不均匀层厚钢纤维水泥混凝土铺装层高温雨季抗折抗裂技术研究

2020-11-28易祖辉

中国建筑金属结构 2020年10期

关键词：装层钢纤维抗折

易祖辉

【摘要】本文主要对成都青龙场高架桥钢纤维水泥混凝土铺装层加固梁板的问题进行分析，该项目采取有效的原材料控制、配合比设计、前后场控制，解决了钢纤维混凝土高温季节抗折抗裂不足的难题，实现了新铺装层与原梁板结合成整体梁的功能。

【关键词】3类桥梁;不均匀层厚钢纤维水泥混凝土铺装层;高温雨季;抗折抗裂技术

1.工程简介

1.1工程概况

成都城北出口高速公路青龙场高架桥全长2524.88m，桥梁宽度25.5m～28.5m，双向六车道布置。全桥共设置127跨20联预应力砼空心板大悬臂连续箱梁（其中每联长度100m～135m不等），相邻两联之间采用牛腿连接。主要病害为桥面系铺装破损[1]，裂缝[2]，伸缩缝局部破损[3]，总体技术状况等级为3类。重要部件材料有10%以内中等缺损，裂缝宽超限值或出现轻度功能性病害，但发展缓慢，尚能正常使用功能;次要部件有10%～20%严重缺损，功能降低，进一步恶化将不利于重要部件和影响正常交通;承载能力比设计降低10%以内，桥面行车不舒适。

设计处治方案为：原桥面水泥混凝土铺装全部人工凿除——表面清理——防水处理——植筋及布置桥面钢筋网——加铺12cm以上钢纤维混凝土[4]。新加铺的铺装层作为梁体的一部分，参与主梁受力计算。

1.2季节对混凝土开裂的影响

（1）七、八、九月份正是成都市的高温季节，白天最高气温接近36℃，夜间最低气温28℃左右;天气最热时，梁顶最高气温达到50℃以上，梁底气温也高达30℃左右，板顶和板底温差很大。夏天混凝土表面水分蒸发快，容易导致薄层混凝土产生干缩裂缝。

（2）七、八、九月份正是成都市的暴雨季节，暴雨来得快，气温突降快，温差变化快且大，容易导致混凝土产生温度收缩裂缝。

（3）暴雨冲刷容易导致混凝土的浆体流失，导致混凝土抗折强度大幅度下降。

1.3原桥面平整度对混凝土开裂的影响

（1）由于该桥是成都市第一座具有大悬臂连续梁桥，梁的高度低，设计采用隐形盖梁，所有的负弯矩区锚具均设置于隐形盖梁附近的梁顶部两侧，比梁顶高出3～5cm以上;连续梁的内模当时施工时采用的是竹笼，位置固定差，现浇施工时未严格按照设计高程控制，导致桥面板平整度很差，横坡向高差大，横坡变化大，板中部很多位置比设计横坡高出5cm以上，局部又下凹5cm左右;由于桥面铺装层的厚度在5～18cm左右变化（很多锚具顶部最小厚度只能保证5cm），不均匀层厚导致混凝土的收缩量不一致，容易导致混凝土产生收缩裂缝。

（2）由于是薄层混凝土，失水快，很容易产生干缩裂缝。

（3）本文通过对原材料筛选、配合比设计、施工及养护过程的控制，研究了配合比、高温雨季、施工技术对裂缝的影响，对其他类似工程具有一定的指导意义。

2.实验部分

按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080-2016），《混凝土物理力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2019）进行混凝土性能测试混凝土流动性、凝结时间、混凝土力学性能以及温升特性。

3.结果与讨论

3.1 混凝土配合比及性能（见表1、表2、表3）

另外，在混凝土温升数据中（表3）可以看出，混凝土最大温升为21.5℃，超过25℃会大大降低由于温度应力而引起开裂的风险。

3.2 混凝土搅拌、运输、摊铺过程中采取的主要应对措施

（1）水泥储存期超过7天，不使用热水泥;粗细集料提前进场，大棚覆盖，使含水量稳定;拌和水温不超过20℃。拌合料的顺序：水泥、钢纤维、细集料、粗集料、水的顺序进行，钢纤维应分2～3 次投放，保证钢纤维在拌和机内不结团。

（2）采用2台120型搅拌站拌和，加快出料速度。干拌时间不少于80秒，湿拌时间不少于100秒（总拌和时间控制在300秒以内）。

（3）采用20m3的罐车运输，在搅拌站检查混凝土坍落度合格后，方可出厂。

（4）前场采用带螺旋布料器的自行式振捣梁摊铺，避免混凝土离析。