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        橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量分析

        2016-08-11 06:26:24安徽省建設(shè)工程測試研究院有限責(zé)任公司
        低碳世界 2016年11期
        關(guān)鍵詞:高架橋薄壁空心

        熊 曄(安徽省建設(shè)工程測試研究院有限責(zé)任公司)

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        橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量分析

        熊曄(安徽省建設(shè)工程測試研究院有限責(zé)任公司)

        在高架橋建設(shè)中,空心薄壁墩施工質(zhì)量對橋梁的長期穩(wěn)定和使用功能的正常發(fā)揮有很大影響。為了對空心薄壁墩的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行有效的分析判定,本文主要結(jié)合超聲檢測、雷達(dá)檢測以及其他檢測方法,對施工過程及后期運營空心薄壁墩的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行全面的、準(zhǔn)確檢測分析,以及加固修復(fù)之后的質(zhì)量情況進(jìn)行控制評價。

        橋梁工程;空心薄壁墩;混凝土;澆筑質(zhì)量

        1 前言

        交通體系對于城市的發(fā)展至關(guān)重要,近年來,伴隨著城市化進(jìn)程的加快以及城市規(guī)模的擴(kuò)大以及人口的不斷增加,城市交通供需越來越緊張,高架橋由于可以疏散交通,提高運輸效率,可以有效緩解交通道路擁擠的現(xiàn)象,在現(xiàn)今道路建設(shè)中應(yīng)用越來越廣泛。對高架橋結(jié)構(gòu)施工時期的質(zhì)量及運營后健康狀況進(jìn)行檢測分析評估,可以為城市高架橋長期安全穩(wěn)定的運營及維修提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策依據(jù),因此極為重要。在高架橋施工中,空心薄壁墩較大幅度消減墩身自重,減輕了軟弱地基的負(fù)荷,減少了自身的截面尺寸,使外觀上變得更加的輕盈,因此應(yīng)用極為廣泛。空心薄壁墩施工質(zhì)量對橋梁的長期穩(wěn)定和使用功能的正常發(fā)揮有很大影響?;诖耍瑢招谋”诙盏膬?nèi)部質(zhì)量進(jìn)行有效的分析判定極為重要。事關(guān)地鐵空心薄壁墩質(zhì)量分析主要表現(xiàn)為:施工過程中的澆筑質(zhì)量以及應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的影響。本文主要探討橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量的分析。

        2 橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量主要影響因素

        在橋梁工程的空心薄壁墩中進(jìn)行混凝土澆筑,容易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象,如表1所示,為某橋梁工程空心薄壁墩混凝土在澆筑過程中產(chǎn)生的變形,數(shù)據(jù)的獲得是通過超聲檢測、雷達(dá)檢測以及其他監(jiān)測方式。

        表1 監(jiān)控變形數(shù)據(jù)表

        通過分析可知,混凝土的澆筑質(zhì)量與溫度、混凝土的收縮性、構(gòu)造、混凝土材料以及混凝土澆筑過程密切相關(guān)。

        2.1溫度

        混凝土長期置于自然環(huán)境中,由于長期受自然界氣溫的影響以及日輻射的照射等,并且混凝土結(jié)構(gòu)本身具有的熱傳導(dǎo)性能差,使得混凝土結(jié)構(gòu)的表面溫度迅速上升或者下降,但內(nèi)部溫度恒定,進(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)存在極大的溫度梯度,從而產(chǎn)生溫度形變,在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。在橋梁結(jié)構(gòu)中,這種溫差應(yīng)力大小甚至超過荷載應(yīng)力,這使得混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生極其嚴(yán)重的裂損現(xiàn)象。

        由于溫度變化,導(dǎo)致混凝土澆筑質(zhì)量降低,從而引發(fā)裂縫,主要有兩種情形,即:①承臺澆筑以及薄壁墩的墩身存在較長時間的澆筑間隔,這時由承臺澆筑所產(chǎn)生的溫度趨于穩(wěn)定,但墩身新澆混凝土在溫度應(yīng)力作用,由于底板約束,且早期的混凝土具有較低的彈性模量以及較大的徐變硬度,且還處于塑性狀態(tài),此時壓應(yīng)力快速松弛,當(dāng)混凝土溫度降低時,承臺冷縮,使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,當(dāng)超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度,薄壁墩墩身出現(xiàn)裂縫。②內(nèi)外溫差驟然降低出現(xiàn)裂縫?;炷猎跐仓囟容^高時,在早齡期遇到晝夜溫差或者是遇到寒潮襲擊情況,使得內(nèi)外存在較大的溫差,此時混凝土表層的溫度會急劇上升,混凝土本身為熱量的不良導(dǎo)體,這是混凝土內(nèi)外會產(chǎn)生極大的溫度差,使得表層混凝土急劇收縮,使得混凝土的徐變形不能有效發(fā)揮,從而導(dǎo)致混凝土表層產(chǎn)生拉應(yīng)力,進(jìn)而導(dǎo)致混凝土表面開裂。

        2.2混凝土收縮

        對混凝土來講,其收縮過程時間長,需要20d左右,但混凝土在進(jìn)行初期硬化時,需要3~5d時間便可以達(dá)到最大收縮量,這對混凝土產(chǎn)生極大的損害。從時間角度考慮,收縮變形有兩種,即:塑性收縮裂縫、干燥收縮裂縫。塑性收縮裂縫主要產(chǎn)生在混凝土澆筑之后,未硬化仍處于塑性狀態(tài)的裂縫;干燥收縮裂縫主要產(chǎn)生在混凝土硬化之后的3~5d時間內(nèi),當(dāng)養(yǎng)護(hù)不足或者是處于高溫干燥環(huán)境,此時混凝土具有較大的收縮性,此時的混凝土的水化熱也超過這一最大值。

        2.3構(gòu)造、材料等其他因素

        (1)薄壁墩臺的結(jié)構(gòu)厚度較小,截面的抗拉能力較差,對于面積較大的表面,其產(chǎn)生的收縮能力極易超過混凝土的抗拉力,因此,容易出現(xiàn)貫通裂縫。對于薄壁墩臺,其底部設(shè)計一般同大體積的承臺固結(jié)相同,形成大量的鋼筋聯(lián)結(jié),造成極大的剛度約束,從而使得墩臺混凝土在變形過程中存在極大的應(yīng)力,進(jìn)而形成裂縫。

        (2)水泥的質(zhì)量不滿足生產(chǎn)需求,則容易使混凝土產(chǎn)生離析或者是泛漿現(xiàn)象。骨料當(dāng)中含有泥土或者是使用不滿足設(shè)計需求的骨料,墩臺便具有極高臺身,從而造成混凝土拌以及料自上而下卸落,極易離散,再加上振搗難度較大,使得混凝土具有極差的均勻性,造成表面或者是局部存在較多的砂漿,進(jìn)而造成收縮裂縫。

        (3)薄壁墩具有較高的臺身,且具有極其稠密的鋼筋,加上混凝土攪拌的不均勻性,攪拌時間過長特性,此外,水灰比重過大等施工因素均會導(dǎo)致混凝土在澆筑過程中質(zhì)量產(chǎn)生問題,導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。

        3 橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量控制

        對于橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量控制,主要從以下幾個方面進(jìn)行:

        (1)將裂縫看做是一項重要的技術(shù)指標(biāo),精心做好混凝土的施工配合比設(shè)計,具體來講:對單方混凝土的水泥以及水的用量進(jìn)行嚴(yán)格控制,通常情況下,水泥用量應(yīng)低于 350kg/m3,在結(jié)合摻加粉煤灰等活性材料前提下,降低水泥用量以及水熱化的產(chǎn)生,盡可能通過粗細(xì)骨料的良好級配,滿足設(shè)計強(qiáng)度的需求;盡可能利用較低的水灰比、砂率、施工坍落度,采用粒徑較大且連續(xù)的級配粗骨料,盡量利用中粗砂;對于外加劑的摻量,應(yīng)盡可能降低,更不允許超過合理的范圍,對于收縮性指標(biāo)沒有明確的減水劑,禁止使用。

        (2)在進(jìn)行施工方案設(shè)計時,要在施工現(xiàn)場允許的條件下,盡可能利用普通混凝土進(jìn)行澆筑,在澆筑過程中,不宜利用泵送混凝土。

        (3)盡可能降低墩臺自身混凝土與承臺混凝土澆筑的時間間隔,兩者的齡期差異不能過大。

        (4)對于晝夜溫差較大的天氣,最好不安排施工,在炎熱的天氣,要盡可能確保模板濕潤。

        (5)對于混凝土的澆筑水平要進(jìn)行嚴(yán)格控制,在進(jìn)行澆筑時,要確保混凝土不能從高處直接進(jìn)行卸落,可以通過串筒或者是流槽的模式確保其均勻進(jìn)倉,并要保證振搗均勻。

        (6)增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作,在進(jìn)行施工時,最好利用麻袋覆蓋淋水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù),確保溫度與濕度恒定,不宜采用直接淋水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。對于溫差較大的天氣,應(yīng)該設(shè)置專門的保溫措施,最好采用表面噴養(yǎng)護(hù)劑的方式并結(jié)合麻袋覆蓋淋水的模式進(jìn)行雙重養(yǎng)護(hù)。

        此外,在進(jìn)行墩身施工時,要對橋墩的空間位置的施工測量以及混凝土收縮變形等進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保工程的順利實施,還要提升整個施工系統(tǒng)以及操作平臺系統(tǒng),對于千斤頂、液壓控制平臺等設(shè)備要進(jìn)行嚴(yán)格管理,確保在整個公路橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量的整體提高。

        4 結(jié)束語

        本文首先對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量的影響因素進(jìn)行分析,包括溫度、混凝土的收縮性、構(gòu)造、混凝土材料以及混凝土澆筑過程幾個過程。在次基礎(chǔ)上,本文從六個方面,對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量的控制措施進(jìn)行了分析。在高架橋施工中,空心薄壁墩較大幅度消減墩身自重,減輕了軟弱地基的負(fù)荷,減少了自身的截面尺寸,使外觀上變得更加的輕盈,因此應(yīng)用極為廣泛。希望通過本文對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量分析研究,為相關(guān)人員進(jìn)行相關(guān)研究工作提供借鑒與參考。

        [1]蔣玉龍.寒冷干燥地區(qū)橋梁混凝土薄壁墩防裂技術(shù)研究[D].武漢理工大學(xué),2007.

        [2]徐美麗.空心薄壁墩混凝土表面缺陷成因分析及控制[J].交通世界,2012(15):277~278.

        [3]王 云,朱華山,鐘小軍.空心薄壁墩身底部裂縫成因及預(yù)防方案分析[J].湖南水利水電,2009(3):37~40.

        [4]甘丹寧.薄壁空心高墩施工技術(shù)探討及其質(zhì)量控制[J].大眾科技雜志,2005(11):19.

        熊 曄(1982-),男,工程師,本科,主要從事市政道橋工程試驗檢測工作。

        U445.57

        A

        2095-2066(2016)11-0161-02

        2016-3-27

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