金塘大桥浪溅区混凝土结构的裂缝控制精.docx
- 文档编号:1281442
- 上传时间:2023-04-30
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:88.47KB
金塘大桥浪溅区混凝土结构的裂缝控制精.docx
《金塘大桥浪溅区混凝土结构的裂缝控制精.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金塘大桥浪溅区混凝土结构的裂缝控制精.docx(11页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
金塘大桥浪溅区混凝土结构的裂缝控制精
公路2009年1月第1期HIGHWAYJan2009No1文章编号:
0451-0712(200901-0146-04中图分类号:
44571文献标识码:
A
金塘大桥浪溅区混凝土结构的裂缝控制
许宏亮1,秦明强2
(1浙江省舟山连岛工程建设指挥部舟山市316000;2中交武汉港湾工程设计研究院有限公司武汉市
摘要:
针对海洋环境下浪溅区腐蚀作用等级高、常规温控措施较难实施的特点,对全桥浪溅区的大体积混凝土裂缝控制措施进行了统筹规划,依据混凝土构件尺寸、方量和施工期,在仿真计算的基础上,采取优化配合比、通冷却海水、优化结构设计和精细化养护、全程温度监测等措施。
现场实施情况表明,采取上述措施后有效地避免了浪溅区混凝土结构的温度裂缝。
关键词:
大体积混凝土;海洋环境;浪溅区;裂缝控制;冷却水
舟山大陆连岛工程金塘大桥全长21029km,其中跨海桥梁长18415km,结构设计基准期为100年。
金塘大桥所处气候条件恶劣,水文、地形、地质情况复杂。
海水年平均温度173,年均含盐度256%,环境腐蚀类型为类海水氯化物引起钢筋锈蚀的近海或海洋环境,作用等级从中等程度(C级至极端严重程度(F级。
金塘大桥浪溅区混凝土结构包括承台上部、塔座、墩座和墩身下部。
浪溅区混凝土结构腐蚀作用等级高,因此对结构进行裂缝控制具有非常重要的意义。
本工程浪溅区混凝土具有以下几个方面的特点:
(1承台数量多、浇筑时间跨度大、通航孔承台方量大;(2墩座湿接头受老混凝土的约束,极易开裂;
(3墩身混凝土海上施工养护困难。
针对以上问题,亟需采取有效措施,解决好浪溅区混凝土结构的裂缝问题。
1裂缝控制总体思路
目前,针对海洋环境下桥梁混凝土的裂缝控制,类似工程均开展了防裂工作,提出相应的防裂措施,但实际落实过程中易存在以下问题:
其一,裂缝控制工作大多由施工方自己组织,施工单位在该方面的控制水平参差不齐;其二,裂缝控制会与施工工期冲突,如推迟拆模时间会影响模板周转;其三,裂缝控制需要经济做基础,保温、养护等措施均需要多投入。
以上原因往往造成落实情况不尽理想。
为了解决好以上问题,特转变思路,将原来施工单位组织、业主审查改变为由业主牵头,统筹安排,委托专业温控单位开展全桥浪溅区混凝土的防裂工作,制定出详细的裂缝控制方案,施工单位根据方案制定切实可行的措施,并报业主和专业温控单位审查。
这样一方面解决了施工单位控制水平参差不齐的问题,同时施工单位可选择适合自己的防裂措施,
收稿日期:
2008-11-26
InstallationandApplicationofGPSPilingPositioningSystem
HUANGJianbo,RONGGuocheng
(GuangdongChangdaHighwayEngineeringCo.,Ltd,Guangzhou511431,China
Abstract:
TakingpilingconstructioninJintangBridgeofZhoushanIslandstoMainlandLinkingProjectasanexample,theinstallationofGPSPilingPositioningSystemon!
CHANGDA36∀piledrivingvesselandthespecificapplicationtothemeasurementofdrivenpilesareintroduced。
Keywords:
GPS;pilingpositioning;installation;application
增强了操作性。
根据各混凝土构件的特点,制定了如下裂缝控制总体方案:
(1优化配合比,降低混凝土的绝热温升;
(2通航孔桥承台、塔座、墩座混凝土按60d抗压强度评定;
(3根据现场工况,对不同类型的混凝土结构进行仿真温度场、应力场及抗裂安全系数计算,根据计算结果制定相应温控措施;
(4典型混凝土构件温度检测,根据监测结果验证和调整温控措施,编制简单、易行、可操作性强的温控施工指南,指导全桥浪溅区混凝土的防裂施工。
2各构件防裂措施
21承台、塔座
金塘大桥承台数量多;结构形式各异,有圆形、椭圆形、矩形,厚度3~65m;混凝土方量大,为160~12555m3;施工期长,历经高温和低温季节;温控难度大,外海施工,环境恶劣,风大浪急,常规的温控措施较难实施。
对此,根据承台混凝土的标号、方量、浇筑时间,按严酷的冬、夏季,在仿真计算的基础上,提出了表1所示的温控指标,制定温控措施如下。
表1承台、塔座混凝土温度控制标准
温控标准C35承台C40承台C50塔座
浇注温度/
冬季#5#5#5
夏季/∃30/绝热温升/∃38∃42∃47
最高温度/
冬季∃56∃57∃60
夏季/∃72/内表温差/∃20∃20∃20降温速率/(/d∃3∃3∃3
注:
由于C35承台、C50塔座混凝土为主桥承台、塔座浇注时间均在冬季,故只提出了冬季控制标准。
(1优化配合比。
优化配合比,以及通航孔桥承台、墩座混凝土按60d抗压强度评定。
主墩承台、塔座混凝土采用60d强度评定,降低了胶凝材料总量。
索塔承台C35混凝土胶材用量由420kg/m3降至390kg/m3,塔座C50混凝土降至430kg/m3。
索塔承台C35混凝土的绝热温升由原来的41降低到37,开裂温度明显降低。
配合比见表2、表3。
表2主墩承台、塔座混凝土配合比kg/m3
工程部位
及标号
水泥
粉煤
灰
矿粉砂碎石
外加
剂
阻锈
剂
水
C35承台14816478825100942980136
C50塔座1941508680197947380132注:
海螺P%425水泥,&级粉煤灰,西卡901阻锈剂。
表3主墩承台混凝土配合比抗开裂性能比较
类别
胶材
用量
kg/m3
水泥
用量
kg/m3
绝热
温升
开裂
温度
抗压强度
MPa
28d60d
C35
承台
原配比4201894110551/
优化配比39013737-25431489
C50
塔座
原配比46029948/701/
优化配比43019443/571618
(2通海水冷却。
海上施工淡水资源匮乏,淡水靠船供应,若遇大风天气往往无法供给,这会严重影响冷却效果;同时,混凝土方量大的承台若采用淡水循环冷却,循环几次后水温过高,冷却效果也不理想。
为了解决以上问题考虑采用海水冷却,为避免海水腐蚀,要求冷却水管采用丝扣连接,管壁厚度不得小于3mm,通水前试压水1h左右,以保证没有海水泄漏。
通水完毕后,先用空压机排空管内海水,再用淡水冲洗数次,排出冲洗淡水后,采用同标号砂浆压浆封闭。
为比较淡水和海水冷却效果的差异,选取160m3承台(左右两幅进行对比试验,同时验证通海水冷却工艺的可行性。
淡水循环冷却采用两个容积约1m3的塑料桶作为储水容器,海水冷却直接用泵从海中取水。
试验时左右幅承台采用相同的水管布置,相同的保温养护措施。
为了解承台混凝土内部温度分布规律,每个承台共布设2层10个温度测点,测点沿承台的中心位置水平布置。
实测承台温度情况见表4。
由表4可知,左幅承台最大水化热温升比右幅承台低53,温峰出现时间也晚8h,海水冷却效果明显优于淡水循环。
(3现场监控。
对每个类型承台,根据极端温度施工季节(冬、夏季布设温度测点进行监控,根据监控结果指导施工。
图1为主桥承台中间层温度特征曲线,由图可知,单个1万余m3的混凝土索塔承台,在12月份浇筑(入模温度150,浇筑约72h后混凝土内部出
∋
147
∋
2009年第1期许宏亮秦明强:
金塘大桥浪溅区混凝土结构的裂缝控制
表4承台温度监测数据
类别海水冷却(左幅承台淡水冷却(右幅承台
测点第1层
第2层
第1层
第2层
浇筑温度/301283最大水化热温升/319370387423内部最高温度/620671670706温峰出现时间/h48
4644
38最高进出水温度/256/285445/457最大内表温差/
164
194
185
208
备注
浇筑时间:
9月24日11:
10~15:
40
浇筑时间:
9月24日15:
45~20:
20
现温度峰值460,最大水化热温升仅为31。
图1主桥承台中间层测点温度特征曲线
22墩座
金塘大桥非通航孔桥基础由钢管桩和圆形承台
组成,墩身为预制安装钢筋混凝土结构,墩身与承台的安装接头为现浇钢筋混凝土,即墩座湿接头混凝土。
墩座C40混凝土方量为414m3
一次性浇注。
由于墩座混凝土受老混凝土约束及温度应力等因素的影响,极易在混凝土表面不同程度地出现竖向裂缝。
针对墩座混凝土开裂的原因,借鉴以往墩座混凝土防裂的经验,主要从降低混凝土水化热温升、降低混凝土自收缩和改善内约束等几个方面防裂。
(1优化配合比。
采用60d抗压强度评定混凝土,胶材用量由405kg/m3
降为390kg/m3
粉煤灰掺量占胶材用量42%,结果大大降低了混凝土的水化热温升;采用复合氨基醇类阻锈剂替代亚钙阻锈剂,改善了混凝土的工作性能;掺某品牌聚丙烯纤维,提高了混凝土的抗拉强度。
优化前后的湿接头配合比见表5。
(2控制坍落度。
实际施工中,采用吊斗法工艺施工,混凝土的坍落度可控制在12~16cm,降低了混凝土用水量,减
表5墩座C40混凝土湿接头优化配合比
kg/m3
项目
水泥
粉煤灰矿粉砂
碎石
外加剂
阻锈剂纤维水以往工程1421828177910324868109134优化后
148
164
78
8271010390
80
09
133
少了混凝土的收缩。
墩身内部空腔内混凝土通过墩顶的预留进人孔入仓,外侧采用吊斗吊运混凝土送
入仓。
(3减少内部约束。
对支撑短柱进行改进,由原先的6个支撑短柱改为4个支撑短柱,优化了布置位置并取消了内部联系撑,从而大大减少了新老混凝土的接触面积,降低了应力约束。
(4精细化养护。
采用透水模板布并延长养护时间,通过透水模板布的透水性能,保证墩座混凝土侧面始终处于潮湿状态。
墩座混凝土终凝后,在墩座模板内蓄水15cm,以补充因模板布渗水而减少的水分,防止墩座混凝土侧面出现失水干缩现象。
拆模时间大于10d,待混凝土达到80%强度后方可拆摸,拆模后再
用土工布包裹养护。
通过对混凝土的充分养护,有
效地控制了表面裂纹的产生。
(5现场监测。
现场温度监测结果见表6。
由表6可知,E65、E59墩座混凝土在春季浇注,浇注温度控制为233~273,外界气温低,前期内部温度缓慢上升,在2~3d内部达到最高温度503~578,承台混凝土最大水化热温升353,最大的内表温差为119,符合温控标准的要求。
E40墩身湿接头在夏季浇注,浇注温度较高,由于未能采取有效的降温措施,混凝土内部水化反应剧烈,温度上升较快,在第二天内部就达到了最高温度675。
但由于外界气温较高,最大的内表温差为124,也符合温控标准的要求。
表6墩座混凝土监测结果
部位浇注温度/最高温度/最高温度出现时间/h
最高断面均温/最大内表温差/E6523950368422117E5927657856487119E40
305
675
48
629
124
注:
最高温度出现时间从传感器接触到混凝土算起。
∋
148∋公路
2009年第1期
23现浇墩身
金塘大桥墩身混凝土分为预制墩身和现浇墩身两部分。
预制墩身在预制场施工,施工条件和控制水平较好。
在此仅讨论现浇墩身的防裂问题。
(1匀质性施工。
通过优化配合比,调整胶材中掺合料比例,加强施工中的控制,减小了施工过程中出现的泌水、砂线等外观质量。
另外,标高位于浪溅区部分的混凝土掺加复合氨基醇阻锈剂,在提高混凝土防腐性能的同时,也改善了混凝土的工作性能。
(2透水模板布。
针对现浇墩身养护难度大这一问题,利用透水模板布的养护和保湿作用,提高了混凝土抗裂性能。
3效果评价
金塘大桥浪溅区混凝土施工历时一年多,通过
采取优化配合比、通海水冷却、优化养护结构等一系列的防裂措施,保证了大体积混凝土的施工质量,承台和墩身未出现有害裂缝,墩座混凝土开裂概率大大降低,开裂概率小于5%,达到了预期的防裂目标。
参考文献:
[1]雷宇芳,刘可心,汪发红,徐长生杭州湾跨海大桥湿
接头混凝土裂缝原因分析及防裂措施研究[J]公路,2006,(9
[2]方成武,邓安华浅析杭州湾跨海大桥预制墩湿接头
裂缝控制技术[J]交通工程建设,2007,(1
[3]秦明强,屠柳青,张国志,等金塘大桥钢筋阻锈剂
优选试验研究[A]2008年全国桥梁学术会议论文集[C]
[4]王昌将,张必准金塘大桥新型墩座的湿接头的研究
[J]公路,2008,(9
CrackingControlTechniqueofConcreteStructureinSplashZoneofJintangBridge
XUHongliang1,QINGMingqiang2
(1HeadquartersofZhoushanIslandstoMainlandLinkingProjectConstructioninZhejiangProvince,Zhoushan316000,China;
2CCCCWuhanHarborEngineeringDesignInstituteCo.,Ltd.,Wuhan,China
Abstract:
Accordingtothesplashzonecharactersofhighcorrosioneffectgradeanddifferentimplementationofconventionaltemperaturecontrolmeasuresinmarineenvironment,crackingcontrolmeasuresofmassconcreteinthesplashzoneareplannedasawholeInaddition,consideringthedimension,volumeandconstructionperiodofconcretemembers,onthebasisofsimulationcalculation,somecontrolmeasureswhichincludeoptimizationofconcretemixandstructuredesign,seawatercooling,meticulouscuringandtemperaturemonitoringonthewholecourseareadoptedAsaresult,thefieldoperationsshowthatthermalcracksofconcretestructureinthesplashzoneareeffetelyavoided
Keywords:
massconcrete;marineenvironment;splashzone;crackingcontrol;coolingwater
∋
149∋2009年第1期许宏亮秦明强:
金塘大桥浪溅区混凝土结构的裂缝控制
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大桥 浪溅区 混凝土结构 裂缝 控制
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)