懸索橋錨體大體積混凝土施工質量控制技術

吳國東

(保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510430)

施工過程涉及到大體積混凝土技術的時候，對于施工現(xiàn)場的結構以及環(huán)境都有非常高的要求。例如在水泥進行水化的時候，混凝土內部的溫度會比外部的溫度高出許多，這樣就會造成溫度差距，導致混凝土開裂，而產生裂縫，產生裂縫就會影響整個混凝土的質量，同時導致施工的質量，就因為如此要保證大體積混凝土的質量，來克服混凝土技術難題，保證橋梁的工程質量，是目前橋梁建設工程中的重中之重。虎門二橋中的坭洲水道橋主要的錨體都是用大體積混凝土建造的，就是因為這樣大體積的混凝土才需要進行混凝土澆筑的完美配比，這個完美的配比會影響整個大橋施工的質量，所以保證大體積混凝土的溫度是非常重要的，完美的溫度控制可以有效地控制錨體混凝土的開裂，從而保證混凝土的質量。

1 工程概況

虎門二橋是從廣州市南沙區(qū)圍繞著廣州繞城高速跨越了珠江大沙水道終止在東莞市沙田鎮(zhèn)?？缭搅藘勺缃卮髽颍渲锌缭搅?200m長的大沙水道橋和1688m的泥洲水道橋，其中錨碇和索塔是懸索橋當中施工最關鍵的地方。

虎門二橋坭洲水道坭洲水道橋采用了548+1688m雙跨鋼箱梁的懸索橋，跨越坭洲水道（獅子洋），橋位處河面寬度約2.3km。

泥州水道橋錨碇是屬于重力式錨碇，而錨體從功能上有很多方面，在受力施工等，它可以分為錨塊，前錨室，后錨室等部分，錨塊有東錨塊，西錨塊。錨塊兒主要是承受拉力，錨室起到了一個對主纜鎖保護作用。

2 懸索橋控制原理

懸索橋最主要的是懸索和整個的塔架而懸索當中的張力以及整個塔架當中的壓力是非常重要的，塔架是用來承重的，在整個懸索橋塔架的結構是否穩(wěn)固，以及他能夠承受的壓力和重力對整個懸索橋是有一定穩(wěn)定作用的，如圖1。在之前的懸索橋連接的懸索通常都是用強度高的鋼絲來固定的。因為他的高度比較小，所以在來往的車輛過程中容易發(fā)生變形。懸索橋分為柔性懸索橋和剛性的懸索橋而柔性的懸索橋，對行車是非常不利的，對行車是非常不利的，但是它的構造是非常簡單的，一般作為臨用時的橋梁。而剛性的懸索橋它是由勁梁加強的，剛度非常大，因此他可以承受很強大的復合但是結構比較復雜。懸索橋首先注意的就是它的受力是由主梁吊桿，竹塔等部分組成它的受力首先要承受住橋面的重量，車輛的載荷以及吊桿主纜之間的承受力。自錨式連鎖橋使用了混凝土雖然增加了自身的體重，但是同時也加強了它的剛度。

圖1 懸索橋塔架結構示意圖

3 大體積混凝土施工技術

3.1 材料選擇

3.1.1 粗細骨料

當我們在選取出口料的時候。那些孔隙率比較低的補料是我們必須要優(yōu)先選取的，并且要滿足，即配性相對較好，同時骨料的粒徑也應該處在一個科學并且合理的范圍之中。當滿足了這些條件的時候，水泥材料的用量就可以相對減少一些，從而讓降低水熱化的效果更加明顯。當水熱化效果降低了之后。結構內部

和外部的溫差就不會過高。這樣的話就不會因為內外溫差過高而導致出現(xiàn)裂縫。另外，當我們選擇細骨料的時候，原則上必須要保正匹配性更加良好。在選擇紗料的時候，我們也應該盡可能的應用中沙或者是中粗沙。利用這些材料之后就可以減少水泥的使用量，當水泥的使用量減少之后，就可以有效的避免因為水熱化問題造成一系列的不良影響。

3.1.2 外加劑

如果想要是混凝土的異性提升的話，我們可以利用堿水劑。這種物質可以將混凝土的流動性以及結構強度同時進行提升，并且效果非常顯著。另外還可以選用緩凝劑。這是一種可以使凝結時間變長的物質。它可以有效的提升塑性方面的性能?？梢越o混凝土澆筑提供更加良好的施工條件。除此之外，他還有降低水熱化的反應。可以有效的降低混凝土水熱化這一現(xiàn)象。從而避免因為開裂而出現(xiàn)縫隙問題。除此之外，合理應用引氣劑的話可以從結構內部，讓混凝土的結構性能得到提升，消除各種氣泡的問題而促進混凝度，提升耐久度和抗烈性能。從而滿足當前的工程下混凝土使用需求。

3.1.3 水泥品種

如果想要更加有效的去解決混凝土裂縫的問題，那么首先需要解決的就是降低水化。正是因為有水化熱的存在，才會造成混凝土內部和外部有比較大的溫度差異，這樣的話就會引發(fā)開裂。在實際的施工過程中，最好應用一些礦渣硅酸鹽水泥?；蛘呤欠勖夯夜杷猁}水泥。這兩種水泥水化熱比較低，凝結需要經過比較長的時間。所以就不容易引起水泥開裂。

3.2 混凝土攪拌

混凝土被大量的運用與橋梁施工建筑工程中，混凝土的攪拌處理工作在每一個工程中都十分重要?；炷翑嚢璞仨氁_定合理的材料配合比，并且在實時攪拌的過程需要嚴格的按照材料配比標準進行制作。其物料的投放也是需要按照順序進行，同時也要嚴格按照標準控制攪拌時間。另一方面。材料自身的溫度也會對混凝土的澆筑產生影響，所以在正式施工之前也要控制好這些物料的溫度。必要的時候可能會對物料進行晾曬處理。直到物料的溫度達到標準之后才可以在進行制作材料并開始澆筑工作。如果是大體積的混凝土結構的話，需要選擇冷卻水作為水源，然后再進行混合的攪拌。這樣才能夠保證混凝土進入模具的時候溫度。能夠合格。

3.3 混凝土運輸

當會凝土攪拌工作完成，并且工程要求的施工材料已經制作好之后。這時候這些施工材料就需要用專業(yè)的攪拌運輸車將他們運送到施工現(xiàn)場。在施工現(xiàn)場就有專業(yè)的設備開始進行澆筑工作。這個過程中，如果在運輸上花費了比較長的時間就有可能會出現(xiàn)離析的現(xiàn)象。所以在運輸材料上應該盡量的保證安全快速。如果離析的現(xiàn)象出現(xiàn)在澆筑工作之前的話。那么必須要對混凝土進行二次攪拌。只有進行二次攪拌之后，才能讓這些混凝土達到施工的技術標準。從而再度進行正常的澆筑施工

3.4 混凝土澆筑

在進行混凝土澆筑的時候，應該選擇一天當中溫度最低的時間。所以最佳的時間就是在夜晚進行澆筑。加之物的過程中，為了防止發(fā)生分層的現(xiàn)象。應該在下層的結構處理之前。就進行上層結構的澆筑。在澆筑之后必須要進行振搗，這是為了保證混凝土粘黏性達到合格標準。振搗的時候，需要將振導棒插入到下層結構的8～10cm處方可達到標準。

3.5 冷卻管的布設問題

在施工過程當中。利用大體積的混凝土進行澆筑，當筑工作完成之后，往往是需要經歷大量的時間。所以在澆筑工作正式開始之前。我們就要提前去保證下層的混凝土已經凝結完成。并且這些凝結了的混凝土已經釋放完了水熱化。那么我們如何確定是否完成了水熱放的釋放。如果想確定這個問題的話，我們可以在澆筑工作施工之前就在內部設置一定量的冷卻管。這種冷氣管的設置可以有效的促進熱量快速散失，可以在短時間之內讓內部的結構大量釋放出熱量，從而達到溫度降低的效果，做完了這些工作之后就可以有效的避免裂放出現(xiàn)的問題。

4 混凝土澆筑形成及控制要點

4.1 混凝土澆筑形成

大體積混凝土，在澆筑的時候，他的狀態(tài)是非常的不穩(wěn)定的從而也會形成不同的溫度，那溫度和外溫度是不均勻的，因此在溫度的影響下，會有很大的結構變化從而會導致混凝土的開裂，一旦發(fā)生開裂的情況，就會影響大橋的安全性和長時間的使用性。

根據不同地區(qū)的氣候，夏季，冬季不同的溫度以及風力的影響，控制溫差。計算使用的混凝土澆筑含量，要求混凝土需要耐久性高一些，材料用量也比較多，這樣溫度就更加的難以控制。首先，大橋位于海水之上，是一個比較受侵蝕的環(huán)境，混凝土的結構一旦開裂，就會影響它滲透到鋼筋的部位，從而導致鋼筋腐蝕，混凝土掉落，這樣就會影響大橋的運行以及它的使用壽命。

影響混凝土開裂的原因有很多，不是單一的因素造成的在混凝土澆筑的期間，一般是7d左右，不超過十天混凝土按照規(guī)定的厚度順序以及方向進行澆筑正常需要用混凝土攪拌的振搗，震動棒垂直的插入混凝土，要保證下層的混凝土進行下一次的振搗。也要避免下料處遠處的沙漿過多。導致混凝土的開裂。

大體積混凝土的養(yǎng)護你要是有兩個方面，首先在濕度，其次是溫度，在混凝土外表層結構上還有他長時間使用的情況都取決于在整個施工過程當中怎么保護和保養(yǎng)混凝土，這樣就更加的強調了適度和溫度對它的保養(yǎng)而混凝土水泥只有在水化到一定的程度時候才可以增加混凝土的使用強度和使用的結構。為了防止混凝土失水而出現(xiàn)的干裂情況，必須要進行適度和溫度兩個方面的養(yǎng)護。

在混凝土澆筑的過程當中，需要進行對混凝土溫度，濕度進行監(jiān)控。從而進行不同的改變。需要測溫用的儀器來進行調整，用有溫度參數(shù)的監(jiān)控，進行溫度的調節(jié)。

4.2 混凝土控制要素

4.2.1 溫度和混凝土共同控制溫度因素

溫度的控制涉及多個方面和各種條件的影響，其中混凝土澆筑厚的結構及其尺寸，還有混凝土在入模之后的溫度，可以對溫度進行控制。

4.2.2 哪些因素可以控制大體積混凝土的溫度

1）混凝土的原料配合比例，混凝土在發(fā)生水熱化以及它的溫度發(fā)生變化受多方面影響，其中之一就是混凝土中各種材料的用量比例。將混凝土中泥的用量增多，混合之后的混凝土就會在溫度峰值上有所增加。

2）在混凝土中的分層分塊現(xiàn)象，混凝土澆筑過程中有可能會出現(xiàn)分層分塊的情況。一旦出現(xiàn)這種情況，那么就將對澆筑之后的內部結構有很不好的影響?；炷翝仓蟮某叽?，如它的長寬，對于內部的溫度是有很大的影響的。如果澆筑之后，混凝土的長寬的尺寸超過了規(guī)定的標準范圍。那么混凝土自身對于核心溫度的影響程度就會變小。所以影響核心溫度的關鍵要素之一就是混凝土的分層厚度。

3）入模溫度，混凝土的入模溫度如果有差異的話，那么他的影響將是多方面的。這其中的影響因素包括到混凝土初凝的時間，剛開始升溫時候的時間以及防止升溫的時間。如施工的時候是在夏天。那么混凝土入膜的溫度相對來說就會比較高，對于溫度控制的影響也會隨之增加。同時混凝土自身的核心溫度也會與值一同增加。而且通水降溫的時間也會隨著溫度的增加而增加。

4）通水降溫，通水降溫是一種常用的降溫手段。通常用于在混凝土澆筑完成之后。通過通水降溫去調節(jié)和控制混凝土的峰值溫度。

4.2.3 溫度監(jiān)測

在混凝土澆筑完成，即將入模之前，通常需要在事先計劃好的位置將傳感器安置好，然后找到一個方便測量的地方安裝好信號屏蔽器。傳感器的側頭必須要用角鋼保護起來，這樣做可以有利于數(shù)據測量的準確性。在混凝土正式入模之后，然后再開始所有的測試工作。嚴格按照事先的工作計劃進行數(shù)據采集。原則上應該是混凝土澆筑完成之后開始采集。白天的時候可以每隔4h進行一次溫度的測量。如果是夜晚的情況，那么可以每6h進行一次溫度的監(jiān)測。每次監(jiān)測完溫度之后，要對監(jiān)測的結果數(shù)據進行匯總并整理分析，當溫度監(jiān)測的數(shù)據趨于穩(wěn)定的時候，代表監(jiān)測數(shù)據為合格?；炷恋臏囟葧幸粋€溫度降低的時間段。在溫度剛開始降低的這個時間，很容易出現(xiàn)溫度驟降的情況。為了防止這一現(xiàn)象，就需要科學合理的進行水管流量的控制，不過冷水管通水的具體通水情況，還需要根據施工現(xiàn)場的實際溫度情況來決定。

4.2.4 實際工作中的通水降溫情況

在實際的施工工作中會發(fā)現(xiàn)。通水降溫這一方法。對于控制混凝土核心峰值的作用有著非常顯著的效果。每當混凝土開始要進入到降溫的區(qū)域時，通過通水降溫方法去調節(jié)混凝土的降溫速率，往往有著很顯著的效果。通水降溫工作完成之后，這時的澆筑工作，完成了大概8h左右。通水降溫所控制的降溫速度才會被慢慢削弱。當我們在冬季進行施工的時候，每當進行到頂面的關水養(yǎng)護階段時，澆筑之后的混凝土，其表面的保溫效果是十分有效的。但是過一段時間出水口的溫度會隨之降低，這時候其變免得我溫度也會慢慢降下來。這個時候就應該采取一些有效的手段來達到保溫效果，其中覆蓋保溫措施就可以滿足目前施工的保溫標準。

科學的混凝土結構配合比會對工程整體質量產生重要的影響，因此，在確配合比時，需要實施針對性的試驗，將混凝土的配比參數(shù)明確好。技術人員需要嚴格遵循技術方面的要求，集中處理施工中存在的問題，全面監(jiān)督混凝土配合比試驗，確保整個試驗操作都能達到規(guī)定要求。為了提升混凝土的性能，需要加入粉煤灰外加劑，使其可以與混凝土相結合，產生化學變化。同時，也能夠降低混凝土的溫差，確?；炷潦┕きh(huán)境溫度的合理性，減少裂縫問題的發(fā)生幾率。在保證配合比與工程需求相符合的情況下，對水泥的使用量加以控制，避免大量使用水泥，使水化反應產生的熱量可以逐漸減少。相關人員還需要深入分析工程的實際情況，在合適得到位置設置，以起到牢固的支撐作用，避免出現(xiàn)裂縫。在具體施工時，需要將混凝土結構所具有的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，水泥的強度不宜過高，以中強度為主，從而有效降低裂縫的產生。

5 結語

現(xiàn)在在我國的橋梁工程當中已經有很多大體積混凝土的施工懸索橋，因此在這項技術當中會出現(xiàn)著很多的問題，主要問題就是大體積混凝土，會影響到整個懸索橋的穩(wěn)定性以及耐久性。因此在這項工程當中應該注意混凝土得技術問題，在大體結混凝土的溫度影響下要是在混凝土水化過程當中，溫度的問題這個溫度問題首先是混凝土內溫度和外溫度的差距所以在大體結混凝土澆灌的時候，控制好內外的溫度差，影響溫度的應力，混凝土沒有完全形成強度的時候，保證混凝土不會開裂，此外還要注意其表面的保溫以及整體的養(yǎng)護，從而達到懸索橋的長久性和穩(wěn)定性的發(fā)展，避免造成不必要的損失。