关于铁路桥梁大体积混凝土施工技术

发表时间:2020/9/15   来源:《建筑实践》2020年12期   作者:吴雄程
[导读] 在土木工程建设的过程中,混凝土因为本身材质具有较高的强度
        吴雄程
        中交第三航务工程局有限公司 福建省 厦门市361001
        摘要:在土木工程建设的过程中,混凝土因为本身材质具有较高的强度、价格适中很容易被大家接受并且因为它的制作工艺简易可以大批量的制作。如今混凝土在建筑桥梁中有很重要的作用,所以它的质量变得十分重要。文章将从桥梁大体积混凝土施工技术的应用方面进行分析,提出一些有效的解决措施,希望铁路桥梁大体积混凝土施工技术能够更加的完善。
关键词:铁路桥梁;混凝土;施工
        大体积混凝土是指超过一般工程施工中应用到的混凝土体积,我国针对大体积混凝土的定义是在混凝土结构中,混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1 m的大体量混凝土。随着我国当前社会科学技术的不断发展,桥梁工程施工技术也在不断发展和进步,目前在桥梁工程施工中对大体积混凝土的施工质量要求越来越高,需要十分重视对混凝土施工技术的有效应用。
1案例工程
        丰文凹大桥全桥长480.855m。全桥孔跨布置为3*(72+72)mT构梁+32m简支梁,深圳桥台及1、2号桥墩采用扩大基础,赣州台采用半边桩基础,余均采用钻孔灌注桩基础,桩基础均为柱桩。本桥桥台采用双线挖方桥台,桥墩均采用矩形实体墩,简支梁采用预制架设施工,(72+72)mT构梁采用悬灌法施工。
        为满足铁路工程结构耐久性要求,本区段墩身结构混凝土均采用高性能混凝土,施工需特别注意:混凝土拌制前,应测定砂、石的含水量,并根据理论配合比和砂、石含水率测试结果进行施工配合比调整,复检施工配合比混凝土的拌合物性能(坍落度、含气量、泌水率、水胶比、拌和物温度),核查配合比试验结果,检验结果应满足相关要求,才能正式投入生产。
2铁路桥梁大体积混凝土裂缝的分类和成因
        2.1混凝土裂缝的分类 :
        (1)收缩性裂缝,混凝土的收缩裂缝,主要是受到硬化过程中温度的影响,同时由于混凝土中用水量和水泥用量不当,也会产生裂缝,另外混凝土的收缩性裂纹与选择的水泥品种也有关系。
        (2)温度性裂缝,这是混凝土最常见的一种裂缝。温度性裂缝的产生主要是由水热化和硬化导致混凝土内外的温差较大所致 ;在大体积混凝土的浇筑过程中,由于混凝土的体积和厚度较大,内部热量不能及时散出,外表的热量散发较快,导致内外温差较大产生较大的拉力,导致混凝土裂缝的产生。
        (3)施工裂缝,在大体积混凝土的施工过程中,对拆模时间把控不准,存在过早拆除混凝土模板的情况,或者是在拆模的过程中,使用到的脱模剂质量不过关,存在混凝土结构过早出现裂缝。
        2.2大体积混凝土裂缝的成因
        (1)混凝土水化作用会使混凝土内外部的温差过大,混凝土不能承受较大的温差压力产生的裂缝,使混凝土内部的温度逐渐升高,大体积混凝土的截面尺寸较大,结构内部聚集有大量的热量,不容易被散发出来,导致混凝土的温度快速上升,在升温阶段,混凝土有较小的弹性模量,有着较小的抗应拉力,导致混凝土表面裂缝的产生。
        (2)混凝土外部负荷较大产生的裂缝,在混凝土结构中,约束会影响混凝土结构的变形和变化,使混凝土的自由变形受到一定的阻碍,但是在实际的工程中,混凝土的结构温差在20~25 ℃时,并没有开裂的现象产生,在结构物裂缝中,有60%~70%为非贯穿表面裂缝,其中变形导致的约束力是最主要的原因,通过相关的研究表明,当混凝土的结构厚度大于500 mm时,混凝土水化热降温与收缩会存在不均匀性,混凝土的表面就会有开裂现象产生。
        (3)混凝土凝结后出现的裂缝,在混凝土凝结之后,误以为混凝土不会发生任何变化,但是混凝土内部正在缓慢发生物理反应,当混凝土处于不饱和的空气中时,其水分就会慢慢丧失,混凝土就会存在干燥的现象,混凝土体积发生收缩造成裂缝的产生,已经凝结的混凝土,自身的热传导性就会降低,但是混凝土内部还在不断释放热量,内部的热量不能够及时排出,导致混凝土的结构急剧收缩,混凝土的表面就会产生裂缝,而且表面的裂缝呈现无规则性。
3 铁路桥梁工程中大体积混凝土施工注意事项
        3.1混凝土的搅拌
        混凝土的搅拌方式不同,产生的混凝土强度也是存在很大区别,在混凝土中使用二次投料能够减少上下层混凝土的强度差,确保混凝土在凝固之后结构的精密度和较强的黏着力。
        3.2混凝土的浇筑
        在针对混凝土的浇筑过程中,采用合理有效的浇筑方法能够有效减少温差的影响,大体积混凝土的浇筑采用的是分层多次浇筑。混凝土分层浇筑,分层厚度控制在20~30cm。振捣采用插入式振动器,插入式振动棒振捣密实全部位(尤其是钢筋与模板间隙)混凝土,振捣时严禁碰撞钢筋和模板,振动棒与侧模保持5~10cm的距离,插入下层混凝土10cm以上,移动间距不超过40cm。密实的标志是混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。在完成首层混凝土的浇筑之后,需要等待内部温度释放后再进行下一层的浇筑,控制下一层混凝土要在上一层混凝土初凝前浇筑完,这样能有效做好层与层之间接缝处的混凝土浇筑。
        3.3顶板施工
        针对模板的拆装需要十分严格,混凝土在没有达到一定的设计强度之前是不能拆除模板的,对管道的预埋需要在下方垫上垫块,确保对底部钢筋的有效保护。  
        3.4控制混凝土的施工温度
        在混凝土的施工过程中,针对温度的控制是一个十分重要的环节,如果温度控制好,产生的混凝土裂缝就会减少。因此,需要有专门的人员做好对温度的监控工作,在进行对混凝土的浇筑和养护过程中,需要十分注重混凝土内外温差的变化以及周围环境的变化是否会影响到混凝土的硬化,结合实际的施工情况做好相对应的防范工作。同时施工中针对温度的测量,需要采用简单快速的测量方法,引进先进的计算机技术做好准确地计算。
4铁路桥梁大体积混凝土施工技术的应用
        4.1混凝土浇筑施工技术
        在桥梁大体积混凝土的施工过程中,分层浇筑方法是最常使用的一种方法,该种方法的有效应用能够有效降低结构内外部的温差。例如,在分层浇筑方法的应用过程中,还分为斜面分层方案、分段分层方案等,全面分层方案浇筑方式的应用,能够有效避免垂直方向上的裂缝,可以采用分段浇筑方法进行施工。在实际的浇筑过程中,需要充分控制好温度,要将温度降到最低,能够在一定限度上减少混凝土内外部的温差。降温的方法通常是在混凝土中加冰搅拌或者掺入预冷骨料。
        4.2混凝土的搅拌技术和振捣技术应用
        在桥梁工程施工过程中,混凝土的搅拌技术和振捣技术会影响到整体的工程施工质量,在实际的施工中,需要对混凝土的搅拌技术进行不断改善,注重对混凝土施工工艺的应用,能够在一定限度上提高混凝土的抗裂能力。例如,将二次投料净浆裹石作为混凝土搅拌中的重要工艺,能够有效提高混凝土的原有强度,同时混凝土的抗拉能力和强度也得到提升。
        4.3冷却水管的埋设施工技术
        为了保证混凝土施工中温度的降低,在埋设水管时采用的是冷却水管,而且水管需要处于连续流动的状态,或者是冷却混凝土块,确保大体积混凝土的温度处于稳定状态,选用的冷却水管通常采用的是铝管和薄壁钢管,水管的排列通常是交错排列。
        4.4混凝土后期的养护技术
        
        
        
        
        
       
        
        
        
        
        

图1  墩身养护立面示意图
        
        
        桥梁建筑工程完成后如果养护不当就会让混凝土其中的水分蒸发速度加快,没有水分的混凝土很容易出现问题。后期的养护工作可以采取蓄水的方法来保持混凝土的湿润程度,并且蓄水法还可以控制混凝土的内部温度,延长混凝土的使用寿命。在混凝土的制作中为了确保混凝土结构的得凝固性,可以采取在混凝土中加固降温管冷循环的方法。降温管的材质应该采用耐腐蚀性的钢制管,并且使用之前对它进行密闭性检查,保证整个建筑工程任务的完成。对于检查方面需要工作人员仔细的核对每个环节的数据,仔细检查整个桥梁的混凝土情况,如果有失误应该及时通知相关人员来进行整改,桥梁的建设工程每一个环节都会出现安全隐患,关乎行人和车辆的安全。所以检查工作也是需要一百分的严谨,这也是对自己工作的负责,对社会的负责。
结论
        道路工程的建设不仅能够体现一个城市乃至国家的经济水平,也能够体现社会发展的现代化水平,保证人们的安全出行,减少道路交通事故的发生,也是道路桥梁工程建设的内容之一。为实现我国家的可持续发展,同时也要保证经济、教育、铁路方方面面的可持续性发展。
参考文献
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[2]尤俊刚.桥梁大体积混凝土施工中的温控方案与技术[J].交通世界,2019(14):113-114.
[3]武正鹏.桥梁工程中大体积混凝土施工技术及温控策略[J].工程技术研究,2020(2):163-164.
[4]秦性辉,陈显文.桥梁承台大体积混凝土施工技术[J].交通世界,2019(12):107-108.
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