桥梁工程中大体积混凝土施工技术浅述张冬华

桥梁工程中大体积混凝土施工技术浅述张冬华

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摘要:近年来,随着社会经济的不断发展,我国的桥梁建筑事业得到了飞速发展。目前,很多大几何尺寸、大体积混凝土施工逐渐应用到桥梁的承台建设中。因此,要想保证桥梁工程的施工质量,严格把控桥梁大体积混凝土施工技术是关键。研究桥梁大体积混凝土施工技术对于桥梁建设行业来说具有非常重要的现实意义。

关键词:桥梁;大体积混凝土;施工技术

1桥梁大体积混凝土的设计要求

大体积混凝土施工特点是:整体性要求比较高,要求连续浇筑;结构的体量较大,浇筑混凝土后形成较大的内外温差和温度应力。大体积混凝土工程结构较厚,体形较大、钢筋较密,混凝土数量较多,施工条件较为复杂,施工技术要求高,必须同时满足强度、刚度、整体性和耐久性要求。另外,还存在如何控制和防止温度应力,变形裂缝产生等问题。做好桥梁大体积混凝土施工设计是保证后期桥梁工程质量的重要前提条件。因此,在进行桥梁工程施工之前,首要要做的工作就是混凝土前期的设计。科学合理的设计对桥梁工程的质量有着非常重要的影响。桥梁大体积混凝土的设计要求具体表现在以下几个方面:1)设计过程中,所采用的结构形式以及分块形式必须合理。例如,桥梁施工中涉及到水平施工缝的问题,在进行分块时必须要以温度裂缝的要求为依据进行科学的分块,有时还要设置必要的连接方式;2)对于混凝土强度选择的问题,一般情况下可以选择强度等级在C20~C35范围内的混凝土。这样可以防止混凝土内部产生的大量热量无法扩散,避免大体积混凝土内热量分布不均而导致混凝土开裂现象的发生;3)为减少混凝土的质量问题,在承压式基础不变的情况下,可以通过改善结构物的约束条件来保证其质量。例如,可以在混凝土垫层上设置滑动层;4)合理的设置钢筋的分布。在进行桥梁大体积混凝土设计时,应尽量采用直径小的钢筋,而且布置密度不能太大,控制好每一根钢筋的间距,从而有效增强整体的承载力。

2混凝土配合比设计

2.1水泥的选用

水泥的选择对于大体积混凝土的调配具有非常重要的意义,通常情况下,在保证混凝土强度的基础上需要采取合理的办法减少水泥的使用。一般而言,大体积混凝土中水泥和凝胶材料的使用不能低于350kg/m3,只有这样才能保证混凝土浇筑时水化热的温度不超过规定标准。除此之外,水泥的选择还需要考虑其水热化温度、后期强度以及质量问题。实践表明,3d的水泥水化热不宜大于240kJ/kg;7d的水泥水化热不宜大于270kJ/kg。在后期的施工中,还要严格控制水泥入机的温度,通常而言,温度在60°以下是比较合适的。

2.2骨料的选择

通常情况下,细骨料中选择中粗砂比较好,因为这种砂石可以有效减少水热化水泥和混凝土的收缩力度。实践表明,添加中粗砂之后可以使每立方米的混凝凝土缩小20~25千克的水泥用量。一般来说每立方米的混凝土减少水泥用量10千克,绝热温升时,温度将会下降1摄氏度。粗骨料要采用碎石和含泥量在1%以下的连续级配,这样的粗骨料具备较高的和易性,且密实度较好,其能够在保证水泥量减少的基础上保证混凝土的强度。这样可以实现节省材料和造价的双重目的。另外,在搅拌技术的选择上可以应用碎石拌和,保证混凝土的抗裂能力。

2.3外加剂的选择

外加剂的选择与凝胶材料的使用情况息息相关,当需要使用粉煤灰时,应将粉煤灰的比例控制在低于胶凝材料的40%;需要掺入矿渣粉时,矿渣粉的比例应低于胶凝材料的50%;另外,还需要注意的一点是外加剂要尽量选择具有较好水化热效果的,这样可以起到减小混凝土水化热温度的作用。

3桥梁大体积混凝土施工措施分析

3.1采用浇筑的施工技术

分块浇筑是桥梁施工中经常会采用的施工方法,利用分块浇筑可以有效降低内外两部分的温差。根据其浇筑的区域将分块浇筑进行划分的话,可以分成分层浇筑以及跳仓浇筑两种类型。分层浇筑又分为全面、斜面和分段三种方案。另外,全面分层能使混凝土均匀地散热,并且减少垂直裂缝的生成,但相对的不具备较高拌合能力的混凝土,就会造成结构的抗渗能力低下,这种情况就要采用分段浇筑进行施工。目前,大多数的桥梁工程施工中都会用到浇筑技术,一般是整体浇筑。在浇筑时我们还要严格控制温度,当温度降到最低点时再进行浇筑。这样能够保证温差不大,不容易出现裂缝,另外就是可以用自然环境降低温差,夜间或者是低温时间浇筑。一旦碰到高温大气,就要采取措施降低温差。

3.2适当降低浇筑的温度

降低浇筑温度的主要目的是通过减小温差,进一步减小温度的应力。通常情况下都是采用加冰搅拌以及预冷骨料(气冷法、水冷法等)等方法降低浇筑温度。而且,还要注意的是为尽可能的保证降温效果,在时间的选择上我们一般是安排在夜间或者低温的季节,以获得更高的降温效果。如果是在高温的季节进行施工,则会采取减小混凝土温度回升的方法,例如尽量减少运输混凝土的时间或者是加快进行混凝土入仓覆盖的速度,再比如减少曝晒混凝土的时间、对运输混凝土的工具采取隔热等措施。为减少混凝土在泵送过程中受到过多的太阳辐射热量影响,还需要对管道进行全面的覆盖,并且还要洒上冷水,最大限度的降低混凝土的温度。除此之外,在进行桥梁大体积混凝土施工时,水泥的散热工作也是非常关键的环节。一般可以采用冷却的拌和技术以缩短运输的距离、对骨料进行浇水冷却等方法,加强水泥的散热,而以上这几种方法在实践中都取得了较好的效果。

3.3改善施工工艺

可以通过采用二次投料和二次振捣的方法进一步改善混凝土的搅拌和振捣工艺。另外,为了进一步防止表面裂纹新一步发展成为贯穿裂缝,还需要采用二次收面的方法对其进行相应控制。在大体积混凝土初凝以前,采用人工收面或者用磨光机收面,一方面可以将已经出现的表面裂纹予以消除;另一方面二次收面,特别是磨光机收面可以对上层混凝土产生轻微震动,保证混凝土密实,达到控制表面裂纹的目的。

3.4混凝土养护

混凝土养护工作的开始通常是以其初凝时间为节点。承台外露面浇筑工作结束以后,需要用塑料布或无纺布按照相应的顺序对混凝土进行保温覆盖。对于露出基坑的混凝土,在浇筑后24h内进行拆模,并且做好保温工作。

3.5桥梁工程中大体积混凝土的温度控制

3.5.1温度预测

现阶段,关于大体积混凝土的温度控制一般是采用计算机模拟施工现场温度与温差的方法进行控制。通过预先模式得到的结果,制定合理的温度控制措施,进而对大体积混凝土进行相应的控制,有效降低温度差异性裂缝发生机率。

3.5.2施工中温度控制

在具体的施工过程中,通常是采用调整减水剂及砂率的方式进行控制。目前大体积混凝土控制温度常用方法是调整混凝土中砂含量的比例。另外,还可以采用在其浇筑过程中设置集水坑的方法进行温度控制。除此之外,模板在进行浇筑施工前进行湿润处理也可以减小混凝土温度不合理性升高。

4结束语

桥梁大体积混凝土施工是目前桥梁工程施工中普遍应用的施工技术,同时,这也是一项系统而复杂的技术。在后期的施工中,我们需要在充分理解设计要求的基础上,不断完善施工中各个环节的操作,从根本上保证桥梁的施工质量。

参考文献

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