[發明專利]一種橋梁承臺大體積混凝土結構施工方法

有效

• 申請號: 201210257051.3
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN102747742A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 何真;丁慶軍;蔡新華;黃修林;胡曙光
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: E02D27/14
• 分類號: E02D27/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于橋梁設計領域，特別涉及一種低溫升、抗裂及抗沖磨的橋梁大體積混凝土結構施工方法。

背景技術

目前，我國沿海地區已建成或正在興建的跨江海大橋已有超過20座之多。橋梁施工過程中橋梁錨碇、承臺、橋墩等部位的大體積混凝土施工裂縫控制以及承臺、橋墩等與水接觸部位在運行期抵抗含沙(或淤泥)水流沖磨是關乎橋梁長期耐久性的關鍵問題。橋梁承臺是橋梁的下部結構，是樁與柱或墩的聯系部分，承臺上再建柱或墩，形成完整的傳力體系。橋梁承臺施工在建設過程中屬于大型基礎混凝土工程(即大體積混凝土工程)。

水泥水化時的放熱反應使得水泥凝結硬化過程中放出大量熱量(即水化熱)，水化熱會使大體積混凝土內部溫度超過外部，產生較大的溫度應力，使混凝土表面產生裂縫甚至出現貫穿裂縫。一般橋梁承臺混凝土施工時采用在承臺結構內部設置冷卻水管，向冷卻水管中通冷卻水來降低大體積混凝土內外部溫差，減少開裂的風險。但由于跨江海大橋一般建設環境較為惡劣，設置冷卻水管會增加施工難度和施工進度，冷卻水管通水完畢后管道壓漿封堵存在封堵不嚴、破裂等潛在危險，這會增加大體積混凝土運行時的耐久性。因此，若能在保證承臺大體積混凝土不開裂的前提下取消冷卻水管，對耐久性而言無疑是有利的。

大多數跨江海大橋所處海域海水具有含鹽度高、含氯度大的特點，橋位處于出海口，漲落潮的干濕侵蝕效應、海洋大氣的腐蝕環境，對大橋的使用壽命有極大的影響。除了耐久性問題外，跨江海大橋還存在一個不容忽視的問題，即挾沙浪涌對大橋承臺或橋墩局部的沖刷作用。目前已建或在建的大批跨江海大橋，雖然沒有像水利工程泄水建筑物中遇到的高速水流，但由于浪涌形成的水流速度也不可忽視(如杭州灣嘉紹大橋所處海域攜沙浪涌流速可達10m/s)，在激涌時流速可能會更高，這種情況下除了沖磨作用外，還會發生空蝕作用。跨海大橋的承臺、橋墩等部位一般都位于水面上下，極易受到攜沙浪涌的沖刷作用。根據杭州灣跨海大橋近些年調查發現，受攜沙浪涌沖磨作用造成承臺或墩柱表面混凝土流失的速率在2~5mm/年。長此以往，跨江海大橋在沖磨作用下表層結構極易受損，對內部鋼筋的保護作用就會逐步喪失，嚴重時會影響橋梁結構的安全運行，且跨海大橋所處海域進行維修及其困難。因此，橋梁承臺、橋墩等部位的邊部混凝土抗沖磨能力顯得尤為重要。

綜上所述，在有攜沙浪涌沖刷環境下的跨江海大橋橋梁承臺等部位的大體積混凝土設計與施工中需要考慮兩個方面的問題：第一，橋梁承臺等部位的大體積混凝土結構應具有施工期混凝土溫升低、抗裂的特點，可以有足夠的能力抵抗溫度裂縫的發生；第二，橋梁承臺等部位的大體積混凝土結構應具有在長期運行過程中受攜沙浪涌沖刷作用影響小的特點，可以保持在此環境中的長期耐久性，目前一般采用外套鋼管或涂刷耐磨涂料對橋梁承臺等部位的大體積混凝土結構進行局部防護，以減少攜沙浪涌沖刷環境對橋梁承臺等部位的大體積混凝土結構的影響，但是，外套鋼管的方法存在銹蝕的嚴重問題，涂刷耐磨涂料存在與基礎混凝土粘結以及耐光照老化的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種橋梁承臺大體積混凝土結構施工方法，該方法能解決橋梁承臺大體積混凝土結構的開裂問題并能保持其在攜沙浪涌沖刷環境中的長期耐久性。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種橋梁承臺大體積混凝土結構施工方法，采用分層澆筑，對各層混凝土采用如下施工方法：架立模板，根據預先設計好的坡面傾角θ、邊部大體積混凝土設計厚度t和該層澆筑厚度m，同時澆筑邊部大體積混凝土和內部大體積混凝土，到達拆模時間后進行拆模。

上述邊部大體積混凝土設計厚度t優選為0.5~0.8m。

上述內部大體積混凝土具有低溫升、抗裂的特點，每立方米內部大體積混凝土中各材料用量為：水泥100~150kg，粉煤灰150~200kg，礦粉50~200kg，砂750~850kg，石950~1100kg，高效減水劑為膠凝材料質量的0.5～1%，減縮劑為膠凝材料質量的1～1.5%，水膠比為0.3~0.4；所述的膠凝材料為水泥、粉煤灰和礦粉。

上述外部大體積混凝土具有高抗裂、高抗沖磨的特點，每立方米外部大體積混凝土中各材料用量為：水泥200~300kg，粉煤灰50~100kg，礦粉100~200kg，砂700~800kg，石1000~1100kg，仿鋼纖維6～9g，高效減水劑為膠凝材料質量的1～1.5%，增韌劑為膠凝材料質量的0.5%，水膠比為0.3~0.4；所述的膠凝材料為水泥、粉煤灰和礦粉。