周 明

（南京浩蘭建筑發(fā)展有限公司， 江蘇 南京 211121）

在橋梁的施工過(guò)程中，承臺(tái)是一種連接橋梁柱基與橋墩的重要結(jié)構(gòu)，它的作用是將上部荷載均勻的傳遞到下部柱基中。對(duì)于大跨徑的橋梁施工而言，橋梁整體的荷載會(huì)很高，因此需要更大尺寸的橋梁承臺(tái)，結(jié)構(gòu)最短邊也一般在1m～3m，混凝土澆筑后水化熱引起的混凝土內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之差，由于內(nèi)外溫差大，極易產(chǎn)生溫度裂縫。橋梁承臺(tái)的開裂會(huì)嚴(yán)重影響橋梁的整體質(zhì)量以及耐久性能，大多數(shù)的橋梁承臺(tái)都處于水下的環(huán)境，若承臺(tái)出現(xiàn)了裂縫會(huì)導(dǎo)致在水下承臺(tái)更容易被侵蝕，因此需要確保承臺(tái)不能開裂。

1 橋梁承臺(tái)大體積混凝土開裂機(jī)理以及原因分析

1.1 橋梁承臺(tái)大體積混凝土開裂機(jī)理

大體積混凝土與常規(guī)的混凝土是存在不同之處的，具體表現(xiàn)在厚度、長(zhǎng)度、寬度三者的比值不同。這樣導(dǎo)致大體積混凝土的相對(duì)厚度比較小，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，大體積混凝土的表面散熱很快，但是其內(nèi)部散熱較慢，這樣在澆筑之后會(huì)導(dǎo)致混凝土的內(nèi)外存在溫差，這樣產(chǎn)生的溫度應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂。

1.2 導(dǎo)致橋梁承臺(tái)出現(xiàn)開裂的原因

根據(jù)混凝土開裂的機(jī)理分析，知道了影響混凝土開裂的主因是混凝土水化熱、環(huán)境溫度出現(xiàn)了變化以及混凝土自身存在收縮性能等。對(duì)于這些原因分別進(jìn)行總結(jié)?；炷了療崾钱a(chǎn)生混凝土出現(xiàn)內(nèi)外溫差的根本原因，如果水泥的放熱較慢，那么在施工期間根本等不及熱量散失，這樣會(huì)導(dǎo)致在持續(xù)的長(zhǎng)時(shí)間散熱中內(nèi)部溫度越來(lái)越高，更容易使得混凝土出現(xiàn)裂縫，如圖1。

圖1 橋梁承臺(tái)開裂圖

2 大體積橋梁承臺(tái)防裂技術(shù)

針對(duì)于大體積混凝土橋梁承臺(tái)出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)狀以及進(jìn)行實(shí)際原因分析之后提出了以下幾點(diǎn)防裂技術(shù)。

2.1 混凝土的原材料進(jìn)行控制

水化熱是導(dǎo)致混凝土開裂的主因，因此對(duì)于混凝土原材料可以優(yōu)化混凝土的水泥種類、材料配比、礦物含量等來(lái)降低水化作用的效果。對(duì)于水泥種類的選擇是為了使得混凝土具有較低的開裂敏感性并具備更大的強(qiáng)度，使得后期出現(xiàn)裂縫的概率大大降低，可以優(yōu)先考慮使用礦渣水泥、粉煤灰水泥等低水化熱水泥。通過(guò)在混凝土中摻入粉煤灰、硅灰、高爐礦渣等摻合料可以有效的降低水化作用，并使得混凝土的強(qiáng)度得到進(jìn)一步的提升。同時(shí)通過(guò)優(yōu)化混凝土不同材料的配比也會(huì)使得開裂風(fēng)險(xiǎn)得到降低，并改善抗裂性能，大幅提升大體積混凝土的結(jié)構(gòu)性能。

2.2 落實(shí)施工過(guò)程中的防護(hù)措施

在施工過(guò)程中，控制混凝土表面的溫度、濕度，降低在澆筑過(guò)程中的溫度，同時(shí)避免環(huán)境溫差過(guò)大等手段都可以有效的防止混凝土的開裂。在進(jìn)行混凝土澆筑前可以先對(duì)原材料進(jìn)行冷卻處理，通過(guò)人工控制混凝土的澆筑溫度，可以降低溫度峰值以及溫度差值。例如可以在大體積的混凝土中植入一些冷水管，通過(guò)循環(huán)冷水的方式快速給混凝土內(nèi)部降溫，同時(shí)在混凝土施工的表面通過(guò)覆蓋薄膜來(lái)保證內(nèi)外溫度不出現(xiàn)較大的溫差。

2.3 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)管理

混凝土早期開裂的原因是因?yàn)榛炷帘砻姹┞队诃h(huán)境之中，當(dāng)表面與環(huán)境存在一定的溫差時(shí)會(huì)因?yàn)樗终舭l(fā)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，由于剛施工的混凝土表面對(duì)溫度的變化很敏感，因此特別需要注意溫度的劇烈的變化。通過(guò)合理的控制脫模時(shí)間，等混凝土基本凝固之后進(jìn)行脫模將會(huì)有效的防止開裂。當(dāng)外界環(huán)境溫度很低時(shí)，可以采取對(duì)混凝土表面絕熱保溫措施，避免因?yàn)榫薮蟮臏夭畛霈F(xiàn)開裂現(xiàn)象，可以采取表面灑水養(yǎng)護(hù)或者使用密封劑，在夏天施工時(shí)需要注意給混凝土表面多灑水，保證混凝土表面的濕度。

3 實(shí)際工程分析

現(xiàn)以某跨江公路大橋的橋梁承臺(tái)進(jìn)行具體分析，其設(shè)計(jì)方案如圖2。該橋梁的承臺(tái)構(gòu)造是圓形結(jié)構(gòu)，高度為 5m，承臺(tái)底標(biāo)高-5.4m、常水位 1.1m、承臺(tái)尺寸10*10*3m、橋墩為Y型、立柱高度11m。橋梁承臺(tái)始終處于深水區(qū)，若橋梁承臺(tái)出現(xiàn)了裂縫將會(huì)對(duì)橋梁的整體質(zhì)量以及耐久度產(chǎn)生非常大的影響。為了有效的防止橋梁承臺(tái)出現(xiàn)開裂，在施工過(guò)程中采取了一系列的有效措施。

圖2 橋梁承臺(tái)設(shè)計(jì)圖

首先是對(duì)混凝土的材料配比進(jìn)行了一定的優(yōu)化，這樣使得在澆筑過(guò)程中水化反應(yīng)的影響降低。其次由于工程量較大，因此使用了分層澆筑，同時(shí)分層澆筑解決了混凝土出現(xiàn)內(nèi)外溫差過(guò)大的問(wèn)題，在澆筑的過(guò)程中還植入了一些管道冷卻設(shè)備，通過(guò)注入冷水循環(huán)給混凝土的內(nèi)部降溫，有效的使得混凝土內(nèi)部熱量降低。

還通過(guò)預(yù)留變形縫在大體積的混凝土上，人為的將混凝土進(jìn)行劃分成多個(gè)區(qū)域，等到混凝土表面的溫度降低到一定程度之后在通過(guò)現(xiàn)澆接縫使得整體連接起來(lái)。最后還采用了冷凝混凝土骨料。采用冷卻骨料的方法將骨料中摻入冰塊，使得澆筑過(guò)程中水化放熱能夠得到控制。通過(guò)上述的一系列手段最終取得了很好的效果，在施工完成之后橋梁承臺(tái)沒(méi)有出現(xiàn)任何裂縫，說(shuō)明這些防裂措施在實(shí)際中可以取得很好的效果。

由于混凝土的水化熱是混凝土自身的屬性，會(huì)根據(jù)混凝土的種類、材料配比以及礦物組成等相關(guān)，因此可以根據(jù)大體積混凝土的厚度和面積選用合適的混凝土。針對(duì)于外部環(huán)境溫度的變化，由于在混凝土澆筑過(guò)程中水化放熱溫度可以達(dá)到70℃以上，外部的環(huán)境溫度根本達(dá)不到這種溫度，因此在實(shí)際的施工過(guò)程中必然會(huì)存在外部環(huán)境與混凝土內(nèi)部的溫差，環(huán)境溫度出現(xiàn)了劇烈的變化，則會(huì)使得出現(xiàn)開裂的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，因此要盡量控制環(huán)境溫度，避免驟然降低。其次針對(duì)混凝土的收縮特性進(jìn)行分析，混凝土本身就具有干縮的性能，特別是在混凝土表面與外部環(huán)境出現(xiàn)多次的熱量的相互傳遞時(shí)更會(huì)導(dǎo)致混凝土的水分被迅速蒸發(fā)，這樣表面會(huì)受到干縮效應(yīng)的影響，直接導(dǎo)致混凝土表面的開裂。在這個(gè)跨江公路大橋橋梁承臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行控制，采用科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)方式，避免環(huán)境溫差，大橋的橋梁承臺(tái)并沒(méi)有發(fā)生開裂的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

在大跨徑的橋梁施工過(guò)程中，需要使用更大的橋梁承臺(tái)，但是在大體積的混凝土的施工過(guò)程中極容易出現(xiàn)開裂的情況。出現(xiàn)這些問(wèn)題主要是混凝土中的水泥發(fā)生了水化反應(yīng)，并且由于外界環(huán)境的溫度與大體積混凝土之間出現(xiàn)溫差導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮而開裂。本文從混凝土開裂的機(jī)理出發(fā)，分析大體積混凝土開裂的原因，并針對(duì)這些原因提出了幾項(xiàng)防裂控制技術(shù)，給橋梁承臺(tái)施工以及如何保證橋梁施工質(zhì)量提供一些參考。