張 鑫

（江蘇瑞沃建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇揚(yáng)州 225600）

公路橋梁的大體積混凝土在整體施工中應(yīng)用的各類(lèi)混合料在摻和過(guò)程中，水泥會(huì)產(chǎn)生水化熱問(wèn)題。在大體積混凝土與以混合構(gòu)件的施工過(guò)程中，整體的混凝土綜合體系相對(duì)較大，使得混凝土結(jié)構(gòu)在構(gòu)建中的表面積、綜合系數(shù)相對(duì)較小導(dǎo)致水化熱無(wú)法得到充分釋放，使混凝土構(gòu)件存在的內(nèi)外溫差進(jìn)一步加大，形成各類(lèi)裂縫。大體積混凝土在構(gòu)建過(guò)程中容易出現(xiàn)深陷裂縫以及干縮裂縫等問(wèn)題，還可能出現(xiàn)塑性裂縫等情況。

1 北城子河大橋的綜合工程概況

北澄子河是江蘇省規(guī)劃干線航道網(wǎng)中通揚(yáng)線航道的組成部分，規(guī)劃為Ⅲ級(jí)航道，設(shè)計(jì)最高通航水位為2.82 m。根據(jù)《關(guān)于333省道高郵東段跨越通揚(yáng)線航道（北澄子河）通航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)函》及《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50139—2004）的相關(guān)規(guī)定，限制性航道上應(yīng)采取一孔跨越通航水域，橋梁考慮一跨跨過(guò)航道，跨越北澄子河的橋梁最小通航凈空按不小于70 m（寬）×7 m（高）進(jìn)行控制。

主橋采用92.8 m（計(jì)算跨徑90 m）下承式鋼管混凝土系桿拱，引橋采用30 m跨徑的裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋跨為10×30 m+92.8 m+9×30 m，橋梁全長(zhǎng)670.0 m，橋梁上部結(jié)構(gòu)按兩幅上、下行并列進(jìn)行布置，主橋全寬為31 m，引橋全寬28.2 m，斜橋正做，主橋中橫梁和拱肋采用預(yù)制吊裝施工，系桿、端橫梁和拱肋預(yù)埋段采用小支架現(xiàn)澆施工。

主橋拱軸線為二次拋物線，矢跨比為1/5，矢高18 m。橫橋向布置兩榀拱肋，拱肋中心距為13.9 m，橋面系總寬為12.5 m。拱肋采用啞鈴型斷面，拱肋間采用5道風(fēng)撐連接。系桿采用箱形截面，高2 m、寬1.4 m、壁厚為0.3 m，系桿至拱腳段時(shí)漸變?yōu)楦?.0 m的矩形斷面，吊桿間距為5.4 m；系桿橫向間由端橫梁和中橫梁相連，中橫梁間距5.4 m，端橫梁為帶牛角的箱形斷面，高1.65～1.9 m、寬2.67 m；中橫梁為翼寬1.0 m、翼厚0.2 m、肋厚0.5 m、高1.15～1.4 m的T形斷面，上澆筑0.3 m的現(xiàn)澆連續(xù)段，橫橋向12片行車(chē)道板布置形式為10 m×1.25 m，板橫向以鉸縫相連，縱向以0.5 m寬現(xiàn)澆濕接頭相連。

主橋系桿、端橫梁及中橫梁預(yù)應(yīng)力束均采用Φ15.2鋼絞線，兩端對(duì)稱(chēng)張拉，管道成孔采用預(yù)埋鍍鋅金屬波紋管。吊桿索體采用Φ5～91高強(qiáng)平行鋼絲，單端張拉。

主橋橋墩采用三柱式墩，中柱為4 m×3 m矩形墩，邊柱為2.5 m×3 m矩形墩，承臺(tái)厚度為2.5 m。

中柱基礎(chǔ)采用3排共9根Ф1.5 m鉆孔灌注樁，邊柱基礎(chǔ)采用2排共4根Ф1.5 m鉆孔灌注樁。引橋采用雙柱式墩，肋式臺(tái)，Ф1.2 m、Ф1.5 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

10#主墩東側(cè)設(shè)一個(gè)防撞墩。

主橋橋梁型式為鋼管砼系桿拱，采用浮吊整體吊裝。引橋上部結(jié)構(gòu)采用30 m雙幅等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。其中第10跨跨越現(xiàn)333省道，主線與現(xiàn)333省道夾角為85.95°，橋下現(xiàn)333省道的凈空大于5.5 m。

2 橋梁大體積混凝土常見(jiàn)的裂縫及影響

2.1 大體積混凝土的溫度裂縫成因分析

橋梁在進(jìn)行構(gòu)建過(guò)程中，其自身的大體混凝土施工會(huì)因溫度出現(xiàn)裂縫，且在整體大體積混凝土中，溫度裂縫十分常見(jiàn)。大體混凝土自身所擁有的體積基數(shù)較大，混凝土的外部溫度散失以及其自身內(nèi)部溫度的釋放過(guò)程無(wú)法構(gòu)成正相關(guān)，無(wú)法將混凝土土構(gòu)其自身內(nèi)外溫度差控制在合理的范圍內(nèi)，致使結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度應(yīng)力與混凝土結(jié)構(gòu)自身的抗拉強(qiáng)度無(wú)法匹配，導(dǎo)致混凝土裂縫。因此對(duì)混凝土模板進(jìn)行拆除的過(guò)程中，混凝土構(gòu)件其自身表現(xiàn)溫度會(huì)大幅度降低，是溫度裂縫予以產(chǎn)生的重要原因之一。

2.2 大體積混凝土干縮裂縫原因

如果大體積混凝土整體外部環(huán)境的濕潤(rùn)程度相對(duì)較低，構(gòu)建的過(guò)程中，混凝土表面的水分由于環(huán)境原因大量散失，結(jié)構(gòu)應(yīng)力發(fā)生改變，導(dǎo)致構(gòu)件在應(yīng)力的作用下產(chǎn)生形變。

大體積混凝土在構(gòu)建過(guò)程中濕度的變化幅度與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異明顯，混凝土在構(gòu)建過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)自外而向內(nèi)的干縮變形情況，混凝土表面由于在干縮過(guò)程中受到內(nèi)部約束限制，拉應(yīng)力升高，使大體積混凝土的干縮裂縫及主要的狀態(tài)為網(wǎng)狀或呈現(xiàn)平行現(xiàn)狀的細(xì)微裂縫。

2.3 大體積混凝土塑性裂縫原因

大體積混凝土凝結(jié)階段，中和表面的水分會(huì)在環(huán)境因素的影響下快速散失，體積收縮，但混凝土具有塑性，混凝土結(jié)構(gòu)在綜合拉力的作用影響下，表面形成具有高度不規(guī)則狀的收縮裂縫。摻和過(guò)程中，水灰比不匹配、水泥活性較高，混凝土出現(xiàn)裂縫速度大幅度提升。

在夏季干熱條件及大風(fēng)條件下，易出現(xiàn)塑性裂縫，形狀具有不連貫性，裂縫的兩端相對(duì)較長(zhǎng)，中心的寬度較大?；炷翗?gòu)建過(guò)程中的環(huán)境溫度以及水灰比等因素，均會(huì)使混凝土在構(gòu)建過(guò)程中出現(xiàn)塑性裂縫。

2.4 大體積混凝土沉降裂縫分析

公路橋梁的施工過(guò)程中，地基較為松軟，回填工作難以有效開(kāi)展，會(huì)導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過(guò)程中的均勻性相對(duì)較低，公路橋梁混凝土構(gòu)件產(chǎn)生沉降現(xiàn)象。沉降致使混凝土構(gòu)件在應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生裂縫，且通常為貫穿性的大型裂縫，縱深性相對(duì)較強(qiáng)，會(huì)對(duì)整體工程的安全性及穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。

3 公路橋梁大體積混凝土施工控制工藝分析

3.1 溫度裂縫

（1）合理控制混凝土的配合比。

施工單位在具體的施工過(guò)程中，需要對(duì)混凝土自身所用的強(qiáng)度予以有效保證，使其自身的工作性能能夠得以滿(mǎn)足，對(duì)水泥的用料進(jìn)行有效控制。在具體應(yīng)用過(guò)程中，需要應(yīng)用低水化熱的水泥，摻入適量的煤粉或礦渣粉，降低水化熱反應(yīng)。此外，在混合料拌制過(guò)程中，可以加入高性能減水劑，使水泥的用量得到有效控制。

（2）嚴(yán)格控制混凝土的拌和溫度。

對(duì)大體積混凝土進(jìn)行有效施工的過(guò)程中，如果整體環(huán)境溫差相對(duì)較高，施工單位可以通過(guò)攪動(dòng)混凝土的方式對(duì)相應(yīng)的原材料進(jìn)行覆蓋。在粗骨料堆場(chǎng)需要通過(guò)灑水降溫的方式使溫度得到有效降低，使用水澆灑攪拌車(chē)，防止混合料在拌和過(guò)程中受到太陽(yáng)直射。如果整體施工條件較佳，在混凝土攪拌的過(guò)程中可以應(yīng)用深井水，使混合料的溫度能夠獲得充分控制。

（3）嚴(yán)格控制混凝土的澆筑工藝。

在具體的澆筑過(guò)程中，需要在陰天開(kāi)展，并在施工過(guò)程中有效控制混凝土的溫度。一般情況下，可在24 ℃時(shí)予以澆筑，可以充分對(duì)分層澆筑法進(jìn)行綜合應(yīng)用，分層澆筑的層間厚度可以控制在40～50 cm，澆筑過(guò)時(shí)間間隔應(yīng)控制在2.5 h內(nèi)。在澆筑大型混凝土的過(guò)程中，混凝坍縮程度較大，表面鋼筋下的部分會(huì)產(chǎn)生裂縫。表面鋼筋上也會(huì)產(chǎn)生細(xì)小裂縫，混凝土初凝及除塵后，需要對(duì)混凝土的表面再次進(jìn)行抹面，充分壓實(shí)混凝土。

施工單位施工時(shí)需要應(yīng)用冷卻管循環(huán)水，對(duì)整體混凝土進(jìn)行有效降溫，可以通過(guò)水泵抽水，對(duì)冷卻管進(jìn)水口的壓力進(jìn)行合理控制，使水管溫差保持在5～10 ℃，進(jìn)行降溫前，施工人員需要對(duì)口內(nèi)的溫度進(jìn)行綜合控制，每4 h便進(jìn)行一次溫度檢測(cè)。

3.2 干縮裂縫

在具體的大體積混凝土的施工中，為了防止干縮裂縫產(chǎn)生，施工單位需要對(duì)水灰比進(jìn)行嚴(yán)格控制，并對(duì)水泥用料及用水量進(jìn)行綜合控制，在構(gòu)建過(guò)程中，需要在混凝土的混合料中加入一定比例的減水劑。對(duì)大型混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，需要在整體澆筑工作開(kāi)展前進(jìn)行收縮縫的綜合設(shè)置，對(duì)橫向施工接縫處以水泥砂漿的方式進(jìn)行提前鋪設(shè)。

在構(gòu)建過(guò)程中，混凝土所用的水灰比例需要高度一致，保證水灰比相對(duì)較小，在進(jìn)行整體鋪設(shè)工作過(guò)程中，水泥砂漿的厚度需要嚴(yán)格控制在15 cm內(nèi)。鋪設(shè)大型混凝土的過(guò)程中，需要充分搗實(shí)接縫，開(kāi)展早期養(yǎng)護(hù)，根據(jù)建設(shè)的綜合情況確定養(yǎng)護(hù)時(shí)間，必要時(shí)可延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

針對(duì)大體積混凝土在構(gòu)建過(guò)程中的塑性裂縫，施工單位可以應(yīng)用硅酸鹽類(lèi)的水泥，其干速值相對(duì)較小，且早期強(qiáng)度較高，完成混凝土澆筑后，需要在混凝土構(gòu)筑表面填蓋草簾及棉被，形成相對(duì)封閉的環(huán)境，保證保溫效果。此外，可以充分應(yīng)用腳手架的安全網(wǎng)進(jìn)行擋風(fēng)，防止冷風(fēng)直接擊穿混凝土構(gòu)件表面。

4 結(jié)語(yǔ)

公路橋梁大體積混凝土施工會(huì)受到諸多因素影響出現(xiàn)不同種類(lèi)的裂縫，裂縫會(huì)對(duì)整體橋梁的承重、性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，使公路橋梁使用壽命大幅度縮短，直接影響公路橋梁的穩(wěn)定性。施工單位需要充分應(yīng)用科學(xué)的施工控制工藝，防止裂縫的產(chǎn)生，保證橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全，奠定良好的基礎(chǔ)。