斜拉桥塔梁固结混凝土裂缝控制.pdf

d o i ： 1 0 ．3 9 6 9 ~． i s s n ． 1 6 7 1 - 9 1 0 7 ． 2 0 1 6 ． 0 3 ．0 5 1 雾 斜拉桥塔梁固结混凝土裂缝控制 雾 Crack Controlling in Concrete Girder of Cable - stayed Bridge 雾 张 涛 ’。赵 德 海 ’，刘 瑞 均 ’。周 路 露 f1重 庆 城 建 控 股 r集 团 、有 限 责 任 公 司 ．重庆4 0 0 0 1 0： 2重庆景帝园林艺术有限公 司． 重庆4 O l t 4 7 摘要 ： 大体积混凝土的裂缝控制是工程上一道难题 ， 桥梁主梁O #节段 固结于塔柱 ， 易 出现裂缝是 一种 通病 。 阆 中嘉陵江四桥主 粱0 #节段是这两种 情 况的叠加 。 问题就更加 突出。在 实施过程 中， 主要从混凝土原材料、 配合比、 施工工艺等环节进行控制 ， 混凝 土质量得到保证。 关键词 ： 斜拉桥 ； 塔 梁固结 ； 裂缝 ； O 群节段 中图分类号 ： U4 4 5 ． 4 文献标识码 ： A 文章编 号： 1 6 7 1 - 9 1 0 7 ( 2 0 1 6 ) 0 3 - 0 0 5 1 — 0 2 Ab s t r a c t ： Th e c r a c k c o n t r o l of ma s s c o n c r e te i s a t h o my e n g i n e e r i n g p r o bl e m． wh i l e c r a c k s e a s i l y o c c u r s i n t h e O 撑s e g me nt o f the ma i n g i r d e r c o n s o l i d a t e d t o tow e r c o l u mn ． w h i c h i s a c o mmo n e n g i n e e ri n g p r o b l e m． T h e O s e gm e n t o f t h e ma i n g i r d e r o f the f o u r t h J i a l ing j i a n g R i v e r Br i d g e h a s b o th t h e p r o b l e ms ， a n d t h e c o n tro l ma i n l y f o c u s e s o n p r o c e s s e s l i k e l a W c o n c r e t e ma t e ria l s ， mi x p r o p o r ti o n an d c o n s t r u c t i o n t e c h no l o g y, and the c o nc r e t e q u a l i t y C an b e e n s u r e d． Ke y wor ds ： c a b l e - s t a y e d b rid g e ； t o we r c o l u mn c o n s o l i d a t i o n ； c r a c k ； 0 撑s e gm e n t 1概 况 四川省阆中嘉陵江 四桥为独塔 斜拉桥 ， 塔梁 固结体 系 ， 主 梁o # 节段作为索塔下横 梁 。主梁横 向宽度为3 2 ． 5 m， 塔梁结合 部实体尺寸为7 ． 7 5 m~ 6 ． 8 8 mx 5 m， 为大体积实体 多向混凝 土 ， 主 梁畔 节段横 向两侧受塔柱 约束 ， 超静定结构 ， 易产 生收缩裂纹 ( 主梁 节段见 图1 ) 。 图1 主梁0 # 节段横断面 主梁 混凝土 为C 6 0 ， 掺入 聚丙 烯腈纤维 ， 采 用普通 硅酸盐 水泥 ， Ⅱ级粉煤灰 ， S 9 O 矿 粉。经多次试验 ， 水 泥用 i~3 8 6 k g ， 胶凝材料总量达5 3 0 k g 。 节段浇筑 时正值冬 季 ， 气温较低 ， 混凝 土体 内外温差较 大 。 易产生温缩裂纹 。 2控 制措施 在桥 梁结 构设计 已经确定 的情 况下 ．为 了防止混凝土 裂 缝产生 。 主要从混凝 土原材料 、 配 合 比、 施工工 艺等环 节进行 控制 ， 并选取合理浇筑时间 。 收稿 日期 ： 2 0 1 6 — 0 1 — 2 5 作者简 介 ： ~( 1 9 7 8 一 ) ， 男 ， 重庆人 ， 本科 ， 高级 工程师 ， 主要从 事市 政道路工程 、 公路桥涵工程及建筑结构的施工及技术工艺创新 。 2 ． 1原材料 水泥选用广元海 螺水 泥有 限公 司生产的P ． 1 1 5 2 ． 5 ． 比表面 积 、 水泥碱含量符合 国家标准规定 。对进场温 度进 行测定 。 提 前备料贮存， 使水泥温度低于6 o ℃。 粗集料采用 当地嘉 陵江的卵石 ．经破碎机加工 为破 碎卵 石 ． 筛选用直径大于1 5 c m卵石 ． 保证破 碎后的粗集料表 面8 5 ％ 以上的破碎糙面 ． 光滑面 ≤1 5 ％． 增大粗集料 的包裹性。 破碎机 采用 加工产 品粒型好 、 生产 能力强 的圆锥 破碎机 。 调控 精准 ， 恒定排料 口控制 破碎卵石采用连续级配 ．要求针 、片状含量 ≤8 ％，含泥 量 ≤O ． 5 ％【 l 1 o 细集料采用嘉 陵江天然细砂与机制砂混合掺配 ．其 中天 然砂含 泥量 ≤1 ％， 机制砂 采用J Y S ， I ’ 高效 制砂机加工 ， 成 品粒 型好 ， 呈六面多棱体 ， 级配合理 。 掺配后 为中粗砂 Ⅱ区， 混 合砂 石粉含量 ≤2 ％ 粉 煤灰为 Ⅱ级 ， 细度 、 需水量 比、 烧失 量和 三氧化硫 含量 等指标满足《 用于水泥和混凝土中的粉煤灰) G B ／ T 1 5 9 6 的有关 规定 。矿粉采用$ 7 5 ， 各项技术 指标符合《 水 泥和混凝土 中的粒 化高炉矿渣粉) B G ／ T 1 8 0 4 6 — 2 0 0 8 的要求。 外加剂使用 聚羧 酸高性能减水 剂 ， 具 有高减水率 、 更 好坍 落度保持性 能、 较小干燥收缩 ， 各项指标满足《 混凝 土外加剂》 G B 8 0 7 6 — 2 0 0 8 规定 。 2 ． 2配合 比 配 合 比的基本 要求是 ． 具有 良好 的工作 性能 ． 坍落 度 、 扩 展度满 足施 工工艺的要求 ． 力学性能 、 长期性和耐候 性符 合设 计要 求 ， 尽可能减 小水泥用量 ， 使 水泥水化热 降低 ， 从而 降低 混凝土 内部温度 。胶凝材 料总量控 制在5 5 0 k m ， ， 减小混凝土 收缩 在混凝土 内按 l k g ／ m3 掺人 聚丙烯腈纤维 ． 使混凝土具有防 裂 的能力 。但掺人聚丙烯腈后 ． 为 了满足混凝土 的力学性能和 工作性 能 ．水 泥用量 较未掺人前增加 ．胶凝材料 总量相应增 加 ． 对混凝土 的收缩有不利影响。 经过多次反复试 验 ， 确定了混凝土配合 比( 见表 1 1 。 2 ． 3施工 工艺 针对大桥 主梁僻 节段 横向宽度大 、塔梁结合部 为大体积 重庆建筑 2 0 1 6 ． N O ． 3第 1 5卷 总第 1 4 9期 斜拉桥塔梁固结混凝土裂缝控制 表 1 C 6 0 混凝土配合 b 混凝 土 的结 构特点 ． 采取 了外保 内降 的温 度控制i2 ] ， 外部塔 柱 撑 拉锁定 ． 分层 分次浇筑 ． 混凝 土原材 料及配 合 比严 格控制 ， 选定适宜 浇筑 日期 的措施 2 - 3 ． 1撑拉锁定 o # 节段横 向宽度达3 2 ． 5 m． 与等高区域塔柱连接成整体 ， 横 向无 自由度 ． 混凝土温缩及干缩受 到约束 ， 容易在结构薄弱 处 产生干缩裂缝 其下 已浇筑两肢塔柱 ， 为 向上杆 系构件 ， 存 在 自由变形可能 ．在混 凝土浇筑过程 混凝 土初凝时造成 结构裂 缝 。 对下塔柱进行撑 拉锁 定 ． 使塔柱两肢相对 固定 ， 消除相对 变形 因素( 见 图2 1 。 图2塔柱 撑拉锁定体 系 在 下塔柱双 肢之 间设 型钢支 撑与 临时钢束 的撑拉 体系 ， 用 大型钢管对撑塔柱双肢 ．钢 绞线组成的钢束在钢 管的对撑 部分施加拉力锁定 撑 拉体 系由两道横撑及配合钢束组成 ． 在承台 以上1 0 m距 墩轴线2 ．4 7 m对称 布置2 根dP 8 2 0 x 1 0 mm钢管 ，钢束N1 、 N 2 临近 钢管上下 ． 每束 t~ t 7 q b 1 5 ． 2 钢绞线组成。第二道撑拉在承台以上 1 5 m． 因位 置受横梁 支架限制 ， 用2 1 5 0 b 型钢对撑 ， 钢束 N 3 对应 布置 ． 由1 9 1 5 ． 2 钢绞线组成。 钢柬N 1 、 N 2 、 N 3 每束张拉力分别为8 0 t 、 8 0 t 、 1 0 0 t ， N 3 在横梁 浇筑 到5 0 ％时 ． 再 补张 1 0 0 t ． 使锁定 钢束在 浇筑过 程 中保 持恒 定 。 2 ． 3 ． 2 分次浇筑 塔梁结合部 实体 尺寸为7 ． 7 5 mx 6 ． 8 8 mx 5 m．属于大体积混 凝 土。为 了减小体内外温差 ， 对混凝土采用分次分层 浇筑 。第 一 次浇筑高度4 m． 完成 主梁0 } } 节段 的底板 、 腹板 ； 第 二次浇筑 高度2 ． 8 8 m． 完成顶板及腹板倒 角。 分次分层 浇筑 。 变大体 积为小 体积 ， 减小 水化 热聚集 ， 降 低内部温升 ． 缩小混凝 土体内外 温差 。 分次 分层 浇筑 ． 将竖 向高度6 ． 8 8 m分 为了4 m、 2 ． 8 8 m， 使 实 体体积减小 第一次浇 筑后 ， 养 护期7 d 后再进行第 二次浇筑 。 两次浇筑 时间间隔7 d 以上 ． 第 一次混凝土水化热 基本散尽 ， 不 会对第二次浇筑造成 温度叠加 ．有效 地降低 了混凝 土因水化 热温升造成的温缩裂缝风险 _C h o n g q in g A rc h ite c tLife 2 o l6 ．N O ．3 检查是否漏水 进行封堵。 2 _ 3 ． 3控温措施 在塔梁 结合部 混凝 土 内安 装冷却 水管 ， 水 管采用 5 0 钢管 间距 1 ． 0 m， 分层 布置 ， 每层 间距 1 ． 5 m． 设置进 出水 口． 两端用9 0 ~ 弯头焊接 连成一个循环 回路r 见图3 ) 。 上下 两层冷却水管进行交错 布置 。使 散 热更加均匀 冷却水管安装后进行 通水试验 ， 达到 闭水 条件后在混凝土浇筑 时对 进出水 口 冷却管平面 冷却管立面 图3 冷却水管布置 每层循环水管设置 闸阀控制水 的流量 ．根 据安装于混凝 土 内部 的测温元件所测 温度 ． 适 时对 水的流量进行调控 ， 通水 时间、 流量可视混凝土温升 、 温降情况进行 调整 。在通水期 间 流量不小于2 ．0 m 3 ／ h ， 中途不得发生停水事故 。 通水 冷却过程 中， 冷却水管进 出口的水温差≤1 0 ℃。 对混凝 土浇筑体 的环境温度 进行控制 ．用蓬布对 主梁o # 节段进行 四周封闭 ． 利 用钢管架手架挂设蓬 布 。 蓬布距 梁体约 0 ． 9 m． 蓬布 围绕梁体 四周形 成环 ． 蓬布竖向高度在梁体 的高度 尺寸向上 、 向下各延伸 1 m。 在混凝土浇筑 完成后对顶面用蓬布 遮 盖 。 形成梁体外的一个稳定 温度 场 ． 混凝 土浇筑前 ， 对此进行 温度监测 ． 当昼夜温差≥7 ． 5 ℃时 ． 在温度较低 时段用电热器件 升温 ． 使 梁体环境温度稳定。 同时 ． 延缓混凝土 的脱模 时间 。 混凝 土模板能起到一定 的 保温作用 ． 降低混凝土在水化热峰值 时裸露于外 的风险 。 3结论 阆中嘉陵江四桥主梁0 } } 节段混凝土分别 于2 0 1 5 年 1 月底 、 2 月初分两次浇筑完成 ． 在 随后的验收检测 中 ， 未发现梁体 出现 规律性有 害裂缝 ． 特别是塔梁结合部 ， 外观平整 、 密实。 通过 上述几项措施 。 从 设计着 手 ． 掺入 聚丙 烯腈纤 维 ， 对 混凝 土原材料 、 配合 比 、 施 工工艺进 行有效控 制 ， 起到 了 良好 的效果 参考文献 ： 『 1 1 建设 部． J G J 5 2 — 2 0 0 6 普通混凝 土用砂 石质量及 检验 方 法标准『 S 1 ． 北京 ： 中国建 筑工业出版社 ， 2 0 0 6 ． 『 2 1 建 设部 ． G B 5 0 4 9 6 — 2 0 0 9 大体积 混凝 土施 工规 范【 S 】 ． 北 京 ： 中国计 划出版社 ， 2 0 0 9 ． 责任编辑 ： 孙苏 。 李红