公路橋梁大體積混凝土技術(shù)應(yīng)用

湯裕睿

安徽省交通建設(shè)股份有限公司 安徽 合肥 230000

引言

隨著公路橋梁建設(shè)的不斷推進(jìn)，大體積混凝土在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用日益廣泛。公路橋梁大體積混凝土技術(shù)作為一種重要的施工技術(shù)，對保障橋梁工程的穩(wěn)定性、耐久性和承載能力起著關(guān)鍵作用。

1 大體積混凝土技術(shù)概述

大體積混凝土技術(shù)的特點(diǎn)是施工規(guī)模龐大，需要大量的原材料和先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行施工。由于混凝土的澆筑量較大，需要合理安排施工進(jìn)度和時間節(jié)點(diǎn)，確保施工的連續(xù)性和高效性。此外，混凝土的溫度和水化熱要得到控制，以避免溫度裂縫的產(chǎn)生。同時，對混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度要求高，需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測。

在大體積混凝土的施工中，關(guān)鍵要點(diǎn)包括原材料的選擇和配合比的確定。需要確保原材料的質(zhì)量穩(wěn)定，并根據(jù)工程要求確定合適的配合比，以保證混凝土的均勻性和強(qiáng)度。在混凝土的攪拌和運(yùn)輸過程中，要采取適當(dāng)?shù)臄嚢柙O(shè)備和運(yùn)輸工具，確?；炷恋木鶆蛐院褪┕ば阅?。澆筑和振搗過程中，需要采取適當(dāng)?shù)恼駬v方式和工藝，以保證混凝土的密實(shí)性和排除氣泡。另外，養(yǎng)護(hù)和溫度控制也是關(guān)鍵，需要采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，控制混凝土的溫度發(fā)展和避免溫度裂縫的發(fā)生。為了確保大體積混凝土施工的質(zhì)量，需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。對原材料的檢驗和控制、混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性的檢測、施工過程的監(jiān)控和記錄等方面。同時，還需要進(jìn)行定期的質(zhì)量評估和檢查，以及及時處理和解決施工中出現(xiàn)的問題[1]。

2 混凝土配合比設(shè)計

2.1 工程背景

某公路橋梁項目采用的是三跨連續(xù)自錨式鋼管混凝土拱橋，兩側(cè)設(shè)置有30m的T梁結(jié)構(gòu)，橋梁設(shè)計長度為220m，全部為直線型橋梁結(jié)構(gòu)形式。由于該公路橋梁施工尺寸比較大，所以采取大體積混凝土施工技術(shù)的方式，應(yīng)加強(qiáng)施工技術(shù)的控制和分析，確?；炷两Y(jié)構(gòu)施工效果合格，滿足當(dāng)前公路橋梁項目建設(shè)施工需要。

2.2 原材料的選用

為了能夠減少水化熱，避免水化熱對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)造成不利的影響，所以本次工程項目采用礦渣水泥施工，加入一定量的粉煤灰，從而減少水泥材料的加入比例，進(jìn)而降低水化熱，以保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工效果合格。加入粉煤灰材料取代水泥材料，對于提高混凝土結(jié)構(gòu)后期強(qiáng)度以及密實(shí)度有著更好的作用，并且具備較高的耐久性。在現(xiàn)場施工中，使用泵車進(jìn)行混凝土的輸送，所以選擇使用5～31.5mm的連續(xù)級配材料。為了能夠保證泵送施工效果合格，應(yīng)加入一定量的泵送劑，以確保材料輸送質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

2.3 施工配合比

結(jié)合目前施工的要求，進(jìn)行施工配合比的試驗確定，通過實(shí)驗室進(jìn)行實(shí)驗檢測分析，確保材料的性能達(dá)到公路橋梁建設(shè)施工的標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行配合比試驗檢測的環(huán)節(jié)，從強(qiáng)度、坍落度、初凝時間、水化熱等各項指標(biāo)進(jìn)行檢測，全都符合工程要求之后才能進(jìn)行施工建設(shè)，本次工程項目按照表1數(shù)據(jù)配置。

表1 施工配合比參數(shù)

3 大體積混凝土施工技術(shù)

3.1 模板加固

在本次公路橋梁建設(shè)的環(huán)節(jié)，屬于典型的大體積混凝土施工結(jié)構(gòu)，厚度設(shè)計為4.5m，一次澆筑施工會給模板造成較大的沖擊力，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞的情況，對于混凝土結(jié)構(gòu)的施工效果帶來不利的影響。因此，根據(jù)當(dāng)前設(shè)計方案和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，在進(jìn)行模板制作的過程中，選擇使用60cm×150cm的大塊模板，從而減小接縫的數(shù)量，使得混凝土結(jié)構(gòu)具備整體性。在模板結(jié)構(gòu)安裝之后進(jìn)行加固施工，使用橫向管和豎向管進(jìn)行連接間隔距離控制在0.5m以內(nèi)，從而使得加固施工效果合格，達(dá)到模板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性的要求。按照目前設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，使用橫向支撐和斜向支撐的方式進(jìn)行連接，確保模板結(jié)構(gòu)施工效果達(dá)到要求，在混凝土澆筑的過程中，沒有發(fā)生變形或者歪斜的情況。

3.2 安裝冷卻管

3.2.1 承臺鋼筋及冷卻管通過運(yùn)輸車輛將加工完成的半成品運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，并且在下部設(shè)置方木。在鋼筋安裝的環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝方案的要求，保證各個結(jié)構(gòu)部分安裝施工效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)場安裝作業(yè)開始之前，需要明確承臺輪廓線，然后使用鋼尺進(jìn)行現(xiàn)場測量放樣，各個結(jié)構(gòu)部位的尺寸精度合。在測量工作結(jié)束之后，執(zhí)行設(shè)計方案的要求，在表面彈出墨線進(jìn)行標(biāo)記，然后進(jìn)行承臺底部的主筋設(shè)置，應(yīng)加強(qiáng)相同截面內(nèi)的鋼筋接頭數(shù)量控制，不能超過總鋼筋數(shù)量的50%。鋼管架通過鋼管進(jìn)行搭設(shè)施工，并且保證水平鋼管設(shè)置鋼管架連接效果，標(biāo)高符合設(shè)計方案，同時還要落實(shí)承臺底部鋼筋連接控制工作。

3.2.2 冷卻管的尺寸以及現(xiàn)場設(shè)置執(zhí)行設(shè)計方案的要求，選擇使用輸水鋼管作為冷卻管，其內(nèi)徑為80mm，厚度3mm，使用絲扣連接，并且對接頭部位纏繞止水帶達(dá)到封閉性的效果。在各個層設(shè)置的過程中，保證間隔距離合格，長為1m左右。

3.3 澆筑方法

在澆筑作業(yè)開始之前，需要對現(xiàn)場模板結(jié)構(gòu)施工條件展開深入的分析，尤其是考慮到大體積混凝土施工要求，采取分層分段施工方式。重力式橋臺結(jié)合施工高度的要求進(jìn)行分層澆筑施工，通常分為2～3層進(jìn)行澆筑作業(yè)，減少模板的數(shù)量，防止結(jié)構(gòu)受力不均勻而造成局部的損壞，也要避免發(fā)生漏漿的問題。擴(kuò)大型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際施工面積進(jìn)行分段澆筑施工，先澆筑一半的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行充分的冷卻處理，之后再進(jìn)行另外一半的澆筑施工，但是不能出現(xiàn)離析的問題，確保澆筑作業(yè)連續(xù)性，達(dá)到整體性的標(biāo)準(zhǔn)。在分段施工過程中，分段連接的位置上進(jìn)行鋼筋預(yù)埋和加固處理，防止?jié)仓鳂I(yè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)鋼筋位移而造成結(jié)構(gòu)性能下降。

混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場之后，立即組織開展?jié)仓┕ぃ壳皝碚f澆筑作業(yè)采取汽車泵或者吊車方式進(jìn)行，制定應(yīng)急處理措施，確保澆筑作業(yè)連續(xù)進(jìn)行，及時更換設(shè)備的損壞部件，防止因為施工中斷而影響公路橋梁的結(jié)構(gòu)性能。在泵管或者料斗安裝的環(huán)節(jié)，要將內(nèi)部殘留的雜物清理干凈，尤其是泵送混凝土之前，使用清水進(jìn)行管道的潤滑處理，先進(jìn)行砂漿輸送，然后再進(jìn)行混凝土的輸送，避免因為內(nèi)部存在雜物而造成堵塞的問題。每一車混凝土澆筑工作結(jié)束之后，應(yīng)充分振搗密實(shí)，各個層的結(jié)構(gòu)厚度都符合工程的要求，結(jié)構(gòu)質(zhì)量合格。

3.4 振搗

公路橋梁大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工之后，每個出料口需要配置兩根振搗棒，一根作為施工使用，另外一根備用。振搗棒的長度在6m以上，且每根振搗棒配置兩名工作人員，保持連續(xù)工作進(jìn)行，不會存在中斷的情況。每一層澆筑結(jié)束之后，立即開展振搗施工作業(yè)，并且和上一層達(dá)到連接性的要求。振搗操作環(huán)節(jié)，加強(qiáng)振搗時間、間隔距離、插入深度的控制，確保結(jié)構(gòu)整體的強(qiáng)度性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.5 表面及泌水處理

在現(xiàn)場澆筑工作結(jié)束之后，混凝土表面水泥砂漿厚度較大，按照設(shè)計方案的要求進(jìn)行現(xiàn)場刮平處理，將表面滲水問題清理干凈。初凝施工之前使用木抹子進(jìn)行表面處理，從而實(shí)現(xiàn)收縮裂縫的處理。在混凝土澆筑振搗過程中，斜坡底部極易出現(xiàn)泌水的情況，所以要預(yù)留出水口和集水坑，及時將其排出去，防止給結(jié)構(gòu)性能造成不利影響。

3.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

因為大體積混凝土單次澆筑施工量比較大，所以在凝固的過程中會產(chǎn)生大量的水化熱，由于斷面厚度較大，熱量不容易散發(fā)出去。因此，在大體積混凝土澆筑工作結(jié)束之后，要根據(jù)現(xiàn)場的天氣條件隨時關(guān)注混凝土的凝固狀態(tài)，并及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，防止因為內(nèi)外溫差過大而影響施工的效果。在混凝土結(jié)構(gòu)終凝之后，將側(cè)邊的局部鋼模板和竹膠板拆除，并對混凝土表面進(jìn)行塑料薄膜的覆蓋，然后噴水養(yǎng)護(hù)施工。如果環(huán)境溫度較高，應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾訃娏艽螖?shù)，增大噴水量，縮小混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的問題，確?；炷两Y(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

4 公路橋梁大體積混凝溫度控制技術(shù)

4.1 配合比設(shè)計

通過合理的配合比設(shè)計，選擇適當(dāng)?shù)乃冶?、粉煤灰摻量等措施，以減少混凝土的溫升。合理的配合比設(shè)計是控制混凝土溫度的關(guān)鍵因素之一。通過精確計算水灰比、水膠比和粉煤灰摻量等參數(shù)，有效地控制混凝土的水化熱釋放量，從而降低溫度升高速度。適當(dāng)增加粉煤灰摻量改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少溫度變化對混凝土的影響。此外，還使用摻有礦渣粉、減水劑等摻合材料，通過調(diào)整混凝土的化學(xué)反應(yīng)速率，降低溫度的升高程度。

4.2 原材料溫度控制

控制混凝土原材料的溫度，尤其是水和骨料。在炎熱天氣中，使用冷卻水來降低水的溫度?；炷林械乃疁囟葘φw混凝土溫度起到重要的影響。通過使用冷卻水源，如冷卻塔或冷水機(jī)，有效地降低混凝土中水的溫度，從而減少混凝土的溫度升高。此外，還在骨料堆場進(jìn)行遮陽和噴水降溫。遮陽措施減少骨料的暴露在陽光下的時間，減少骨料溫度的升高。噴水降溫通過給骨料進(jìn)行噴水冷卻，降低骨料的溫度，從而減少混凝土溫度的升高[2]。

4.3 混凝土澆筑時機(jī)選擇

在炎熱季節(jié)，盡量選擇較涼爽的時段進(jìn)行混凝土澆筑，如清晨或傍晚時段。高溫環(huán)境對混凝土的施工質(zhì)量和性能有較大影響，容易導(dǎo)致混凝土溫度升高過快和過早干燥。因此，在安排混凝土澆筑時間時，應(yīng)盡量選擇較涼爽的時段進(jìn)行，以減少混凝土的溫升。清晨或傍晚時段通常氣溫較低，相對濕度較高，有利于混凝土的水化反應(yīng)和養(yǎng)護(hù)。這樣降低混凝土的溫度升高速度，延緩水化反應(yīng)的進(jìn)程，有利于混凝土的強(qiáng)度發(fā)展和耐久性提高。合理選擇澆筑時間，結(jié)合其他溫度控制措施，有效降低混凝土的溫度，并提升施工質(zhì)量和工程的可靠性。

4.4 混凝土澆筑方式

在混凝土澆筑過程中，使用溫度傳感器對混凝土溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測是一項重要的控制措施。通過安裝溫度傳感器在混凝土中，準(zhǔn)確測量混凝土的溫度變化情況。監(jiān)測結(jié)果實(shí)時傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)，供施工人員進(jìn)行分析和判斷。如果監(jiān)測到混凝土溫度過高或過低，施工人員及時采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)溫度監(jiān)測結(jié)果，施工人員調(diào)整澆筑速度來控制混凝土溫度的升降速度。如果溫度升高過快，適當(dāng)減慢澆筑速度，延緩混凝土的溫升過程；如果溫度升降速度過慢，適當(dāng)加快澆筑速度，以確保混凝土的均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性。

4.5 溫度監(jiān)測

在混凝土施工中，溫度控制是確?；炷临|(zhì)量和工程可靠性的重要環(huán)節(jié)。除了實(shí)時監(jiān)測混凝土溫度外，還有其他措施輔助進(jìn)行溫度控制。在混凝土中添加控制劑，控制劑調(diào)節(jié)混凝土的凝結(jié)溫度，延緩或加速混凝土的水化反應(yīng)過程。通過合理選擇和使用控制劑，有效控制混凝土的溫升速度，減少溫度差異，提高混凝土的均勻性和穩(wěn)定性[3]。

5 結(jié)束語

公路橋梁大體積混凝土技術(shù)在公路交通建設(shè)中扮演著重要的角色，對于保障道路的安全和可靠性具有重要意義。通過本文的綜述，看到混凝土配合比設(shè)計、溫度控制、施工工藝和質(zhì)量控制等方面的關(guān)鍵要點(diǎn)和措施，這些技術(shù)措施對于確保公路橋梁大體積混凝土的質(zhì)量和可靠性至關(guān)重要。希望這些措施能夠被廣泛運(yùn)用于實(shí)際工程中，為公路橋梁的建設(shè)和發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。