橋梁施工中高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用

劉俊

摘要：高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)作為橋梁工程建造過(guò)程中廣泛使用的一項(xiàng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，其對(duì)于保障和提升橋梁工程的建造質(zhì)量具有舉足輕重的作用，而提升混凝土結(jié)構(gòu)本身質(zhì)量的情況下橋梁工程的建造質(zhì)量也必然得到有效提升。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)混凝土;橋梁;計(jì)算;質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：U444? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

前我國(guó)范圍內(nèi)所使用的高強(qiáng)混凝土指的是強(qiáng)度等級(jí)涵蓋在C60以上的混凝土材料，其設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中使用到了水泥、砂、石等原材料以外，還通過(guò)對(duì)減水劑、粉煤灰、礦粉、礦渣以及硅粉等原材料的有效使用，使得因此而產(chǎn)生的混凝土材料在強(qiáng)度等級(jí)上較常規(guī)混凝土有顯著提高，且具備抗壓強(qiáng)度高、整體密度大、孔隙率較低和抗變形能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提升建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)與部分特種結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量與工程性能發(fā)揮了非常重要的作用。

一、高強(qiáng)混凝土配比

在進(jìn)行高強(qiáng)混凝土配比時(shí)，必須保證其中各類(lèi)原材料綜合性能和質(zhì)量效果，以此提高各類(lèi)原材料在高強(qiáng)混凝土配比中的作用效果，確保高強(qiáng)混凝土實(shí)際質(zhì)量和應(yīng)用價(jià)值可以得到有效保障。就目前來(lái)看，在橋梁工程中高強(qiáng)混凝土配比原材料主要包括水泥、復(fù)合材料、細(xì)集料、石英砂、粗集料和外加劑等。其中水泥材料多為普通硅酸鹽水泥，并在高強(qiáng)混凝土配比時(shí)保證水泥材料性能合理性。

對(duì)于高強(qiáng)混凝土配比中復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，由硅灰、礦粉和粉煤灰組成，這就需要保證各類(lèi)基礎(chǔ)材料配比達(dá)到理想的混合效果，以此強(qiáng)化復(fù)合材料在高強(qiáng)混凝土配比中的實(shí)際作用，使得高強(qiáng)混凝土配比效果可以滿足橋梁工程項(xiàng)目具體建設(shè)要求。在進(jìn)行高強(qiáng)混凝土配比中細(xì)集料選用時(shí)，應(yīng)保證細(xì)集料細(xì)度模數(shù)和含泥量均可以達(dá)到合理狀態(tài)，發(fā)揮細(xì)集料在高強(qiáng)混凝土配比中的作用效果，使得高強(qiáng)混凝土綜合調(diào)配和后期配比試驗(yàn)在具體實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的幾率降到最低。對(duì)于高強(qiáng)混凝土配比中石英砂材料來(lái)說(shuō)，在石英砂材料投入使用之前，還應(yīng)對(duì)石英砂顆粒組成展開(kāi)研究分析，及時(shí)調(diào)整石英砂具體組成過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，避免石英砂材料在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中影響配比。在選取粗集料時(shí)，必須保證粗集料各項(xiàng)指標(biāo)均可以滿足高強(qiáng)混凝土配比要求，并將其壓碎值、針片狀含量、含泥量等參數(shù)信息控制在規(guī)定范圍內(nèi)，必要時(shí)還應(yīng)在完全清洗之后投入使用，提升高強(qiáng)混凝土配比效果。

應(yīng)用于高強(qiáng)混凝土配比中的外加劑主要是指JK-4聚羧酸超塑化劑、聚羧酸加引氣劑高效減水劑、聚羧酸超塑化劑、低含氣量高效減水劑等。應(yīng)確保各類(lèi)外加劑綜合性能符合高強(qiáng)混凝土配比要求，逐步提高高強(qiáng)混凝土配比效果。

二、高強(qiáng)混凝土在橋梁工程中應(yīng)用的作用及意義

（一）減小體積

高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程中的應(yīng)用與常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)相比，其能夠在減少當(dāng)前建筑構(gòu)件截面尺寸的基礎(chǔ)上，促使當(dāng)前建筑構(gòu)件仍然滿足橋梁工程的各項(xiàng)質(zhì)量與性能要求，使得橋梁工程中的相關(guān)構(gòu)件能夠在使用高強(qiáng)混凝土的情況下，有效達(dá)到降低當(dāng)前構(gòu)件自重、縮小截面尺寸的效果。比如在橋梁工程中的某些受彎構(gòu)件施工中可以使用高強(qiáng)混凝土進(jìn)行澆筑，通過(guò)更高的配筋率來(lái)有效縮小其截面高度，使其滿足橋梁工程的設(shè)計(jì)要求。

（二）提升剛度

高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)與常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)相比，高強(qiáng)混凝土材料可以形成剛度較大、變形較小的結(jié)構(gòu)特性。因此高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程施工中的應(yīng)用，可以充分結(jié)合當(dāng)前橋梁工程建造的結(jié)構(gòu)要求，滿足其整體結(jié)構(gòu)中部分有特殊剛度、特殊變形等要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為滿足橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容的全面性要求發(fā)揮了重要作用。

（三）增加壽命

高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)與常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)相比還具有更好的耐久壽命，尤其是當(dāng)前以高強(qiáng)混凝土材料作為基礎(chǔ)的預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用，其在橋梁工程中的應(yīng)用通過(guò)對(duì)人為控制應(yīng)力的科學(xué)計(jì)算，能充分提升橋梁結(jié)構(gòu)中部分受彎構(gòu)件的抗彎剛度與抗裂縫能力，有效預(yù)防橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期在露天、潮濕等環(huán)境下發(fā)生的結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)裂縫等問(wèn)題，對(duì)提升橋梁工程的建造質(zhì)量與耐久壽命具有較大影響。

（四）提高安全性

高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中，由于高強(qiáng)混凝土本身?yè)诫s了礦渣、礦粉、硅粉等諸多材料，因此其不僅結(jié)構(gòu)剛度、抗壓強(qiáng)度、抗震能力等均優(yōu)于常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)。同時(shí)高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程中的應(yīng)用，也能夠憑借硅粉等材料提高耐磨能力、耐沖刷能力等，使得高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程的建造與使用過(guò)程中具有更好的應(yīng)對(duì)河流沖刷能力，對(duì)提升橋梁工程建造使用過(guò)程中的安全程度、耐久性能也起到了非常重要的作用。

三、高強(qiáng)混凝土在橋梁工程中應(yīng)用注意事項(xiàng)

（一）強(qiáng)度取值與彈性參數(shù)計(jì)算

設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)依照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3362-2018）中的計(jì)算要求，對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行取值計(jì)算，確定其平均抗壓強(qiáng)度與軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，進(jìn)而通過(guò)對(duì)混凝土強(qiáng)度折減系數(shù)的應(yīng)用得到規(guī)范中的混凝土強(qiáng)度值。在此計(jì)算過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要充分考慮標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度規(guī)定下的折減系數(shù)，給予高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)一定的額外安全度，以此明確當(dāng)前高強(qiáng)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)采取實(shí)際測(cè)量的方式計(jì)算當(dāng)前高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的彈性模量，確保高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度取值與彈性參數(shù)均符合規(guī)范中的具體要求。

（二）深梁抗剪能力計(jì)算

設(shè)計(jì)人員除了要依照規(guī)范內(nèi)容計(jì)算常規(guī)狀態(tài)下高強(qiáng)混凝土深梁結(jié)構(gòu)的抗剪能力參數(shù)以外，還需要針對(duì)極限狀態(tài)下高強(qiáng)混凝土深梁結(jié)構(gòu)的界面抗剪能力進(jìn)行計(jì)算，以此確保高強(qiáng)混凝土深梁結(jié)構(gòu)在極限狀態(tài)下的抗剪能力，對(duì)其整體應(yīng)用效果有更加全面的把控。

（三）觀察受壓區(qū)高度界限系數(shù)

設(shè)計(jì)人員要計(jì)算鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在正截面上的極限狀態(tài)承載能力，尤其是在高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的受壓區(qū)域，計(jì)算人員要依照規(guī)范要求并依照抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果，觀察其受壓區(qū)域的界限系數(shù)是否符合當(dāng)前橋梁工程的設(shè)計(jì)需求。

（四）鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件正截面強(qiáng)度計(jì)算

由于高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程的應(yīng)用過(guò)程中，其構(gòu)件中箍筋的約束作用受到高強(qiáng)混凝土材料的強(qiáng)度影響，相較于常規(guī)混凝土來(lái)說(shuō)更弱，因此設(shè)計(jì)人員還需要針對(duì)鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的正截面強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合箍筋的套箍系數(shù)確保計(jì)算結(jié)果的合理性。

（五）鋼筋混凝土斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算

高強(qiáng)度鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)的剪切破壞形態(tài)同樣涵蓋了剪壓、斜拉等不同類(lèi)型，同時(shí)上述形態(tài)均受到高強(qiáng)度鋼筋混凝土板梁結(jié)構(gòu)的剪跨比與含箍系數(shù)影響。也正因此，相關(guān)人員在使用高強(qiáng)度鋼筋混凝土的過(guò)程中，還要注意預(yù)應(yīng)力對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響，要通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土斜截面抗剪強(qiáng)度的計(jì)算明確預(yù)應(yīng)力的處理方法。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程中的應(yīng)用對(duì)提升橋梁的工程質(zhì)量具有非常積極的作用，相關(guān)人員要全面計(jì)算高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)特征參數(shù)，以此明確當(dāng)前高強(qiáng)混凝土的功能特性，使其能夠滿足橋梁工程的結(jié)構(gòu)要求。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：天津市政建設(shè)發(fā)展有限公司