钢箱梁配重铁砂混凝土

钢箱梁承重铁砂混凝土是桥梁施工中专用高密度混凝土。主要用于大跨度桥梁(如斜拉桥、悬索桥)钢箱梁部分区域压力，以调节构造重心，改进应力均衡或达到施工阶段的坚固性。

其中，“铁砂混凝土”是推动高密度的关键因素——用重石（铁矿砂、磁铁矿石、废钢丸等）取代一般砂，显著提高了混凝土的表面密度（可达3500～5000 kg/m³，远高于水泥混凝土2400 kg/m³）。

1、为何钢箱梁选用铁砂混凝土承重？

✅ 主要目的：

1。 结构调整关键：

主跨与边跨不同时，在边跨钢箱梁内浇制承重混凝土，防止上翘。

2。 均衡索力或弯距：

在斜拉桥或悬索桥中，依据部分压力抵消太大的拉应力或倾覆力矩。

3。 操作施工阶段转变：

合龙段施工或系统转换根据中临时平稳。

4。 节省钢材用量：

与提高钢结构自重对比，用混凝土承重更经济。

📌 基本应用案例:港珠澳大桥、苏通长江大桥、沪苏通湘江公铁大桥等。在关键部位应用铁砂混凝土做为承重材料。

二、铁砂混凝土的关键特性

特点 要求密度 ≥3500 kg/m³(普遍类型：380000–4800 kg/m³）

强度等级 C30～C50(合乎承重和耐用性规定)

流动性 高流量，自密实（SCC），便于泵送并增加狭窄空间

容量坚固性 低收缩，不泌水，不开裂

与钢箱的粘合力 出色的粘合，避免脱空或移动

耐用度 抗疲劳、抗渗、抗氯离子腐蚀

三、原料的构成

组成 材料说明

掺合料 普通硅酸盐水泥   煤灰/矿粉(提高工作性与水胶比)

细骨料 天然铁砂 或 冶金废料粉碎制成的重质砂（Fe₂O₃含量高，密度高≥4。2 g/cm³）

粗骨料 磁铁矿石碎石、冷轧钢块或废钢颗粒(粒度5–20mm）

外加剂 减水剂   膨胀剂（补偿收缩）  黏度改性剂(防离析)

水 清除饮用水

🔍 重石的一般种类：

天然磁铁矿（Magnetite， Fe₃O₄）：密度约4。5–5。0 g/cm³

赤铁矿（Hematite， Fe₂O₃）：密度约4。9–5。3 g/cm³

废钢丸/钢屑:工业回收材料成本低，但需要除锈处理

四、设计与施工关键技术要点

1。 配合总体设计

钢箱梁内设置剪力钉（螺栓钉），提升钢与混凝土之间的搭配效果；

设置定位钢板或隔板，避免混凝土在动载下相对挪动；

必要时提升部分解决方法，避免部分弯折。

2。 配合比设计规范

兼具可泵性，确保高密度；

控制坍落扩展度为550–650mm(自密实特点)；

采用全级配设计，提升铁砂与铁石比例，防止离析；

添加膨胀剂(如UEA)赔付前期收缩，防止页面脱粘。

3。 施工工序

1。 清除钢箱内部：清除油垢、铁锈、污渍；

2。 拼装模版及排气孔：确保密封，排气通道充裕；

3。 剪力钉布局：焊缝质量务必验收合格；

4。 分层浇制：每层厚度≤50cm，避免压力集中造成一次性太高；

5。 鼓捣密实：采用插式鼓捣器与粘附震动器融为一体；

6。 保养：遮盖保湿保养不少于7天，冬天需保温防冻；

7。 查验：超音波或雷达检测无裂纹、脱粘。

五、常见问题及应对措施

难点 原因 解决方案

-❌ 密度不足 石料密度低或掺量不够 严苛选料，点评表面密度

❌ 开裂 关掉大，温度快 运用低热水泥，掺膨胀剂，改进维护

❌ 泵送艰辛 流动性差，离析 提升外加剂配方，选用自密实技术

❌ 与钢箱脱粘 页面处理不当或收缩很大 页面凿毛，涂刷界面剂，补偿收缩

❌ 动载下挪动 无有效定位构造 提升挡块、剪力键、锚固钢筋

六、技术标准和规范参照

《公路桥涵施工技术规范》JTG/T 3650-2020

《自密实混凝土运用技术规范》JGJ/T 223-2010

《重混凝土技术规范》CECS 253：2008（推荐性协会标准）

ASTM C637 / C638 — Standard Specification for Heavyweight Aggregates for Radiation Shielding(尽管用以防辐射，但对重石有指导意义)

七、合理化与替代方案相比

方案 优点 缺点

✅ 铁砂混凝土承重 密度高，成本适度，施工健全 必须独特的材料供应，运送重量大

⚖️ 水泥混凝土容积提升 材料易得 占空间大，可能影响气动外型

💡 钢块压重 拼装灵便，脱卸式 成本高，联络繁杂，易松动

🔄 活载承重(后期载) 可调 不适宜永久构造

✅ ：铁砂混凝土是最常用的永久承重方式，尤其适用于空间有限、密度要求高的钢箱梁工程。