝土及混凝土施工与振捣等方面对薄壁多箱室主梁混凝土施工进行阐述。

[作者简介]罗晓岗（1985—），男，本科，工程师，研究方向为桥梁工程。

混凝土施工技术经过100多年的发展，在建筑领域已经有了比较成熟的施工技术经验，但混凝土强度的增长有较长的时间过程，这对施工進度的加快提出了很大的挑战，对悬浇混凝土的节段施工造成一定的窝工，同时对配筋率比较高的薄壁混凝土施工及裂纹的防治也提出了较高的要求。本文从混凝土配合比优化、集料级配优化及施工过程控制等方面对以上问题进行了研究，取得了显著性的成果，达到了缩短工期、减少混凝土缺陷及节约成本的目的。

1 工程概况

义阳大桥为单塔单索面斜拉桥，采用塔梁墩固结体系，主桥跨度（105+140） m。主桥桥塔为混凝土桥塔，全高 130 m，桥面以上塔高 82 m，桥面以下高48 m。下部结构为承台接桩基础。引桥为预应力简支T梁，桥面连续，北岸3×30+4×30=250 m，南岸4×40=160 m。主梁采用三向预应力体系，纵向设计以全预应力构件为基础，横向设计以A级结构为基础，截面形式为单箱五室的C50预应力混凝土结构，顶板宽 33 m，底板宽13.8 m，中心梁高3.8 m，顶面设置双向横坡2 %，底板水平，结构中心线处梁高 3.8 m，挑臂3 m，中间箱室宽4 m，边箱宽4.75 m，斜腹板对应的箱室宽 5.425 m;每个斜拉索对应的位置设横隔板，中箱室横隔板厚45 cm，边箱变化到30cm。拉索采用平等钢丝索，上端锚固于混凝土索塔内置钢锚箱上，为锚固端，主梁上锚固于中室顶板上，为张拉端。中跨拉索标准间距6 m，为平衡悬臂浇筑的重量，边跨1#～9#拉索间距取6 m，10#～19#拉索间距为3 m，桥榙锚固区间距根据拉索锚固的空间要求从1.8 m变化到3.1 m。

2 混凝土配合比优化

2.1 原材料

水泥：P.O42.5和P.052.5，巴中海螺水泥有限责任公司;矿粉：S95，汉中汉钢新型建材有限公司;细骨料：机砂，中砂，南江县明威建材有限公司;粗骨料：5～25 mm连续级配碎卵石，巴中市恩阳区和平沙石加工厂;减水剂：减水率26 %～30 %，四川三聚建材有限公司;水：饮用水。

2.2 配合比优化

根据本工程主梁混凝土隔板最小厚度只有30 cm，纵横向及竖向预应力管道交错布置多，钢筋保护层厚度只有2 cm，钢筋配筋率高、部分主筋净间距只有3 cm，混凝土泵送垂直高度达48 m，混凝土输送管最长距离达198 m等实际特点及原配合比混凝土前期弹性模量及强度偏低、实体混凝土强度增长较慢等原因，同时本工程工期特别紧张，故对原混凝土配合比进行优化。JGT10-2011《混凝土泵送施工技术规程》中对泵送混凝土性能要求如表1所示，因本工程特殊，混凝土性能只满足表中不同高度泵送混凝土的要求时不能保证实体混凝土质量，混凝土需要具有一定的自密实性能，故将混凝土的坍落度设计成200～240 mm，坍落扩展度设计成500～550 mm。

主梁原配合比参数如表2所示，基于原配合比，将P.O42.5水泥调整为P.O52.5水泥，水胶比0.32调整为0.34，砂率41 %调整为42.5 %，粗骨料5～16 mm和16～25 mm的比例25：75调整为35：65，根据调整前后的参数分别检测混凝土坍落度、 扩展度，坍落度、扩展度经时损失，混凝土3d、4d、5d、6d、7d、28d抗压强度及抗压弹性模量等参数[1]，调整前后的混凝土性能如表3所示。

由表4所见，将P.O42.5水泥更换成P.O52.5水泥 ，适当增加混凝土掺合料用量和砂率后，混凝土的早期强度和弹性模量明显提高，混凝土拌和物性能得到改善。

2.3 混凝土配合比优化的意义

在本工程主梁实体混凝土浇筑完成后，从3d龄期开始进行现场结构混凝土回弹强度的采集，与室内标准养护试件及现场同条件养护试件的抗压强度及弹性模量共同作为结构混凝土预应力张拉的依据，指导现场施工。实际施工混凝土取样制件的力学性能与室内配合比试验时的数据较接近。现就配合比优化前后结构混凝土回弹强度及施工进度进行比较，如表5、表6所示。

由表5所见，混凝土配合比优化后对结构混凝土早期强度的提高特别明显，通过对配合比的优化、调整、原材料的了解和现场情况看，现场结构混凝土实体早期强度的提高主要原因是水泥的更换和粗骨料部分粗细比例的调整，用原配合比浇筑时，粗骨料中粗粒径部分偏多，而混凝土保护层设计厚度较小，再加上钢筋配筋率过高，混凝土表面2 cm主要是桨体为主，回弹法检测的强度不能直接反映结构混凝土实体强度，通过提高粗骨料中5～10 mm部分的含量，可以减少回弹面强度与实体混凝土强度之间的差异，但粗骨料中细粒部分也不能加过多，不然影响整个混凝土的强度。通过优化配合比，现场强度及室内、室外标准试件强度都在3 d时达到预应力张拉条件，但考虑了混凝土早期体积还不是很稳定，所以定在4 d时张拉，这跟原配合比相比，将原来7 d甚至更长时间才能进行的预应力张拉施工缩短到4 d时间，节省了工期，也避免了工人窝工现象。由表6可以看出，主梁悬浇节段循环工期由原来的17 d甚至更长缩短到后面11 d施工1节段。

综上所述，本次混凝土配合比的优化是成功的，他的意义在于，有效解决了结构混凝土前期强度增长慢，实体强度与标准抗压强度偏差大，避免了工人为等待混凝土强度达标而延时进入下一工序施工造成窝工，同时保证了质量，节省了工期。24A5E018-E18A-46A1-AE1E-02973CCAF554

3 混凝土性能控制

3.1 原材料准备

进场原材料均已根据规范规程的要求进行抽样检测合格，否则不允许使用，为保证混凝土质量，每次进场的外加剂都要经过试拌，混凝土性能与配合比设计时无大的差异，在开盘前进行砂石料含水率的检测，同时估算原材料储备量是否满足本次混凝土的方量，并给混凝土拌和站下配料通知单。主梁1#～9#块一次需要混凝土约340 m3，10#～19#块一次需要混凝土约170 m3。

3.2 混凝土拌和及运输

混凝土采用2台SZL50型拌和机进行拌和，混凝土罐车运输混凝土。拌和站计量系统除了计量所进行校准外，拌和站要定期进行自校准，确保各种材料的计量准确，每盘混凝土搅拌时间控制在不少于120 s，试验检测人员安排专人在拌和站进行混凝土性能的控制及调整，刚开盘时都要检测出机坍落度等混凝土拌和物性能，各项性能满足要求才能进行拌和。混凝土运输途中罐车搅拌筒应以3-6 r/min的缓慢速度不断转动，以保证混凝土拌和物不产生离析。浇筑1#-9#块时，运输车到达现场后由两头均衡供料。

4 泵送混凝土

4.1 设备准备

主梁混凝土的浇筑质量直接影响主梁混凝土的施工质量，根据主梁的结构布置形式，经过多方案比较，最终确定选用一级混凝土泵送方案进行主梁混凝土浇筑。根据主梁混凝土泵送高度和长度的要求，混凝土泵送设备选择2台三一HBT80C-2118型高压混凝土泵（表7）。

混凝土泵管选用直径125 mm，单根长度3.0 m，壁厚8 mm的高压泵管，为保证主跨和边跨混凝土平行作业互不干扰，沿主梁两侧各布置一套混凝土泵管进行主梁混凝土施工[2]。泵管通过水平管道从高压支撑泵连接到塔身两翼，然后泵管从0#块主梁两端连接到悬灌混凝土施工处。

泵管在塔柱外侧及电梯壁附近布置，沿塔柱方向每增加4.5 m设置一道附墙，确保泵管固定牢固。

泵管固定示意如图1所示。

为了保证现场施工，避免突然停电带来影响，备有1台550 kW柴油发电机作备用，满足施工照明、混凝土振捣和零星焊接用电。

混凝土的振捣考虑到钢筋和预应力筋较多，间隙较小，主要采用50和30型振动棒，50型和30型振电机和棒各计划10套，2套附着式振捣器，另外各备用4条振动棒备用。

4.2 泵送混凝土

在本工程中，混凝土泵送管道较长，因此在泵送混凝土之前，泵送足够的水使管道充分湿润，然后将管道内的水排干;管道干燥前，放入一个直径略小于泵管内径的海绵球，之后泵送砂浆约2 m3，再泵送混凝土。施工時随时检查混凝土性能，严禁泵送不合格的混凝土，同时按要求及时在浇筑现场取样制作试块进行试验检测。

5 混凝土浇筑

5.1 混凝土浇筑

混凝土施工时要分层浇筑分层振捣，底板、顶板及隔板采用振动器振捣，振动器形式为插入式，每层厚度不宜大于 30 cm，振动时间20～30 s，操作时快插慢拨，相邻两个插入位置的距离不宜大于50 cm，振捣上层混凝土时，要插入下层混凝土深度5～10 cm;斜腹板采用附着式振捣器振捣，振捣时间不宜过长，达到混凝土密实为度[3]。对灌筑高度超过2 m的，采用滑槽、串筒、漏斗等器具灌筑。混凝土浇筑要确保连续性，如需间断，其允许间断时间根据试验数据确定，超过混凝土初凝时间的，按施工接缝处理。

混凝土水平分次浇注时，下层混凝土浇注完成后，清除混凝土表面浮浆，待混凝土达到1.2 MPa以上强度后，拉毛（约1 cm）并用凿子或錾子凿除混凝土顶面上的水泥砂浆薄膜和表面上松动的石子及松弱混凝土层，凿碎后用高压水彻底冲洗，在准备浇筑上部混凝土前，洒上清水，使混凝土粘结面充分湿润，无积水。在浇筑混凝土前，可先在下层混凝土表面浇筑一层灰砂比相同、水灰比略小的水泥砂浆，厚度约为15 mm，再浇筑上层混凝土。接缝处的混凝土应加强振动，使新老层混凝土紧密结合。混凝土灌注完毕，待混凝土初凝后，压平混凝土顶面（需凿毛的结合面除外），混凝土终凝后及时用土工布覆盖并浇水养护。确保混凝土内部质量均匀密实，杜绝空洞、露筋、露骨、蜂窝、麻面、裂缝等缺陷。

5.2 防止梁段混凝土裂纹发生的方法

本工程梁体形式为薄壁多箱室结构，同时混凝土壁板厚度厚薄不一，容易产生裂纹。针对裂纹产生的原因，采取合理设计及优化混凝土配合比、控制水泥用量、增加矿物掺合料用量、选用减水率较高的优质高性能减水剂、降低水胶比等办法，减少收缩裂纹和温度裂纹;在梁段混凝土灌注中，采取从前向后逐步灌注的办法，防止由于挂篮变形在新、老混凝土连接处产生裂纹。

6 结束语

本文以巴中恩阳区义阳大桥主梁混凝土施工为例，主要从混凝土配合比优化、混凝土性能控制、长高距离泵送混凝土及混凝土施工与振捣等方面对薄壁多箱室主梁混凝土施工各个环节进行控制，特别是通过混凝土配合比的优化，使混凝土早期各项指标得到提高，防止了薄壁多箱室主梁裂纹的产生，缩短了施工工期，具有较好的经济效益和社会效益，对相似工程的施工具有借鉴意义。

参考文献

[1] 王英娇 孙镇国. 悬索桥“D”型截面混凝土索塔施工技术[J]. 环球市场， 2017（7）：3-3.

[2] 王保国. 机制砂高性能混凝土的试验研究与应用[J]. 工程与试验， 2011（2）：32-35.

[3] 魏红兵 刘红飞. 泵送法预制钻井井壁工艺的应用[J]. 混凝土与水泥制品， 2007（2）：39-41.24A5E018-E18A-46A1-AE1E-02973CCAF554