重慶菜園壩長(zhǎng)江大橋丫型剛構(gòu)高性能混凝土應(yīng)用研究

摘要:針對(duì)菜園壩長(zhǎng)江大橋Y型剛構(gòu)c60混凝土設(shè)計(jì)要求、施工特點(diǎn)，簡(jiǎn)述了C60高性能混凝土的設(shè)計(jì)思路、技術(shù)途徑、配合比優(yōu)化試驗(yàn)、長(zhǎng)期耐久性試驗(yàn)研究及施工應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞:菜園壩長(zhǎng)江大橋;Y型剛構(gòu);c60高性能混凝土

中圖分類號(hào):Tu44829 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671一9107(2007)04－0015－3

1工程概況

　　重慶菜園壩長(zhǎng)江大橋采用中承式鋼箱系桿拱橋方案，大橋主跨420m，設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特。其中主墩上部的丫型剛構(gòu)設(shè)計(jì)為C60預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，剛構(gòu)水平投影長(zhǎng)度約160m，垂直高約48m洲型剛構(gòu)一側(cè)斜腿頂端斷面寬3.6m，高5.Zm，另一側(cè)斜腿頂端斷面寬3.6m，高4.0m。

　　剛構(gòu)主墩和斜腿固結(jié)，上頂截面為5.86mx12m，底截面為gmx14m。在斜腿和主墩交接處設(shè)置橫梁將上下游丫型剛構(gòu)連接，橫梁截面為六邊形，高6m，上寬6m，下寬3m。另外在上下游相鄰丫構(gòu)斜腿中、上部均設(shè)4mxsm矩型橫梁。整個(gè)丫型剛構(gòu)系統(tǒng)混凝土量約2.2萬(wàn)m“，采用商品混凝土。

2混凝土技術(shù)控制重點(diǎn)和難點(diǎn)

　　獨(dú)特的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土丫型剛構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)混凝土的施工水平和質(zhì)量控制是巨大的考驗(yàn)，其施工難度、施工的時(shí)間跨度在國(guó)內(nèi)外橋梁建設(shè)中均屬少見(jiàn)，相應(yīng)對(duì)耐久性能提 出 了 更高的要求。其主要技術(shù)控制重點(diǎn)和難點(diǎn)有:混凝土工作性控制 :丫型剛構(gòu)的施工期預(yù)計(jì)2年，重慶夏季持 久400c的高溫，冬季多雨嚴(yán)寒，加之主城區(qū)經(jīng)常性堵 車 ， 特別是北岸近千米長(zhǎng)距離泵送作業(yè)，要求采取可靠措施保證混凝土拌合物坍落度經(jīng)時(shí)損失小，工作性保持好，不泌水、不離析，且質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定。

　　水化熱的控制 :丫型剛構(gòu)最小截面尺寸也達(dá)3mx4m ，為特大體積高強(qiáng)混凝土，解決既保證強(qiáng)度又盡可能減少水泥用量以最大程度降低水化熱，預(yù)防溫度梯度過(guò)大對(duì)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量影響是技術(shù)控制的重點(diǎn)。

　　耐久性控制:本工程設(shè)計(jì)使用壽命100年，遠(yuǎn)高于一般混凝土結(jié)構(gòu)使用要求。鑒于目前國(guó)內(nèi)外尚未建立高性能混凝土耐久性評(píng)估體系和標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法根據(jù)原材料質(zhì)量、配合比和施工條件準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混凝土的耐久性，因此，根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)高性能混凝土研究應(yīng)用成果，采取有效技術(shù)措施，提高丫型剛構(gòu)混凝土的耐久性，是本研究應(yīng)用的重點(diǎn)。

　　混凝土體積穩(wěn)定性控制丫型剛構(gòu)C60以昆凝土體積穩(wěn)定性對(duì)于菜園壩長(zhǎng)江大橋整體結(jié)構(gòu)的施工控制和安全使用至關(guān)重要。如何合理選擇原材料、控制好相關(guān)指標(biāo)，有效處理強(qiáng)度、施工工作性能和混凝土體積穩(wěn)定性、耐久性之間的矛盾是混凝土配合比設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的技術(shù)問(wèn)題。

3主要技術(shù)措施及配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外高強(qiáng)高性能混凝土研究應(yīng)用成果和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，綜合考慮該工程的特點(diǎn)，確定采取的混凝土配制技術(shù)途徑是:優(yōu)質(zhì)普通硅酸鹽水泥+優(yōu)質(zhì)骨料十高效減水劑+高活性礦物摻合料。

3.1 主 要 技術(shù)措施

　　控制水膠比確定混凝土的水膠比控制目標(biāo)(W/B)為0.32~0.35;控制 水 泥 用量和膠凝材料總量:在保證配制強(qiáng)度條件下，為降低水化熱，減少混凝土收縮、徐變，水泥用量控制在380kg/m3一430kg/m3，膠凝材料總量控制在490kg/m3一550kg/m3;使用 與 水 泥適應(yīng)性好的緩凝型高效減水劑;使用 磨 細(xì) 礦渣及硅灰摻合料。

3.2 C60混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　為保證混凝土配合比的合理性、經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)可靠性，在本項(xiàng)目實(shí)施前，項(xiàng)目組進(jìn)行了相關(guān)調(diào)研，有針對(duì)性地提出材料性能控制目標(biāo)，并選取目前重慶市場(chǎng)質(zhì)量業(yè)績(jī)良好的原材料進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)比試驗(yàn)，包括不同廠家生產(chǎn)的42.5、52.5級(jí)普通水泥，特細(xì)砂，石灰石質(zhì)機(jī)制砂，簡(jiǎn)陽(yáng)天然中砂，岳陽(yáng)中砂，石灰石碎石，硅灰，595級(jí)磨細(xì)礦渣，蔡系及氨基高效減水劑，聚丙烯纖維等。通過(guò)近百組系統(tǒng)對(duì)比試驗(yàn)和優(yōu)化驗(yàn)證試驗(yàn)，確定原材料品種和丫型剛構(gòu)C60混凝土基本的配合比。

3.3 C60混凝土配合比確定

3.3 .1 原材料確定

　　水泥:重慶拉法基42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥見(jiàn)表3.1。細(xì) 骨料 :簡(jiǎn)陽(yáng)中砂。見(jiàn)表3.2。

　　粗骨料 : 產(chǎn)于重慶中梁山，smm一25mm石灰?guī)r碎石。見(jiàn)表3.30外加 劑 : 氨基+奈系復(fù)配高效減水劑，江北特種建材廠生產(chǎn)。見(jiàn)表3.4.礦物 摻 合 料:采用環(huán)亞建材公司的磨細(xì)礦渣粉和貴州鐵含金廠生產(chǎn)的硅灰。見(jiàn)表3.5、3.60

3.3 .2 基本配合比基本配合比見(jiàn)表3.7。由于混凝土施工時(shí)間跨度較長(zhǎng)，為確?；炷凉ぷ餍裕孕韪鶕?jù)季節(jié)、環(huán)境、材料等因素及時(shí)調(diào)整。

4C 60高性能混凝土物理力學(xué)性能和長(zhǎng)期耐久性能

　　2004 年8月，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆筑的混凝土進(jìn)行取樣，系統(tǒng)測(cè)試其物理力學(xué)及長(zhǎng)期耐久性能。試件制作、養(yǎng)護(hù)及試驗(yàn)按相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行。

4.1 物理力學(xué)性能:C60混凝土拌合物工作性見(jiàn)表4.1，力學(xué)性能見(jiàn)表4.2。

4.2 混凝土抗?jié)B透性能混凝土抗?jié)B透性能間接反映了耐久性，本項(xiàng)目研究測(cè)試了混凝土的抗?jié)B水性能和抗氯離子滲透性能，前者按GBJ82一85標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，后者參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SATMC120Z標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表43。

4.3 混凝土耐酸性能:由于我國(guó)尚未制定評(píng)定混凝土耐酸性的統(tǒng)一試驗(yàn)方法。本試驗(yàn)根據(jù)相關(guān)研究并參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)

標(biāo)準(zhǔn)，選擇質(zhì)量濃度為2%硫酸溶液作酸性腐蝕介質(zhì)，以一定腐蝕齡期混凝土試樣的質(zhì)量損失和強(qiáng)度損失表征混凝土的抗酸性。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4.40

4.4 混凝土收縮性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4.50

　　從測(cè)試數(shù)據(jù)看，3d~28d內(nèi)，混凝土收縮隨齡期呈快速增長(zhǎng)，而后收縮隨齡期延長(zhǎng)而緩慢增長(zhǎng)并趨于穩(wěn)定。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)高強(qiáng)混凝土收縮試驗(yàn)結(jié)果，菜園壩長(zhǎng)江大橋丫型剛構(gòu)C60混凝土收縮水平相對(duì)較低。

4.5 混凝土徐變性能:結(jié)合工程施工狀況，分別測(cè)試了6d、28d、g0d加載的混凝土徐變性能，結(jié)果見(jiàn)表4.60表4.6C60混凝土的徐變性能5C 60高性能混凝土在丫型剛構(gòu)施工應(yīng)用情況

丫型剛 構(gòu) C60高性能混凝土由永固新型建材公司供應(yīng)，施工為中鐵大橋局?；炷恋臐仓?04年7月份開(kāi)始，到2006年9月澆筑完成，歷時(shí)兩年多。受施工條件限制，其中北岸入泵位置距澆筑點(diǎn)近千米，為確保泵送的連續(xù)性和澆筑質(zhì)量，采取兩級(jí)泵送方案，中繼泵設(shè)置在距北岸500m處。由于參建各方

　　在質(zhì)量預(yù)控和管理上的密切配合，兩年來(lái)，混凝土施工較順利，入模坍落度一般控制在士20mm內(nèi)，混凝土拌合物工作性穩(wěn)定，未出現(xiàn)泌水、離析、分層堵管等現(xiàn)象。

　　施工過(guò)程中共抽取C60混凝土出廠檢驗(yàn)和交貨檢驗(yàn)試件576組，分別按丫型剛構(gòu)墩位，并按季節(jié)劃分驗(yàn)收批進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定，評(píng)定全部合格。表5.1列出了強(qiáng)度綜合評(píng)定結(jié)果。從評(píng)定數(shù)據(jù)可以表明丫型剛構(gòu)C6以昆凝土達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)控的目標(biāo)，混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定，離散性不大，質(zhì)量控制良好。

6結(jié)論

　　針對(duì)菜園壩長(zhǎng)江大橋丫型剛構(gòu)設(shè)計(jì)和施工要求，結(jié)合重慶地方原材料特點(diǎn)和環(huán)境條件，提出的高強(qiáng)高性能混凝土采用42.5普通水泥+石灰?guī)r碎石十硅灰+礦渣微粉十高效外加劑配制技術(shù)途徑合理，符合現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的技術(shù)要求。

　　通過(guò)系統(tǒng)試驗(yàn)研究，確定的C60高性能混凝土所用原材料和配合比完全滿足設(shè)計(jì)和施工要求。商品混凝土供應(yīng)站生產(chǎn)試驗(yàn)與施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果基本一致，混凝土工作性能良好，強(qiáng)度穩(wěn)定，離散性較小，表明所確定的配比設(shè)計(jì)正確、適用、可舀釋。

　　通過(guò)對(duì)施工過(guò)程中抽樣測(cè)試，丫型剛構(gòu)C60混凝土的物理力學(xué)性、長(zhǎng)期耐久性、體積穩(wěn)定性、耐腐蝕性測(cè)試數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，具備了高性能混凝土的基本特性— 良好的工作性和優(yōu)良的耐久性。

　　結(jié)合工程實(shí)踐針對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)開(kāi)展的高性生能混凝土應(yīng)用研究獲得很好成效，取得的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)數(shù)據(jù)，對(duì)其它混凝土工程都具有重要借鑒和一定價(jià)值。