天桥特大桥主墩承台施工裂缝的控制要点

2014-08-15袁杨

黑龙江交通科技 2014年3期

关键词：主墩预应力体积

袁杨

(贵州省公路工程集团有限公司)

天桥特大桥主墩承台施工裂缝的控制要点

袁杨

(贵州省公路工程集团有限公司)

随着社会经济的快速发展，桥梁建设规模不断的扩大。在桥梁主墩承台施工中，经常会遇到桥梁主墩承台产生裂缝的情况，严重影响着桥梁工程的质量以及桥梁的使用寿命，并且对桥梁的安全产生严重的威胁。因此在施工中控制大体积混凝土施工裂缝显得尤为重要，以天桥特大桥为例浅谈一下大体积混凝土施工过程中的要点控制。

天桥特大桥;大体积混凝土;裂缝;养护

1 工程概况

天桥特大桥左幅全长为881.640 m，右幅为901.640 m。桥型布置左幅为1～20 m预应力空心板+7×40 m预应力混凝土T梁+106+200+106 m预应力混凝土箱形梁连续刚构+4×40 m预应力混凝土T梁，右幅为8×40 m预应力混凝土T梁+106+200+106 m预应力混凝土箱形梁连续刚构+4×40 m预应力混凝土T梁。主墩为左9#、左10#和右9#、右10#，主墩下部构造为等截面空心薄壁墩与变截面空心薄壁墩，基础为16根Ф2.5 m的群桩上接承台，承台为23.6 m ×20.6 m ×6 m，单个承台的混凝土方量为2916.96 m3，混凝土标号为C30混凝土。

2 大体积混凝土裂缝产生的主要原因

2.1 水泥水化热引起的温度应力和温度变形

水泥在进行水化的过程中会产生非常多的热量，一般发生的时间为混凝土浇筑7 d之后，使得混凝土内部的温度持续不断的上升，只要外部温度产生大量的热，通常集中的时间为混凝土浇筑之后的7 d左右，随着混凝土内部温度的不断升高，如果其内部和外部两者之间的温度差异比较大，那么混凝土块就会产生一定程度的变形，与此同时温度应力就此产生，一旦温度应力比混凝土内外的约束力高，那么裂缝就会因此产生。这种因为水泥水化热引起的温度应力和温度变形而导致的裂缝现象非常严重。

2.2 混凝土收缩产生裂缝

在混凝土浇筑之后发生硬化的一段时间中，混凝土中的水分会不断的产生水分蒸发，因此会出现干燥并且收缩的现象，但是如果混凝土表面发生的收缩的速度较快，并且超过了其内部收缩的速度，那么在混凝土的表面就会形成拉应力，因而裂缝就会因为这个原因而产生裂缝。

2.3 施工地环境的影响

施工地环境也会对混凝土裂缝的产生一定的影响。如果处于大风天气，那么混凝土表面没有进行及时的养护，混凝土表面的水分就会蒸发的比较快，那么混凝土很有可能会发生干缩的现象，因而可能会导致裂缝的产生。而如果施工地点昼夜温差比较大，外界温度产生降低，尤其是温度突然的下降，那么混凝土表面与内部的温度差就会大大的增加，因而产生温度应力，如果产生的温度应力大于混凝土自身的抗拉性能，那么就会产生裂缝。

2.4 其他因素的影响

除上述原因之外，还有很多的原因也会导致裂缝的产生，比如地基产生不均匀的沉降、混凝土的配合比没有设计好等等。

3 大体积混凝土裂缝控制要点

3.1 浇筑施工中混凝土裂缝的控制手段

为了降低在混凝土浇筑过程中发生裂缝的可能性，可以采用分层浇筑的方法，必须控制浇筑的每一层的混凝土的厚度在300 mm。在浇筑过程中还应该保证每一层浇筑的混凝土的厚度是均匀的，所以可以在大桥主墩承台的台面设置16个下料口，为了避免混凝土离析现象的产生，应该在进行浇筑时可以使用窜筒，等到浇筑的混凝土达到4 m高时再将下料口进行封闭，接着将窜筒撤除，然后继续浇筑混凝土。

3.2 大体积混凝土养护措施

大体积混凝土的养护是控制裂缝出现的关键工序，因而在混凝土浇筑施工完成之后必须对混凝土进行及时有效的养护工作。主要做法如下:首先利用符合要求的塑料薄膜覆盖在混凝土表面上，保证混凝土的湿度符合要求，预防干缩现象。第二步是在上面再铺一层4.5 cm左右厚度的草，以此来对混凝土表面温度进行控制，保证混凝土内外温度一致。此外，还应该安排专门的养护人员对混凝土的内外温度进行监测和记录，同时对养护措施进行改变和调整。

3.3 温度梯度的控制措施

大体积混凝土由于水化热的作用会导致混凝土的温度不断的上升，混凝土通过一些保温材料与环境大气产生热量交换，在混凝土的内部形成一个不稳定。不均匀的温度环境。一旦温度梯度过大，混凝土就会产生非常大的温度应力，因为混凝土裂缝由此产生。

为了对混凝土的温度梯度进行减小，在混凝土没有发生凝固之前对混凝土表面进行第二次抹压，接着再重复混凝土的养护工作，为了保证混凝土的湿润状态，必须每天派专人进行混凝土表面的洒水工作。洒水具体工作如下将热水开通，然后通过出水管变成温水，再灌入到混凝土表面，灌入的水量应该有30 cm厚。使用温水的主要原因是为了防止混凝土与外界环境的温差造成的裂缝。

3.4 承台表面养生控制措施

在对承台表面进行养生时，首先要做到的就是对养身的时间进行控制，养身的时间应该是浇筑后的混凝土已经出现缺水的状态并且已经开始洒少量的水时，养生的结束时间应该是在混凝土浇筑结束之后的1～2 d后，采用的主要的养生方法为让温水覆盖在承台的表面3～5 d，覆盖的厚度为5～10 cm;所使用的温水是经过冷却管灌入的，因而必须保证冷却管的质量，要求冷却管的质量具有良好的热导性能，还需要有一定的强度。冷却水管的入口应该与自来水管相通，每一个这样的系统都需要设置阀门控制。在进行混凝土的浇筑之前，需要对冷却水管进行一定的试验检测工作，保证水管的通水性能，严禁漏水的现象产生。冷却管在进行混凝土浇筑施工时就要通入通水，为了防止水的温服与混凝土表面的温度差异过大，所以必须保证水文温在25℃左右。通冷却水的时间应该在混凝土浇筑结束之后的第二天，冷水却灌入的停止时间应该是当混凝土降温趋于平缓，入水温度和出水温度接近时。冷却管使用完毕后及时灌浆封孔，并将伸出基础顶面部分截除。

3.5 混凝土内部温度控制措施

混凝土内部的温度与其自身储存的热能有着直接的关系。在通常情况下，混凝土浇筑之后的温度与外界温度是不同的，浇筑初的混凝土会与其周围的环境产生一定的热能交换。根据工程经验以及相关规范要求，可以采取以下几种有效的温度控制措施:

(1)承台的合理分层浇筑。要对大体积混凝土浇筑的厚度进行合理的控制以及划分，对浇筑块的层面进行利用以此来进行混凝土的散热，对混凝土的内部温度进行有效的降低。

(2)选择合理的原材料进行合理的配合比设计。混凝土温度产生上升的主要原因是水泥水化热，因此要想控制混凝土的温度上升，那么必须对水泥的用量进行严格的控制。所选择的使用的水泥应该是低水化热的普硅水泥，并且根据相关要求以及规范要在水泥中加入一定数量的粉煤灰(粉煤灰的取代率为30%)，以此来对水泥的发热量进行降低，此外还能够对混凝土的和易性和可泵性进行有效的改善。

(3)要控制裂缝的产生，还应该有效的将混凝土的密实性以及抗裂性进行提高，可以采用两次振捣以及两次抹面的技术°

(4)布设冷却水管。在混凝土内预埋水管，并通以循环冷却水，冷却水管布置见设计图。

(5)混凝土的入模温度。必须要对原材料的温度进行有效的控制，对混凝土的浇筑以及搅拌的温度进行合理的选择，并且对混凝土的入模温度进行有效的降低。

(6)混凝土浇筑后养生时的温度控制方法。对混凝土进行养生时必须对温度进行有效的控制，所采取的的方法应该是内降外保。所谓内降指的是在对混凝土进行浇筑以及结束成形之后，利用水进行降温的方法。所谓外保指的是在混凝土成型之后，在混凝土最终凝固之前，在混凝土的表面利用一些草之类的东西进行覆盖，以此来对混凝土表面的温度进行提高，对温度进行减少，控制裂缝的产生。

(7)对拆模的时间进行控制。对混凝土进行拆模时应该对气候以及环境等情况进行综合的考虑，对混凝土的裂缝进行有效的预防。