鄭州黃河公鐵兩用橋大體積承臺(tái)裂紋控制技術(shù)

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1、鄭州黃河公鐵兩用橋大體積承臺(tái)裂紋控制技術(shù)廖菲51鄭州黃河公鐵兩用橋大體積承臺(tái)裂紋控制技術(shù)廖菲(中鐵大橋局集團(tuán)有限公司，湖北武漢430050)摘要：鄭州黃河公鐵兩用橋主橋第一聯(lián)為(121+5×1684-121)m單索面連續(xù)鋼桁結(jié)合梁斜拉橋，第二聯(lián)為(121+3×12O+121)m連續(xù)鋼桁結(jié)合梁橋。該橋承臺(tái)為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，為避免大體積混凝土出現(xiàn)裂紋，以主橋6號(hào)墩承臺(tái)為研究對(duì)象，分析裂紋產(chǎn)生的主要原因，提出施工中控制裂紋產(chǎn)生的相應(yīng)措施：首先通過(guò)試驗(yàn)選擇混凝土的最優(yōu)配合比；通過(guò)對(duì)承臺(tái)有限元模型進(jìn)行熱工計(jì)算分析，得出合理的冷卻水管布設(shè)方案及溫度測(cè)點(diǎn)布設(shè)方式；嚴(yán)格控制混凝土澆筑時(shí)

2、的分層厚度；采用“外部保溫、內(nèi)部降溫”的冬季養(yǎng)護(hù)原則進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并實(shí)時(shí)測(cè)量各測(cè)點(diǎn)溫度。結(jié)果表明：該承臺(tái)養(yǎng)護(hù)完成后，表面未出現(xiàn)任何裂紋，實(shí)現(xiàn)了大體積混凝土裂紋的有效控制。關(guān)鍵詞：鄭州黃河公鐵兩用橋；混凝土；承臺(tái)；裂紋；控制中圖分類(lèi)號(hào)：U445．559文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671—7767(2012)02—0051～041工程概況較容易產(chǎn)生裂紋。本文以6號(hào)墩承臺(tái)作為研究對(duì)鄭州黃河公鐵兩用橋?yàn)榫V鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)和中象，進(jìn)行大體積混凝土的裂紋控制研究。原黃河公路大橋跨越黃河的共用橋梁，橋位距下游京珠高速公路黃河大橋約6km。北起河南省新鄉(xiāng)2大體積混凝土裂紋主要類(lèi)型及產(chǎn)生原因市境內(nèi)

3、原陽(yáng)縣原武鎮(zhèn)閻莊，接現(xiàn)國(guó)道G107線(xiàn)，向南混凝土結(jié)構(gòu)裂紋產(chǎn)生的原因復(fù)雜而繁多]，包經(jīng)原陽(yáng)縣原武鎮(zhèn)，跨越黃河，與新建的G107輔道相括：荷載引起的裂紋；水泥、砂石及外加劑質(zhì)量引起接。橋址處黃河兩岸大堤相距約10．5km，公鐵合的裂紋；溫度變化引起的裂紋；收縮引起的裂紋；施建段全部在南北兩岸黃河大堤內(nèi)。工工藝質(zhì)量引起的裂紋等。對(duì)于大體積混凝土，產(chǎn)鄭州黃河公鐵兩用橋公鐵合建段長(zhǎng)9177m，生裂紋的主要原因集中在以下幾方面：主橋分2聯(lián)布置，總長(zhǎng)1684m。第一聯(lián)采用(121+(1)收縮裂紋?；炷猎谏岷陀不^(guò)程中其5×168+121)m單索面連續(xù)鋼桁結(jié)合梁斜拉橋，聯(lián)體積會(huì)收縮[

4、5]，對(duì)于大體積混凝土，這種收縮更加明長(zhǎng)1082m。在1號(hào)～6號(hào)墩上布置橋塔，橋塔采用顯。如混凝土的收縮受到內(nèi)、外部的約束，就會(huì)在混鋼箱式結(jié)構(gòu)，塔梁固結(jié)，塔高37m，每座橋塔上設(shè)置凝土內(nèi)、外產(chǎn)生相應(yīng)的收縮應(yīng)力，當(dāng)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力5對(duì)斜拉索，單索面扇形布置。第二聯(lián)采用(121+超過(guò)混凝土所處齡期的極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝3×120+121)m連續(xù)鋼桁結(jié)合梁，聯(lián)長(zhǎng)602m[1]。土中產(chǎn)生收縮裂紋。主橋立面布置示意見(jiàn)圖1。(2)溫差裂紋。因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)部主橋1號(hào)～6號(hào)墩承臺(tái)L2。采用C45混凝土，其和外部溫差過(guò)大產(chǎn)生的裂紋l6]，特別是大體積混凝尺寸為29．6m×19．

5、2m×5m，單個(gè)混凝土方量達(dá)土更易發(fā)生此類(lèi)裂紋。溫差裂紋產(chǎn)生主要原因：一2828m。，均為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，其突出的問(wèn)題是是在混凝土澆筑完成后初期會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，墼一168168．168．t681211121．120．120．120．121單位：m圖1主橋立面布置示意收稿日期：2011一l116作者簡(jiǎn)介：廖菲(1977一)，女，工程師，2004年畢業(yè)于中南大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)學(xué)士，2011年畢業(yè)于華中科技大學(xué)項(xiàng)目管理專(zhuān)業(yè)，工程碩士(E-mail：lf771209@21cr1．eom)。52世界橋梁2012，40(2)形成較大內(nèi)外溫差；二是拆模前、后混凝土表面溫度凝土

6、內(nèi)部水化熱的疏導(dǎo)效果，取冷卻水管為442下降很快，導(dǎo)致內(nèi)外溫差較大；三是當(dāng)混凝土內(nèi)部溫mm鋼管，分別建立1倍(冷卻水管上下間距為1．5度到達(dá)峰值后，熱量逐漸散發(fā)，達(dá)到使用溫度或最低m)、1．5e．(冷卻水管上下問(wèn)距為1．0m)和2倍(冷溫度，它們與最高溫度的差值即內(nèi)部溫差；四是混凝卻水管上下間距為0．75m)流量對(duì)于混凝土水化熱土結(jié)構(gòu)與相應(yīng)基礎(chǔ)存在的溫度差。這些溫差都將會(huì)疏導(dǎo)的分析模型。引起混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋。通過(guò)計(jì)算分析得出：如未通設(shè)冷卻水管，混凝土芯部溫度及芯部與外部最大溫差將超出規(guī)范允許3施工中避免大體積承臺(tái)產(chǎn)生裂紋的措施值；通設(shè)冷卻水管后混凝土芯部溫度及芯部與外部

7、針對(duì)以上主要原因，施工中可以通過(guò)以下幾點(diǎn)最大溫差均可以控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，但是冷卻進(jìn)行大體積承臺(tái)裂紋控制lL7]：①做好混凝土配合比水的流量達(dá)到某一值時(shí)，即使繼續(xù)增加流量，降溫效的設(shè)計(jì)，盡量選擇水化熱低的水泥，適當(dāng)摻用粉煤灰果也不會(huì)顯著。和礦粉，減少和限制水泥用量，從而減少水化產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)綜合比較鄭州黃河公鐵兩用橋承臺(tái)施工選熱量；②根據(jù)空間有限元分析結(jié)果，合理布設(shè)冷卻水用1．5倍流量，即現(xiàn)場(chǎng)選用42mm鋼管上下左右管，同時(shí)做好冬季混凝土結(jié)構(gòu)的保溫養(yǎng)護(hù)，采用“內(nèi)間距為11Tt進(jìn)行冷卻水管的布設(shè)方案。冷卻水管部降溫，外部保溫”的原