浅谈石济客专箱梁架设支座砂浆灌浆质量控制

曹森森

摘 要：目前客运专线正线多以桥代路，桥梁主要采用32m预应力混凝土简支箱梁，箱梁体积庞大，重达900吨。因此，箱梁在墩台上安装是否稳定直接关系到桥梁上部结构的稳定性及行车安全，而箱梁架设最关键的工序是箱梁支座无收缩水泥砂浆灌注，本文结合中铁十九局集团六公司石济客专900吨整孔双线简支箱梁架设工程，对支座灌浆试验材料选择、试验方法及灌浆过程进行了分析与总结。

关键字：箱梁架设；支座砂浆；灌浆控制

客专铁路推行桥梁和无砟道床技术，采用“以桥带路”的建设方式，在形式上桥梁施工纳为基础建设，并同路基施工，主要体现在“先架后铺”法，提出以桥梁工程施工建设为主题导向，这就对预制箱梁架设施工提出了更高要求。

1 工程概况

石家庄至济南客运专线，是我国高速铁路网中太原至青岛客运专线的重要组成部分，线路全长323.112km。中铁十九局集团六公司中铁十九局集团石济铁路客运专线项目经理部第六分部负责架设新建石家庄至济南铁路SJZ-3标衡水梁場所有预制箱梁，共计788榀，其中24m预制箱梁55榀，32m预制箱梁733榀。

2 铁路架梁施工中灌浆材料的技术要求

目前，我国铁路桥梁铺架安装的灌浆施工中，桥梁底端支座与桥墩支撑垫石之间的施工空间狭窄，一般仅有20～30mm的施工空间，要求材料具有较高的早期强度和更好的流动性，以满足施工进度和施工质量要求。因此，铁路相关部门参考相关行业标准，针对铁路支座安装灌浆的特点，对支座灌浆材料的某些性能指标做了规定。主要指标如下：

（1）浆体水灰比不宜大于0.34，且不得泌水，流动度≥320mm；30min后流动度不应<240mm，

（2标准养护条件下浆体28d膨胀率为0.02～0.1%；

（3）灌浆材料可用早强快硬材料，常温条件下，灌浆材料2h抗压强度不宜低于20 MPa，56h抗压强度不应小于20 MPa

3 原材料

3.1 自流平砂浆介绍

自流平砂浆是一种由胶凝材料、细骨料、填料及添加剂等组成，加水搅拌后具有流动性或稍加辅助性铺摊就能流动找平的地面用材料。它具有流动度大、施工快速、表面光滑平整等优点。国外自流平砂浆的使用已比较普遍，技术也比较成熟。目前，国内灌浆材料已发布的标准《水泥基灌浆材料施工技术规程》（YB/T9261-98）和2005年发布的中华人民共和国建材行业标准《水泥基灌浆材料》（JC/T 986-2005）。

3.2 材料组成和技术指标

1）水泥：为满足超早强的要求，应该首选快硬早强型水泥，常见的早强型水泥有快硬硅酸盐水泥、高铝水泥、磷酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。根据早强型水泥的性能特点，选择快低碱度铝酸盐水泥作为超早强支座砂浆的胶凝材料，试验过程中选用了低碱度硫铝酸盐42.5R级水泥。

表142.5R级低碱度硫铝酸盐水泥矿物组成 %

表242.5R级低碱度硫铝酸盐水泥性能

2）砂子：试验过程中为了提高超早强高铁专用支座砂浆材料的流 动性、强度及外观，选用了用洁净、粒径优良的白色石英砂。

表3高速铁路专用支座砂浆材料用石英砂级配

3）辅助功能材料：在试验研究过程中为了使超早强高铁专用支座砂浆材料具有较好的流动性能、流动度保持性能及较高的2h强度，选用的功能性辅助材料及功能如下：减水组分，其功能主要为使支座 砂浆材料具有良好的流动性；缓凝组分为硼酸盐，其主要功能在30min内保持支座砂浆材料具有良好的流动性，以满足工程施工要求；早强组分为经高温煅烧而成的特种早强剂，其主要功能是使支座砂浆材料在30min以后快速凝结硬化，达到2h抗压强度大于20MPa的要求，同时提高1d的强度；消泡组分为有机硅类消泡剂，其主要功能是降低支座砂浆材料在加水搅拌过程中引入的微小气泡，改善力学性能和抗渗性能；抗裂组分为6mm长的聚丙烯纤维，其主要功能是提高支座砂浆材料的抗裂性能。

4 支座砂浆灌浆施工质量控制

4.1 支座安装

箱梁在预制梁场内完成盆式橡胶支座安装后，提梁机提梁至运梁车上，采用运梁车运梁至架设现场，配合架桥机喂梁。架桥机落梁对位后，将箱梁放到四个临时测力千斤顶（根据设计标高已调好千斤顶标高）上，使各支座反力与四个支座反力的平均值相差不超过±5%，支座底平面与垫石顶面的间隙为20～30mm后，采用重力方式向垫石锚栓孔内注入无收缩早强高强支座灌浆料，使箱梁通过支座与垫石连成一体。再进行支座底灌浆，完成箱梁的架设作业。

支座灌浆工艺：

1）砂浆搅拌

砂浆称量完毕后先将砂浆倒入搅拌机内干搅2～3分钟，然后边搅边加水。当加水至80%时，停止加水并继续搅拌3～5分钟，最后加入剩余20%的水，加完所有的水后继续搅拌3分钟。在搅拌过程中，用抹子将结块的砂浆捣碎，使砂浆无结块。砂浆搅拌时，要注意砂浆搅拌的时间，从开始加水搅拌至灌注完毕不能超过30min。

2）支座灌浆

灌浆前应初步计算所需浆体体积，实际灌注浆体数量不应与计算值产生过大的误差，防止中间缺浆。砂浆搅拌完毕后，开始灌浆。灌注前，用少量的清水对灌浆管进行清洗，冲去灌浆管内壁上的砂子等杂物，并对灌浆管内壁进行润滑。

在初步定位后下落箱梁，箱梁下落至距支承垫石50cm时减缓下落速度，检查箱梁底部十字线与支承垫石顶面十字线之间的偏差，调整天车后下落箱梁至墩顶上，采用测力千斤顶作为临时支点，确保箱梁四支点的反力并在5%之内，利用精确定位装置和4台500T千斤顶将箱梁调整至设计位置。然后采用重力灌浆方式对支承垫石与支座底面及锚栓孔处空隙进行灌注，灌浆从支座中心部位向四周注浆，砂浆从搅拌机内流入料斗时，应始终保持料斗装满90%。当灌入的砂浆距支座底平面10mm时，将搅拌机的出料口关闭，利用灌浆管内的砂浆注满模板。当砂浆超过支座底平面5mm时停止灌浆。

4.2 检测

支座砂浆搅拌均匀后应立即注浆，同时进行现场试验试件制作，试件采用水泥胶砂试模，试模规格40*40*160mm。现场制作试件5组，2h、24h、28d、56d及备用试件各一组，试件制作完成后做好及时收面和养护，待到有一定强度后，送至试验室进行力学性能检测。

标段内支座砂浆检测统计表

4.3 拆模及砂浆层养护

支座灌浆料在凝固的过程中会产生大量的水化热，灌浆料灌注完毕后需要及时的进行养护。养护前，需要对砂浆料的凝固情况进行观察。养护时间夏天一般在灌注完毕后的5～10分钟，冬天一般在灌注后的10～20分钟，且冬天使用热水进行养护，并用棉被进行保温。灌浆材料达到规定强度后，拆除模板，拆模时，需小心谨慎，防止磕碰砂浆层表面。并检查是否有漏浆处，对漏浆进行补浆。拧紧下支座板地脚螺栓，拆上、下支座板连接角钢，拆除临时千斤顶。拆模后，对砂浆层进行覆盖养护。

5. 结束语

砂浆层主要用来支撑箱梁，砂浆层灌注质量的好坏直接关系到箱梁的稳定性及列车运行安全，因此支座灌浆应作为900吨箱梁架设的关健工序。由于采用无收缩早强高强灌浆料，属于采用新材料、新工艺，目前，还没有很成就的灌注工艺及检测方法，需要不断完善支座灌浆施工工艺及养护措施，特别是冬季养护措施，改进模板搭设及拆卸步骤，减轻工人劳动强度，使砂浆层的外观及内在质量全部达到规范及设计要求。