悬索桥锚体大体积混凝土施工质量控制技术

吴国东

(保利长大工程有限公司，广东 广州 510430)

施工过程涉及到大体积混凝土技术的时候，对于施工现场的结构以及环境都有非常高的要求。例如在水泥进行水化的时候，混凝土内部的温度会比外部的温度高出许多，这样就会造成温度差距，导致混凝土开裂，而产生裂缝，产生裂缝就会影响整个混凝土的质量，同时导致施工的质量，就因为如此要保证大体积混凝土的质量，来克服混凝土技术难题，保证桥梁的工程质量，是目前桥梁建设工程中的重中之重。虎门二桥中的坭洲水道桥主要的锚体都是用大体积混凝土建造的，就是因为这样大体积的混凝土才需要进行混凝土浇筑的完美配比，这个完美的配比会影响整个大桥施工的质量，所以保证大体积混凝土的温度是非常重要的，完美的温度控制可以有效地控制锚体混凝土的开裂，从而保证混凝土的质量。

1 工程概况

虎门二桥是从广州市南沙区围绕着广州绕城高速跨越了珠江大沙水道终止在东莞市沙田镇。跨越了两座跨江特大桥，其中跨越了1200m长的大沙水道桥和1688m的泥洲水道桥，其中锚碇和索塔是悬索桥当中施工最关键的地方。

虎门二桥坭洲水道坭洲水道桥采用了548+1688m双跨钢箱梁的悬索桥，跨越坭洲水道（狮子洋），桥位处河面宽度约2.3km。

泥州水道桥锚碇是属于重力式锚碇，而锚体从功能上有很多方面，在受力施工等，它可以分为锚块，前锚室，后锚室等部分，锚块有东锚块，西锚块。锚块儿主要是承受拉力，锚室起到了一个对主缆锁保护作用。

2 悬索桥控制原理

悬索桥最主要的是悬索和整个的塔架而悬索当中的张力以及整个塔架当中的压力是非常重要的，塔架是用来承重的，在整个悬索桥塔架的结构是否稳固，以及他能够承受的压力和重力对整个悬索桥是有一定稳定作用的，如图1。在之前的悬索桥连接的悬索通常都是用强度高的钢丝来固定的。因为他的高度比较小，所以在来往的车辆过程中容易发生变形。悬索桥分为柔性悬索桥和刚性的悬索桥而柔性的悬索桥，对行车是非常不利的，对行车是非常不利的，但是它的构造是非常简单的，一般作为临用时的桥梁。而刚性的悬索桥它是由劲梁加强的，刚度非常大，因此他可以承受很强大的复合但是结构比较复杂。悬索桥首先注意的就是它的受力是由主梁吊杆，竹塔等部分组成它的受力首先要承受住桥面的重量，车辆的载荷以及吊杆主缆之间的承受力。自锚式连锁桥使用了混凝土虽然增加了自身的体重，但是同时也加强了它的刚度。

图1 悬索桥塔架结构示意图

3 大体积混凝土施工技术

3.1 材料选择

3.1.1 粗细骨料

当我们在选取出口料的时候。那些孔隙率比较低的补料是我们必须要优先选取的，并且要满足，即配性相对较好，同时骨料的粒径也应该处在一个科学并且合理的范围之中。当满足了这些条件的时候，水泥材料的用量就可以相对减少一些，从而让降低水热化的效果更加明显。当水热化效果降低了之后。结构内部

和外部的温差就不会过高。这样的话就不会因为内外温差过高而导致出现裂缝。另外，当我们选择细骨料的时候，原则上必须要保正匹配性更加良好。在选择纱料的时候，我们也应该尽可能的应用中沙或者是中粗沙。利用这些材料之后就可以减少水泥的使用量，当水泥的使用量减少之后，就可以有效的避免因为水热化问题造成一系列的不良影响。

3.1.2 外加剂

如果想要是混凝土的异性提升的话，我们可以利用碱水剂。这种物质可以将混凝土的流动性以及结构强度同时进行提升，并且效果非常显著。另外还可以选用缓凝剂。这是一种可以使凝结时间变长的物质。它可以有效的提升塑性方面的性能。可以给混凝土浇筑提供更加良好的施工条件。除此之外，他还有降低水热化的反应。可以有效的降低混凝土水热化这一现象。从而避免因为开裂而出现缝隙问题。除此之外，合理应用引气剂的话可以从结构内部，让混凝土的结构性能得到提升，消除各种气泡的问题而促进混凝度，提升耐久度和抗烈性能。从而满足当前的工程下混凝土使用需求。

3.1.3 水泥品种

如果想要更加有效的去解决混凝土裂缝的问题，那么首先需要解决的就是降低水化。正是因为有水化热的存在，才会造成混凝土内部和外部有比较大的温度差异，这样的话就会引发开裂。在实际的施工过程中，最好应用一些矿渣硅酸盐水泥。或者是粉煤灰硅酸盐水泥。这两种水泥水化热比较低，凝结需要经过比较长的时间。所以就不容易引起水泥开裂。

3.2 混凝土搅拌

混凝土被大量的运用与桥梁施工建筑工程中，混凝土的搅拌处理工作在每一个工程中都十分重要。混凝土搅拌必须要确定合理的材料配合比，并且在实时搅拌的过程需要严格的按照材料配比标准进行制作。其物料的投放也是需要按照顺序进行，同时也要严格按照标准控制搅拌时间。另一方面。材料自身的温度也会对混凝土的浇筑产生影响，所以在正式施工之前也要控制好这些物料的温度。必要的时候可能会对物料进行晾晒处理。直到物料的温度达到标准之后才可以在进行制作材料并开始浇筑工作。如果是大体积的混凝土结构的话，需要选择冷却水作为水源，然后再进行混合的搅拌。这样才能够保证混凝土进入模具的时候温度。能够合格。

3.3 混凝土运输

当会凝土搅拌工作完成，并且工程要求的施工材料已经制作好之后。这时候这些施工材料就需要用专业的搅拌运输车将他们运送到施工现场。在施工现场就有专业的设备开始进行浇筑工作。这个过程中，如果在运输上花费了比较长的时间就有可能会出现离析的现象。所以在运输材料上应该尽量的保证安全快速。如果离析的现象出现在浇筑工作之前的话。那么必须要对混凝土进行二次搅拌。只有进行二次搅拌之后，才能让这些混凝土达到施工的技术标准。从而再度进行正常的浇筑施工

3.4 混凝土浇筑

在进行混凝土浇筑的时候，应该选择一天当中温度最低的时间。所以最佳的时间就是在夜晚进行浇筑。加之物的过程中，为了防止发生分层的现象。应该在下层的结构处理之前。就进行上层结构的浇筑。在浇筑之后必须要进行振捣，这是为了保证混凝土粘黏性达到合格标准。振捣的时候，需要将振导棒插入到下层结构的8～10cm处方可达到标准。

3.5 冷却管的布设问题

在施工过程当中。利用大体积的混凝土进行浇筑，当筑工作完成之后，往往是需要经历大量的时间。所以在浇筑工作正式开始之前。我们就要提前去保证下层的混凝土已经凝结完成。并且这些凝结了的混凝土已经释放完了水热化。那么我们如何确定是否完成了水热放的释放。如果想确定这个问题的话，我们可以在浇筑工作施工之前就在内部设置一定量的冷却管。这种冷气管的设置可以有效的促进热量快速散失，可以在短时间之内让内部的结构大量释放出热量，从而达到温度降低的效果，做完了这些工作之后就可以有效的避免裂放出现的问题。

4 混凝土浇筑形成及控制要点

4.1 混凝土浇筑形成

大体积混凝土，在浇筑的时候，他的状态是非常的不稳定的从而也会形成不同的温度，那温度和外温度是不均匀的，因此在温度的影响下，会有很大的结构变化从而会导致混凝土的开裂，一旦发生开裂的情况，就会影响大桥的安全性和长时间的使用性。

根据不同地区的气候，夏季，冬季不同的温度以及风力的影响，控制温差。计算使用的混凝土浇筑含量，要求混凝土需要耐久性高一些，材料用量也比较多，这样温度就更加的难以控制。首先，大桥位于海水之上，是一个比较受侵蚀的环境，混凝土的结构一旦开裂，就会影响它渗透到钢筋的部位，从而导致钢筋腐蚀，混凝土掉落，这样就会影响大桥的运行以及它的使用寿命。

影响混凝土开裂的原因有很多，不是单一的因素造成的在混凝土浇筑的期间，一般是7d左右，不超过十天混凝土按照规定的厚度顺序以及方向进行浇筑正常需要用混凝土搅拌的振捣，震动棒垂直的插入混凝土，要保证下层的混凝土进行下一次的振捣。也要避免下料处远处的沙浆过多。导致混凝土的开裂。

大体积混凝土的养护你要是有两个方面，首先在湿度，其次是温度，在混凝土外表层结构上还有他长时间使用的情况都取决于在整个施工过程当中怎么保护和保养混凝土，这样就更加的强调了适度和温度对它的保养而混凝土水泥只有在水化到一定的程度时候才可以增加混凝土的使用强度和使用的结构。为了防止混凝土失水而出现的干裂情况，必须要进行适度和温度两个方面的养护。

在混凝土浇筑的过程当中，需要进行对混凝土温度，湿度进行监控。从而进行不同的改变。需要测温用的仪器来进行调整，用有温度参数的监控，进行温度的调节。

4.2 混凝土控制要素

4.2.1 温度和混凝土共同控制温度因素

温度的控制涉及多个方面和各种条件的影响，其中混凝土浇筑厚的结构及其尺寸，还有混凝土在入模之后的温度，可以对温度进行控制。

4.2.2 哪些因素可以控制大体积混凝土的温度

1）混凝土的原料配合比例，混凝土在发生水热化以及它的温度发生变化受多方面影响，其中之一就是混凝土中各种材料的用量比例。将混凝土中泥的用量增多，混合之后的混凝土就会在温度峰值上有所增加。

2）在混凝土中的分层分块现象，混凝土浇筑过程中有可能会出现分层分块的情况。一旦出现这种情况，那么就将对浇筑之后的内部结构有很不好的影响。混凝土浇筑后的尺寸，如它的长宽，对于内部的温度是有很大的影响的。如果浇筑之后，混凝土的长宽的尺寸超过了规定的标准范围。那么混凝土自身对于核心温度的影响程度就会变小。所以影响核心温度的关键要素之一就是混凝土的分层厚度。

3）入模温度，混凝土的入模温度如果有差异的话，那么他的影响将是多方面的。这其中的影响因素包括到混凝土初凝的时间，刚开始升温时候的时间以及防止升温的时间。如施工的时候是在夏天。那么混凝土入膜的温度相对来说就会比较高，对于温度控制的影响也会随之增加。同时混凝土自身的核心温度也会与值一同增加。而且通水降温的时间也会随着温度的增加而增加。

4）通水降温，通水降温是一种常用的降温手段。通常用于在混凝土浇筑完成之后。通过通水降温去调节和控制混凝土的峰值温度。

4.2.3 温度监测

在混凝土浇筑完成，即将入模之前，通常需要在事先计划好的位置将传感器安置好，然后找到一个方便测量的地方安装好信号屏蔽器。传感器的侧头必须要用角钢保护起来，这样做可以有利于数据测量的准确性。在混凝土正式入模之后，然后再开始所有的测试工作。严格按照事先的工作计划进行数据采集。原则上应该是混凝土浇筑完成之后开始采集。白天的时候可以每隔4h进行一次温度的测量。如果是夜晚的情况，那么可以每6h进行一次温度的监测。每次监测完温度之后，要对监测的结果数据进行汇总并整理分析，当温度监测的数据趋于稳定的时候，代表监测数据为合格。混凝土的温度会有一个温度降低的时间段。在温度刚开始降低的这个时间，很容易出现温度骤降的情况。为了防止这一现象，就需要科学合理的进行水管流量的控制，不过冷水管通水的具体通水情况，还需要根据施工现场的实际温度情况来决定。

4.2.4 实际工作中的通水降温情况

在实际的施工工作中会发现。通水降温这一方法。对于控制混凝土核心峰值的作用有着非常显著的效果。每当混凝土开始要进入到降温的区域时，通过通水降温方法去调节混凝土的降温速率，往往有着很显著的效果。通水降温工作完成之后，这时的浇筑工作，完成了大概8h左右。通水降温所控制的降温速度才会被慢慢削弱。当我们在冬季进行施工的时候，每当进行到顶面的关水养护阶段时，浇筑之后的混凝土，其表面的保温效果是十分有效的。但是过一段时间出水口的温度会随之降低，这时候其变免得我温度也会慢慢降下来。这个时候就应该采取一些有效的手段来达到保温效果，其中覆盖保温措施就可以满足目前施工的保温标准。

科学的混凝土结构配合比会对工程整体质量产生重要的影响，因此，在确配合比时，需要实施针对性的试验，将混凝土的配比参数明确好。技术人员需要严格遵循技术方面的要求，集中处理施工中存在的问题，全面监督混凝土配合比试验，确保整个试验操作都能达到规定要求。为了提升混凝土的性能，需要加入粉煤灰外加剂，使其可以与混凝土相结合，产生化学变化。同时，也能够降低混凝土的温差，确保混凝土施工环境温度的合理性，减少裂缝问题的发生几率。在保证配合比与工程需求相符合的情况下，对水泥的使用量加以控制，避免大量使用水泥，使水化反应产生的热量可以逐渐减少。相关人员还需要深入分析工程的实际情况，在合适得到位置设置，以起到牢固的支撑作用，避免出现裂缝。在具体施工时，需要将混凝土结构所具有的优势充分发挥出来，水泥的强度不宜过高，以中强度为主，从而有效降低裂缝的产生。

5 结语

现在在我国的桥梁工程当中已经有很多大体积混凝土的施工悬索桥，因此在这项技术当中会出现着很多的问题，主要问题就是大体积混凝土，会影响到整个悬索桥的稳定性以及耐久性。因此在这项工程当中应该注意混凝土得技术问题，在大体结混凝土的温度影响下要是在混凝土水化过程当中，温度的问题这个温度问题首先是混凝土内温度和外温度的差距所以在大体结混凝土浇灌的时候，控制好内外的温度差，影响温度的应力，混凝土没有完全形成强度的时候，保证混凝土不会开裂，此外还要注意其表面的保温以及整体的养护，从而达到悬索桥的长久性和稳定性的发展，避免造成不必要的损失。