清水混凝土在“橋建合一”結構中的應用與施工技術研究

摘要：“橋建合一”結構作為一種創新型交通基礎設施設計模式，其因功能整合性強、空間利用效率高，已成為現代城市建設的重要形式。清水混凝土以其卓越的性能、低維護要求和自然美觀的特質，為“橋建合一”結構的設計與施工提供了理想的材料選擇。以濟南8號線一期工程清源大街站高架“橋建合一”結構項目為研究背景，系統分析了清水混凝土在材料性能、施工工藝、創新應用、[ 2] 社會經濟價值等方面的表現，并通過實際數據揭示其在工程實踐中的經濟性與可持續性。研究結果表明，清水混凝土在“橋建合一”結構中實現了結構與裝飾的一體化、空間利用效率的最大化和環境友好性，為未來類似項目的推廣提供了可行的技術路徑。

關鍵詞：橋建一體 清水混凝土 施工技術 環境友好

Application and Construction Technology Research of Clear Water Concrete in the “Bridge Building Integration” Structure

ZHANG Lei1 LI Xin1GAO Yanqiu2" HAN Guodong2

1.China Communications Construction Corporation Rail Transit Branch， Beijing， 102200 China;2. CCCC Third Highway Engineering Co.， Ltd.， Beijing， 100010 China

Abstract： As an innovative transportation infrastructure design mode， bridge building integration structure has become an important form of modern urban construction because of its strong functional integration and high space utilization efficiency. With its excellent performance， low maintenance requirements and natural beauty， clear faced concrete provides an ideal material choice for the design and construction of bridge building integration structures. Taking the Qingyuan Street Station elevated \"bridge building integration\" structure project of Ji’nan Line 8 phase I Project as the research background， the paper systematically analyzes the performance of clear water concrete in material properties， construction technology， innovative application and social and economic value， and reveals its economy and sustainability in engineering practice through actual data. The research results show that the clear water concrete achieves the integration of structure and decoration， the maximization of space utilization efficiency and environmental friendliness in the \"bridge building integration\" structure， and provides a feasible technical path for the promotion of similar projects in the future.

Key Words： Bridge building integration; Clear water concrete; Construction technology; Environment friendly

“橋建合一”結構是現代軌道交通中集成橋梁承重與車站服務功能的高效形式，兼顧復雜荷載需求與城市空間的功能性和美觀性。這種復合結構對材料的強度、耐久性和表面效果提出了雙重要求，須滿足力學性能與美學設計的標準。

王偉等人[1]提出“超限應力面積比”指標，用于評估混凝土收縮徐變和環境溫差對超長橋建合一鐵路車站結構溫度效應的影響。吳業飛等人[2]通過有限元模型分析列車在不同工況下對“橋建合一”車站結構振動的影響，驗證了耦合振動模擬的可靠性。黃柯宇[3]研究了清水自密實混凝土的性能影響因素，并總結了沙與水灰比對其性能的顯著作用規律。賈世攀[4]結合西北寒冷地區實際，測試清水自密實混凝土的耐久性能。藺威威[5]則以青島軌道交通R3線為背景，研究礦粉、粉煤灰和硅粉對清水混凝土性能和外觀的影響。

清水混凝土憑借天然紋理、光滑表面和卓越物理性能，成為“橋建合一”結構的理想材料，一次成型免除二次裝飾，大幅降低施工復雜性與維護成本，具有經濟性和環保優勢。本文以濟南8號線清源大街站為例，全面探討清水混凝土在“橋建合一”結構中的應用，分析其施工工藝、創新設計及社會價值，展望未來發展潛力。

1工程實況與研究背景

清源大街站為濟南8號線一期工程第14座車站，為終點站，位于經十東路與清源大街交叉路口東側，沿經十東路東西向布設。本站主體為路中高架三層島式站臺車站，首層為設備層，二層為站廳層，三層為站臺層。車站有效站臺中心里程為DK44+250.819，車站總長度為140 m，最大寬度11 m。地下夾層層高為2.5 m，地面設備層層高為4.8 m，站廳層層高為5.26 m，站臺板下層層高為1.54 m。車站橫向墩柱中心距為7 m，縱向墩柱中心距為12 m（部分墩柱間距為11 m），墩柱蓋梁懸臂端最大凈懸挑長度為5.7 m。主體結構采用純框架結構的建橋合一鋼筋混凝土框架結構型式，為“開”字型雙柱雙懸挑結構。車站兩端區間為高架區間，高架區間橋梁均采用現澆法施工。

2材料性能與配合比設計

清水混凝土的優異性能主要依賴科學的材料選擇和合理的配比設計。本項目選用了低堿硅酸鹽水泥，以減少堿骨料反應的可能性，并控制水膠比在0.35～0.38之間，以確保混凝土具備高強度和低收縮性能。粗集料采用粒徑為5～20mm的二級配石子，細集料選用細度模數為2.9～3.1的中粗河砂，通過優化集料的粒徑分布和細度，確保混凝土的密實度和表面一致性。

礦物摻合料的應用在提升混凝土性能方面發揮了關鍵作用。S95級礦粉與Ⅰ級粉煤灰分別以20%和10%的比例摻入，降低了水化熱和收縮風險，同時提高了混凝土的抗滲透性和抗裂性能。外加劑采用聚羧酸系高效減水劑，摻量為1.8%～2.2%，確?；炷辆邆淞己玫牧鲃有院统尚托阅?。實驗數據表明，不同強度等級的清水混凝土均滿足設計要求，其28 d抗壓強度分別為50.2 MPa（C40）、56.4 MPa（C45）和62.7 MPa（C50），滲透深度均小于2.5 mm，展現了優異的耐久性能。

3清水混凝土施工工藝

清水混凝土施工的關鍵在于模板系統設計、混凝土振搗和養護的精確控制。本項目模板系統采用鋼模板與木模板結合的方式，其中：鋼模板主要用于承重柱和梁；木模板則用于大面積站廳板施工。模板表面經過機械加工以保證其平整度，安裝誤差控制在±1.5 mm以內，并在模板表面均勻涂刷油性或水性脫模劑，以確保拆模后混凝土表面光滑無缺陷。

混凝土的振搗采用高頻振搗棒與普通振搗棒相結合的方式，振搗間距為30～40 cm，振搗時間為8～12 s/點，確保混凝土內部密實無氣泡。拆模時間根據環境條件適當延長至36～48 h，避免因過早拆模導致的表面黏模問題。養護階段采用濕布覆蓋與灑水結合的方式，養護期不少于14 d，以確保混凝土表面濕潤，防止早期收縮裂縫的產生。經過嚴格的質量控制，本項目的清水混凝土表面光潔度達到96%以上，平整度誤差小于1.5 mm/m，裂縫寬度均小于0.08 mm，達到了高質量標準。

4清水混凝土在橋建一體結構中的應用

橋建合一結構的創新性體現在空間利用效率的提升和結構與裝飾的一體化設計，而清水混凝土為實現這一創新提供了技術支持。通過一次成型工藝，清水混凝土無須額外裝飾，直接呈現出自然簡約的外觀效果，顯著降低了施工復雜性和材料成本。在空間利用方面，橋梁下部區域利用清水混凝土的優質表面表現，設計為候車區、商業區及停車場，不僅提升了空間的功能性，還增強了視覺的通透性和美觀性。

清水混凝土的耐久性能為橋建合一結構的長期使用提供了保障，其抗碳化深度小于2.1mm，抗侵蝕能力較普通混凝土提升30%以上，能夠有效抵御城市環境中侵蝕性氣體和化學物質的侵害。這對于暴露在外的橋梁柱體和承重構件尤為重要。

5環境友好與經濟效益分析

清水混凝土以其施工過程中的低資源消耗和長使用壽命，充分體現了綠色建筑的理念。通過減少水泥用量、優化摻合料比例和避免二次裝飾材料的使用，清水混凝土的施工過程大幅度降低了碳排放。本項目每立方米混凝土減少了約25 kg水泥用量，減少碳排放10 kg，總體施工成本降低了12%～15%。此外，通過高效施工工藝，施工效率提高了15%，工期縮短約20 d，節省了大量人力和設備費用。

在生命周期評價中，清水混凝土展現了較高的經濟性和可持續性，其免裝飾特性顯著減少了運營和維護成本，尤其是在長期使用中體現出極大的經濟價值。

6結論與展望

清水混凝土在橋建合一結構中的應用成功實現了結構與裝飾的一體化設計，優化了空間利用效率，并以其優異的耐久性能和環保特性，為現代城市基礎設施建設提供了全新的解決方案。未來，應結合智能化施工技術和建筑信息模型，進一步提升清水混凝土的施工精度和資源利用效率，并通過引入新型綠色摻合料和優化材料性能，推動其在更多復合型建筑中的推廣應用。清水混凝土作為一種創新型材料，必將在綠色建筑和低碳城市的發展中發揮更加重要的作用。

參考文獻

[1]王偉，程捷，郭宏亮.混凝土收縮徐變作用下超長橋建合一結構溫度效應的計算方法對比研究[J].鐵道建筑，2023，63（1）：52-56

[2]吳業飛，周青松，崔鑫，等.市域軌道交通“橋建合一”高架車站車致振動響應分析[J].城市道橋與防洪，2024（6）：240-244，253，28-29.

[3]黃柯宇.清水自密實混凝土性能影響因素與制備工藝研究[D].貴陽：貴州大學，2022.

[4]賈世攀.寒冷地區清水自密實混凝土耐久性試驗研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2023.

[5]藺威威，谷坤鵬，何洪帥，等.青島軌道交通R3線車站用高耐久性清水混凝土配制技術[J].鐵道建筑，2024，64（8）：152-155.