悬辊法预制涵管的工艺及其现场控制

悬辊法预制涵管的工艺及其现场控制

仇玉梅

(广西交通学校,广西南宁530023)

摘要:

T(i .

介绍涵管干硬性混凝土配合比的设计,主要参数的选抒,试验结果的分析以及施工现场的拧制要点和注意事

关健词:涵管;混凝土配合比设计;控制

中图分类号:11449. 83文献标识码B

Technology on Precasting Culvert Pipe

by the Method of Suspended Rolling and Its Control at Site

QIU Yu-mei

(Cuangxi Communications School, Nanning Guangxi 530023, China)

Abstract: The essay introduces the design of hard dry concrete mix ratio, the

1

selection of main indices, the

analysis on test result, the principle for mix ratio recommendation, the control keys at site and (tie relative

precautions.

Key Words: culvert pipe; mix ratio of concrete; design control

1概述

广西河池(水任)至南宁公路是世界银行贷款的

国家重点支持项目,全程共236.707 km,其中水任至

都安段为96. 600 km的二级公路,路基宽为15m,都安

至南宁段为140. 107 km的高速公路,路基宽为26 in,

工程量巨大,仅通道和涵洞就有937处.在涵管预制

中,管径为1.0 m,1.25 m,1.5 m,2.0m的圆管涵均采

用悬辊法施工

悬辊法是一种新型的施工工艺,预制涵管时须采

2

用干硬性混凝土,其稠度较大,单位用水量和水灰比

较小,可节约水泥用量,早期强度增长快,制管质量好;

同时,成型速度快,带模养护时间短,可大大加快工程

施工进度.

2原材料性能试验

2. 1水泥

采用广西红水河水泥股份有限公司生产的红水河

牌525号普通硅酸酸盐水泥和1'西鱼峰水泥股份有限

公司生产的鱼峰牌525号普通硅酸盐水泥进行对比试

验,其物理力学性能见表to

表1水泥物理力学性能技术指标

密度

(盯cm' )(})瞥安定性

3

凝结时间

(卜mm)

抗压强度

(Mpa)备注

一5961

3.05246

3_11125.6

合格

合格

初凝

3;31

2.44

终凝3d3d 28d

4

4:55

4.08:一:5.9 8.9

5992

红水河水泥

角峰水泥

收稿日期:2001一09一28

作者简介:仇玉梅[1965一),女,湖南人.讲师,从事新li筑路

材料研究,

属杏桥万方数据

2001年第4期总第95期第26卷

2.2细集料

采用武鸣和陆川天然河砂,其物理力学性见表2,表3

表2细集料物理力学性能技术指标

5

堆积密度

(g/-')

细度模数

(F. m)

云母含量

(%)

有机质含量

(比色法)产地

l0l2

28划

2.

2631.50

1.

6

162

1.82

1_85

0.1

0.5

浅于标准液188武鸣

浅于标准液21陆川

表3细集料顺粒级配

筛孔尺寸(mm)2.5 1.250.630.315)16 < 0. 16产累计筛余率(9)5.6

3.4

14.4 25.762287.995.9 4武鸣

累计筛余率(%)巧3 27.9.479.093.5 6.5陆川

7

2.3粗集料

按照就地取材的原则,采用沿线石灰岩机加工碎

石,粒级为5一25 mm,5一31.5 mm分别用于管4-} }k7

m和1.25一2.0 m的圆管涵,其物理力学性能见

,表5,表6

表4粗集料物理力学性能技术指标

最大粒径

(mm)

表干密度

(g/-')

堆积密度

(k才m')

针,片状含量

8

(%)

9070

气}5

31.52.722_711 710

2.712.691 650

0.4 0.3

0.5 0.2

11.6

10.7

10.9

9 6

表5粗集料顺粒级配

筛孔尺寸(mm) 31.520 105 2.5< 2.5

9

累计筛余率(%)1.332.5 79.4 94.3 98.5 1.5

表6粗集料颗粒级配

筛孔尺寸(mm) 255 2.5<25

累计筛余率(%) 32.6 97.5 99.7

24水

采用饮用水或洁净的天然水,要求水质合格

3混凝土配合比设计与试验

3.1设计原则:满足设计强度,施工和易性,耐久性和

经济性要求.

3.2配合比设计的主要参数与指标:单位用水量为

110- 140 kg/m3,水灰比为0.30一.一40,砂率为30

一40%,混合料工作度即维勃稠度为20-40 s,设计强

度为30 M Pa,试配强度为38.3 MPa,容重采用2 450

10

k岁m3m}

3.3计算方法:采用JGJ 55-20由《普通混凝土配合

比设计规程)的重量法计算,不同配合比各种组成材料

的单位用量见表7,

3.4评定指标:工作度,抗压强度-

3.5试件的成型条件:试件模拟施工现场悬辊制管时

混合料的受力状态振捣成型,抗压强度试件采用150

mm x 150 mm x 150 mm的标准试件

3.6配合比试验结果与分析

3.6.1各种配合比的实测技术指标见表7,表s

万方数据

82广畜文:9并技

表7混凝土配合比试验结果

11

主要参数单位用量(kg/.')

试验

配合比试验结吴

水W

石乙

砂5编号水灰比ss }

气%)呼水泥:砂:石:水

抗压强度

(HPa)

7d(〕

工作度

!'C值1

(S)28 d

12

383835见363422抖邓242528书242628加262125肠

0.35

959242_4

802204

0.38

卜2.28:3.43:0.33

1:2.44:3.66:0.35

1:2.68:4.02:0.38

40.4:::

36244.5

0.32

0.36

0.38

13

0.36

038

2.02:3.30:0.32

2.32:3.79:0.36

2.47:4.03:0.38

2.11:3.59:0.36

2.25:3.82:0.38

4U2436

38,

17_4:;:

37.8

34.24744;

115115118118118125125125 0.40

14

130 0.36

130 0.38

130 0.40

130 0.38

130 0.40

130 0.42

125 0.37

125 0.39

125 0.41

130 0.38

130 0.40

130 0.42

1:2.38:4.05:0.40

15

11.95:3.47:0.36

1 2.08:3.70:0.38

1:2.21:3.93:0.40

1:2.20:3.58:0.38

1:2.33:3.81:0.40

1:2.46:4.02:0.42

1:2.12:3.76:0.37

1:2.25:4.00:0.39

1:2.38:4.24:0.41

1:2.14:3.:0.38

1:2.14:3.:0.40

336

372:一:

16

②③①②③卫汤③①

356

34_344.741.4

38.746.0

36.3.3

34.240.9

38349.4

35.6.2

30.2

39.7 48.0

36.4 45

1:2.40:4.08:0.42 34.5 39.8

巧巧151818182525253030303030302525乃303030

17

2l92172432532462572682266277226237246272283293246257晰

81374676I7687327397447057l27l875275877l5721727732738744

3033693283ll3473293l336l3423253423253l033832l3053423253l0

40404038383837打37孙363638383836弘36373737

①②③①②③①②③

叹6,了注1试脸编号1-5的混凝土配合比采用红水河水泥,武鸣河砂试脸编号6,7的泥凝土配合比采用鱼峰水泥,陆川河砂

2试验编号1一4,6的混凝上配合比采用最天粒径为31.5 mm的碎石,试验编号5,7的混凝土配合比采用最大杜径为25 mm

的碎石.

表8混凝土强度与密度的关系

编号

配合比

(水泥:砂:石:水)

18

实测强度

(MPa)

382 406

2_25:4.00:0.3942.82 452C302 450

9810C10298

46.42 497

37_92 400

2_14:3.:0.4043.3:::一100102C302 450

458

主:编号1的;A凝土配合比采用最大拉径为31.5 mm的碎石编号2的;X.凝土15L合比采用最大拉径为25 mm的碎b

万方数据

2001年第4期总第95期第26卷

19

3.6.2试验结果分析

在保证原材料质量合格,计量准确,拌和均匀的条

件下,新拌混凝土混合料的工作度直接受单位用水量

「和砂率几的影响从表中试验结果可见,W与八

越大,稠度越小,即维勃时间越小,符合一般规律.根

据设计和施工要求,以及气候条件,选择W为125-

135 kg/m3, (l,为36%一38%,稠度(维勃时间)为20-

30 s的配合比工作性较适宜.

同样从试验结果中可见,在一定条件下,混凝土的强

度主要决定于水灰比和密实度的大小,水灰比越人,密实度越小,则强度越低;水灰比越小,密实度越大,则强度越

高.根据设计强度和1_程所要求的保证率(95%)得出

较优水灰比为0.38-0.40,且密实度不低丁98%

20

4推荐施工配合比

根据原材料性能,配合比试验结果,以及施工要

求,考虑自然因素和人为因素,经综合分析,优选推荐

使用的施工配合比,见表9

表9推荐配合比

试验

主要参数单位用量(ke/m')

梦7kW,

配合比

水泥:砂:石:水值)

Cb

V(编号水灰比

0.38

21

0.40

0.40

0.39

0_40

1:2.25;3.82:0.38

1:2.21:3.93:0.40

1:2.33:3.81,0.40

1:2.25:4叨:0.39

1-2.14-3 .0粼)

7d

39.5

34.3

36.5

22

35.5

36.4

28 d

46.4

41.4

43.3

46.2

451

石'

砂5

2530302530

.才广气',,'25盯232825

n,倪nn1QO

23

飞1凡,一内,

,'叮'7.,了7

9气气..上气

2勺~,一汽乙,

飞内j两,八,,j

瓣(%)一3736383637

2530302530

1,1内,4气

5施工配合比的现场控制

为保证涵管的制做质量,同时须严格控制:

5.1现场使用的原材料必须与室内试验的原材料相

符合,按要求控制好原材料的进场,堆放,自检与抽检,

保证其质量符合技术规范的要求.

24

5.2施工过程中应根据气候条件随时测定粗,细集料

的含水率,及时调整各组成材料的单位用量,确定混凝

土施工配合比.

5.3混凝土拌和时,配料计量要准确,称料量水设备

精确度在士0.4%以内,粗,细集料的允许误差不超过

t2%,水和水泥的允许误差不超过士1%,力求准确控

制水灰比,用水量的计量精度须3d校核一次,避免混

合料太干造成涵管表面出现砂眼,蜂窝等,太稀则不易

成t;同时混合料拌和要均匀充分.

5.4千硬性混凝土稠度(维勃时间s)的控制亦是保

证混凝土质量的重要环节,应每小时测定一次,并在规

定的范围(20- 30 s)内,当超过控制界限时须查明原

因,修正用水量.另外,干硬性混凝土稠度(维勃时间

25

5)与其出机温度,气温等有关,温度高者,维勃时问偏

小,因此,应按施工季节对稠度进行调整,使维勃时间

在允许的范围内二

5.5喂料机喂料时,应先两头后中间,且均匀连续地送八混凝土,并要求适量;若过量易造成管模在悬辊上跳动,严重时可能损坏机械,若欠量则不能形成超高(5一6 mm),致使辊压不密实而影响混凝土的强度及包裹钢筋的效果.

5.6养护:当采用蒸汽养护时,应从低温升至高温(50

一80 Y;)在此温度下带模养护1一2h;当采用自然养

护时,可在常温下带模养护5一8h.待混凝土强度达到

设计强度的70%时即可脱模,并保湿养护至28 d龄期

6结束语

当前在国标,部标颁发的水泥混凝土配合比设计

规范中,还没有对水灰比小于0.4及维勃稠度为20-

40s的干硬性混凝土配合比设计的主要参数,即单位

26

用水量,水灰比,砂率等做详细介绍,推荐或规定.为

此,我们在配合比设计过程中,通过大量的对比试验得

出了符合悬辊法施工工艺所用干硬性混凝土的主要参

数和各组成材料的配合比,从而推荐出施工配合比C

但是,在干硬性混凝土抗压强度试件制作时所采用的

成型条件与施工现场涵管预制的悬辊成型有一定差

异,如荷载大小,加载方式和加载时间等,还有待于进

一步探讨和改进.

参考文献:

[11 JTJ 55一2000普通混凝土配合比设计规程[si

[2] JTJ 053一94公路工程水泥混凝十试验规程[`.-

〔3〕交通部第一公路工程总公司编道路建筑工程材料手册

[Z」北京:人民交通出版社1993

27

[4]路桥集团第一公路工程局主编公路桥涵施工技术规范

[z]北京人民交通出版社,2000

万方数据

28