主塔施工混凝土裂紋及外觀質(zhì)量控制技術(shù)

吳問兵

摘 要：某橋為分肢柱式塔、四索面分離式全漂浮體系鋼箱梁斜拉橋，主跨長806m；主塔高262.48m，主塔采用液壓爬模施工，本文重點介紹主塔混凝土裂紋及外觀質(zhì)量控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：混凝土裂紋；外觀質(zhì)量；控制；技術(shù)

中圖分類號：U443.38 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0114-02

1 工程概況

某橋索塔采用獨柱形，索塔總高262.48m；以往橋梁主塔施工由于混凝土標號高、水化熱量高、水化反應迅速、溫升極值高、溫升速率快、自約束與外約束效應顯著，加上高空混凝土養(yǎng)護環(huán)境等因素容易產(chǎn)生冷激及表面開裂現(xiàn)象。施工過程中從大體積混凝土溫控等方面進行控制，取得了良好的效果，對后續(xù)同類主塔施工的外觀質(zhì)量控制方面有一定的借鑒作用。

2 施工控制內(nèi)容

2.1 溫控理論分析計算

《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。塔柱最小截面厚度均超過1m，為了控制裂紋產(chǎn)生，在塔柱內(nèi)設置冷卻水管進行溫控處理。

（1）選取一節(jié)塔柱進行建模分析計算：混凝土澆筑完2d時的溫峰數(shù)據(jù)如下圖1所示。

（2）混凝土澆筑完對2.5d、3d、4d時的溫峰數(shù)據(jù)如下：

（3）溫度計算分析如下表1所示。

（4）塔肢應力計算分析如下表2所示。

由分析計算得知：

無管冷時最高溫升為78.8℃，有管冷時最高溫為68.0℃；

無管冷措施情況下，最大應力為4～5MPa，施加管冷措施情況下，最大應力為3～4MPa，較大范圍內(nèi)的拉應力降低均為1MPa左右；

在增加管冷的情況下，能夠有效降低較大區(qū)域范圍內(nèi)的拉應力，能夠起到控制裂縫數(shù)量及寬度的作用；

若輔以降低入模溫度措施（入模溫度由25℃降低至18℃），能夠進一步降低混凝土內(nèi)部的拉應力水平0.5～1MPa，對于裂縫控制有較好的改善作用。

2.2 塔內(nèi)冷卻水管設置

每節(jié)塔柱高6m，安裝7層冷卻水管，在混凝土振搗覆蓋后現(xiàn)場開始通水，增壓泵供入深層江水流量調(diào)到最大，通過通水帶走水化熱控制溫峰值。

2.3 模板及線形控制技術(shù)

（1）為減少釘眼對表觀造成的影響，塔柱模板攻釘從反面攻釘。

（2）模板安裝后頂口采取型鋼限寬裝置，確保模板拉桿收緊時線性尺寸。

（3）塔柱含有135°陽角，為確保棱角效果，將陽角模板制作成整體鋼結(jié)構(gòu)確保了棱角線條順直。

（4）節(jié)段的接縫線條主要通過“環(huán)切”控制，塔柱節(jié)段間施工縫在混凝土強度達到10MPa以上后，用墨線彈出環(huán)切線，切割機沿墨線環(huán)切，環(huán)切深度2cm，確保切縫平齊，保證了節(jié)段間的線形。

（5）拆模時先對拉桿進行切割外留1cm左右，隨后采用電鉆絞絲機升入孔眼內(nèi)對PVC進行切磨處理，然后通過虎鉗慢慢取出PVC，防止對孔形造成破壞；內(nèi)塞采用孔口工裝封堵，端口與周圍混凝土面平齊，作業(yè)完成后對孔口周邊及時清理。

2.4 入模溫度控制

混凝土入模溫度控制：現(xiàn)場配置了制冰機用于原材料降溫，夏季每方混凝土加冰渣50kg；在備料斗中冰渣吸收集料熱量融化成冰水，進一步降低了集料的溫度，確保混凝土入模溫度小于28℃；冬季施工對拌合水進行加熱，同時考慮泵送混凝土的和易性，混凝土入模溫度控制在10～15℃。

2.5 塔柱混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)

（1）松模前養(yǎng)護。夏季混凝土澆筑終凝后松模前，混凝土頂面采用噴壺灑水，達到表面濕潤；冬季混凝土澆筑完成后頂口采用防火帆布搭設暖棚，內(nèi)設暖風機，混凝土終凝后表面灑水至濕潤狀態(tài)；

（2）松模養(yǎng)護。混凝土澆筑完成現(xiàn)場同條件試塊達到15Mpa以上進行松模，外側(cè)模先拆除拉桿進行松模，松模間隙為離混凝土面5～10mm為宜；

松摸后立即采用“自動電熱水器進行滴灌養(yǎng)護”，在爬架頂層操作平臺上設置一個供水水箱和一個可調(diào)節(jié)溫度的加熱水箱；點罐水溫與混凝土表面溫度小于15℃（控制表環(huán)溫差不超過15℃），塔柱頂面四周布設一圈主水管，主水管外接小的支水管，支水管伸入模板頂口縫隙中進行點滴養(yǎng)護，通過滴灌養(yǎng)護措施保證了松模后混凝土表面的保水效果。

（3）拆模養(yǎng)護。待混凝土表面溫度與環(huán)境溫度小于15℃即可拆模，涂刷養(yǎng)護液，養(yǎng)護液采用滾筒滾涂方式，均勻涂刷兩遍，達到有效保水、阻隔效果；

模板拆除后及時采取防風措施，塔身四周側(cè)壁全斷面圍裹防火布防風；做好混凝土的防風措施。

2.6 防污染控制

在塔壁上采用槽鋼作截水槽，沿塔肢四周布設，安裝時按要求設置排水坡，截水槽水流至爬架上的匯水桶后進行外排。

2.7 混凝土色澤控制

（1）為保證混凝土外觀質(zhì)量色澤均一，除了從源頭上控制原材料的質(zhì)量，對石子進行清洗、砂子進行過篩處理；

（2）為了確保混凝土的和易性，混凝土攪拌時間延長至180s；

（3）混凝土布料通過分料器接串筒下料，每 2.5m設置一處下料點，均勻布料，防止趕料；

（4）為防止冷縫出現(xiàn)，根據(jù)不同節(jié)段的混凝土方量調(diào)整混凝土初凝時間，澆筑前在鋼筋上做好混凝土的分層刻度線，確保上下層混凝土界面得到復振；

（5）混凝土施工振搗結(jié)束后，靜聽30min后再采用振動泵對頂口混凝土機械復振，能有效的控制了頂口的氣泡現(xiàn)象。

3 結(jié)語

本文針對主塔施工外觀質(zhì)量控制作一簡單介紹，在本橋主塔施工中，通過提前對主塔混凝土進行理論分析國內(nèi)首次在塔柱內(nèi)設置冷卻水管的溫控措施等施工過程的細節(jié)控制，主塔砼外觀質(zhì)量取得了一定的成效，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性，改變了以往人們認為塔柱施工裂紋難以控制的看法；望該文能為其它類似工程項目提供一些借鑒，筆者水平有限，文中錯漏之處懇請讀者批評指正。