解析桥梁大体积混凝土施工技术

蒋令

四川川交路桥有限责任公司四川成都610000

摘要：随着我国经济水平和技术能力的提升，出现了越来越多的大型桥梁工程。大型桥梁在建设过程中很多部分（例如桥梁承台、悬索桥锚定、基础结构等）都采用了大体积的设计，这就需要消耗较多的混凝土。由于混凝土体积较大会造成工程条件复杂、施工技术要求较高以及因为水化热所造成的温度以及收缩变形等问题，从而影响到桥梁的施工质量。本文主要解析桥梁大体积混凝土施工技术方面的内容，希望能够对提升大型桥梁施工质量有所帮助。

关键词：：桥梁；大体积混凝土；施工技术

引言

现阶段大型的桥梁施工在我国已经越来越普遍，但是这些桥梁结构相对复杂，特别是桥梁的承台以及悬索锚定等会需要大体积的混凝土进行浇筑。相对于常规钢筋混凝土施工来说，大体积混凝土施工技术条件以及结构要求相对较高，特别是水化热问题容易造成混凝土温度出现较大变化，非常容易发生收缩变形等问题，从而造成大型桥梁施工质量很难保证，造成桥梁无法正常使用，严重情况下会出现安全事故。所以为了防止出现这些问题就需要对桥梁大体积混凝土施工技术进行分析研究，这对于促进大型桥梁质量提升具有非常现实的意义。

1大体积混凝土的特点

对于大体积混凝土施工来说，因为混凝土中水泥水化作用属于放热反应，同时大体积混凝土自身也具有相应保温能力，所以大体积混凝土内部温升要比表面大的多，同时混凝土降温过程中内部要比表面慢的多，这就会在混凝土内部产生较为复杂的内部应力。若是这些应力超出了混凝土拉力极限就会引发混凝土的裂缝，严重影响到结构的安全性以及耐久性。所以了解并掌握大体积混凝土施工技术，采取措施有效控制裂缝的产生是非常重要的。

2桥梁大体积混凝土裂缝发生的原因分析

（1）水泥水化热造成的影响

从性质上说，混凝土属于脆性材料，其抗拉强度和抗压强度具有较大的差异（可以达到10：1的程度）。对于大体积混凝土来说，其断面尺寸相对较大，受到水泥水化热方面的影响会造成混凝土内部温度快速上升，同时在温度下降过程中受到某些因素的影响会产生较大拉应力。一般情况下大体积混凝土结构只是在表面配置比较少的钢筋，甚至没有钢筋，所以产生的拉应力完全要由混凝土来承担，容易引发裂缝。

（2）外部环境温湿度变化产生的影响

对于大体积混凝土来说，其在施工过程中外部环境的温湿度变化会在很大程度上影响着大体积混凝土裂缝的产生。大体积混凝土内部的温度受到很多因素的影响，例如浇筑的温度、水泥水化热绝热温升、结构散热温度等等。其中浇筑温度直接受到外部环境的影响，混凝土的浇筑温度会随着外部温度的上升而增加，若是外部环境温度下降则会增大大体积混凝土内外的温度差，从而引发较大的温度应力，进而造成混凝土的开裂。除此之外，外部环境的湿度也会对混凝土裂缝产生较大影响，温度的下降会加快混凝土的干缩，从而造成混凝土裂缝的产生。

（3）不均匀沉降造成的影响

大体积混凝土的沉陷裂缝大多数为贯穿性裂缝，造成此种裂缝的主要原因在于桥梁基础结构所在地基土质不够均匀或者回填密实度较差而不均匀沉降所造成的。特别是在温度较低的环境中施工时，因为模板要支撑在冻土上，若是随着温度的上升冻土消融就非常容易产生不均匀沉降，从而造成大体积混凝土基础结构产生沉陷裂缝。沉陷裂缝大多数和走向相关，一般和地面垂直或者呈现30-45°角，其具有比较大的危害性。

3提升桥梁大体积混凝土施工质量的相应措施

（1）准确进行大体积混凝土配合比的设计

第一，加强原材料的选择。在进行大体积混凝土施工时，要确保所用的水泥为水化热较低的类型，例如可以采用低热矿渣硅酸盐水泥或者中热硅酸盐水泥等等，最大程度上减少影响水化热的水泥用量，降低混凝土的温度上升。混凝土浇筑时所用的细骨料要采用中砂，这样能够有效减少水泥用量。如果采用可泵送的情况，那么要在粗骨料中采用5-20mm粒径的石子进行混合，以此来避免混凝土发生过度收缩的问题。

第二，提升胶凝材料的使用量。桥梁的基础结构建设过程中需要用到非常多的大体积混凝土，同时对于强度要求相对较高（需要达到C30或者C40），这就需要通过大量的胶凝类材料来增加其凝固性。在混凝土浇筑的初始阶段，强度相对较低，弹性模量不够，同时水化热的温度不断上升会对混凝土造成较大影响，不能达到比较高的温度应力。但是随着混凝土用量的逐渐上升，强度以及弹性模量都在快速增加，温度应力也随着增加，一旦混凝土的抗拉强度偏离温度应力就会造成混凝土变形。在实际操作中可以在混凝土中加入掺合料，以此来降低混凝土的温度应力。一般情况下可以掺入粉煤灰等材料，能够减少水泥的用量而降低水化热，同时也可以有效控制成本。另外，能够有效提升混凝土的和易性能，能够提升混凝土的后期强度，延后温升过程中峰值出现的时间。

第三，加入混凝土的外加剂。可以在混凝土中加入高效减水剂，以此来增加混凝土内部的膨胀应力，降低其收缩应力，缓解混凝土裂缝的产生。另外，可以在混凝土加入无水硫酸铝或者硫酸钙等膨胀剂，从而有效帮助混凝土提升自身的抗裂能力。

（2）温度控制措施以及施工现场控制措施

第一，进行温度的有效预测分析。随着现代计算机模拟技术的快速发展，可以对混凝土施工过程中的温度场情况以及温差进行动态分析，以此为基础对于现场混凝土配合比进行优化，同时能够参考当时气温和后续的具体情况制定出更加有针对性、更加有效的混凝土养护方案。可以通过计算机模拟所得情况来了解结构沿着厚度以及温度的分布情况，能够综合得到混凝土龄期的改变情况，从而设计出温度控制标准，最大程度上防止温度裂缝的产生。

第二，进行混凝土的梯度浇筑。在正式浇筑之前可以通过计算机来计算并设定混凝土浇筑的长、宽、厚和次序情况，对于浇筑过程不同工序的搭接时间进行严格控制。通过相应措施来确保混凝土能够梯度降温，同时要严格控制混凝土的入模温度以及振捣时间。振捣过程中要增强振捣设备插入的深度以及移动的距离，从而确保振捣的充分性，同时能够避免过振问题的发生。另外，桥梁工程在施工时要加强协调管理工装，确保施工的连续行，从而保证混凝土能够及时供应，避免冷缝的出现。

第三，对混凝土的温度进行监测。混凝土温度的监测能够为其控制提供良好基础，重点在于对混凝土内外部温度、保温材料和养护水温度实施监测。需要对这些数据进行收集整理，并分析出监测现场温度变化情况。在此过程中要充分考虑到每个测点温度以及不同测位中心和表层测点温差问题，制定出针对性的温控措施，提升大体积混凝土抗裂能力。

第四，对于温度应力进行检测。可以将应变计水平埋设到某些混凝土层当中来对温度应力进行直接的检测，从而对温控效果实施监控。在浇筑过程中需要将冷却水管铺设在混凝土分层当中，需要确保管道过水的通畅性，防止发生漏水的问题。首先要对冷却管进行试水，之后参考混凝土中监测到的内部温度来调整冷却水管的进水量以及温度，对于温度实施有效控制。

（3）桥梁大体积混凝土构造设计方面的防裂措施

第一，确保结构形式的科学性以及合理性。对于大型桥梁工程来说，其悬索桥锚碇受力具有自身特点，需要以此为依据进行土方压重方案的设计，可以去除混凝土当中的无效受力部位，降低水化热的能量积聚，从而有效降低混凝土的结构单位体积。

第二，充分利用混凝土基坑侧的限定条件。防止大体积混凝土产生裂缝的重要措施之一就是在其中添加一定量的微膨胀剂，通过基坑的约束能够产生预压力，使得混凝土收缩后产生拉应力，有效补偿内部的温度变化。

第三，提升混凝土评定的验收龄期。桥梁大体积混凝土施工时间相对较长，所以在确定验收龄期过程中一定要保证合理性，需要综合考虑结构的受力情况。相对于标准验收龄期（28天）来说，大体积混凝土的验收龄期要长很多（超过了60天）。对于大体积混凝土来说，其最高的温度会受到很多因素的影响，包括绝热温升、散热速率、浇注温度等等，因此要有效防止温度裂缝产生就要在有效降低混凝土温度应力的同时提升其自身的抗拉性能。

4结束语

本文分析了桥梁大体积混凝土裂缝产生的原因，在此基础上提出了提升桥梁大体积混凝土施工质量的相应措施。通过本文的介绍能够对提升桥梁大体积混凝土施工质量起到一定参考和帮助。

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