混凝土收縮徐變對橋梁施工控制的影響探討

孫經(jīng)緯

（上海工程技術大學 上海市 200000）

0 前言

橋梁施工中混凝土收縮徐變超出控制范圍，混凝土構件中的預應力產(chǎn)生損失，給梁體結(jié)構安全帶來威脅。為此，要切實有效采用科學合理的方式開展施工控制，全面提升橋梁施工水平。

1 混凝土收縮徐變的基本情況

1.1 混凝土收縮

這是指混凝土凝結(jié)初期或者硬化過程中產(chǎn)生的體積縮小現(xiàn)象[1]，主要包含了以下幾種情況：①自發(fā)收縮。這是水泥固有的收縮情況，是因為水化反應中水泥和水的體積要大于水泥水化物的體積[2]。②干燥收縮，這是因為吸附水逐漸消失，從而體積也有所收縮。③碳化收縮，這是混凝土產(chǎn)生的自然現(xiàn)象，是其中水泥水化物和空氣中二氧化碳相互作用所形成的[3]。

1.2 混凝土徐變

這是混凝土在荷載的長期作用下所導致的變形情況?；炷潦艿綉臀剿畬拥臐櫥绊?，水泥膠凝體本身的滑動、剪切帶來水泥石粘稠和變形。

2 某橋梁工程因混凝土收縮徐變帶來的影響

2.1 橋梁工程實例分析

某橋梁工程采用雙向四車道建設形式，主橋使用三跨雙薄壁鋼結(jié)構，其中分別為68m、104m和52m。雙支薄壁墻接承臺對于主墩起到良好支撐作用，其中P7基礎和P8基礎，分別使用到了18根不同直徑的樁基礎群，P7基礎中的群樁基礎直徑為2.0m，P8基礎所采用的群樁基礎直徑在1.6m以下。工程作業(yè)中大量使用混凝土，其中主要通過懸臂澆筑法，按照先墩頂再兩側(cè)位置的順序開展逐段澆筑，良好優(yōu)化梁體結(jié)構，同時還增強梁體承受能力。該工程建設完成后，混凝土逐漸產(chǎn)生收縮和徐變現(xiàn)象，探討這些問題是否會影響到整個橋梁工程項目的實際施工控制效果，從而為是否及時采用合理手段加以應對提供前提支持。

2.2 橋梁工程重點建材相關參數(shù)

本次橋梁工程建設活動進行中，選用了混凝土C50、鋼Q235建材，為有效保障整體施工效果，結(jié)合其混凝土構件預應力的實際損失情況，可以尋找到混凝土收縮徐變的蹤跡，該橋梁工程重點建材的選取及其預應力損失參數(shù)情況如表1所示。

表1 某橋梁工程重點建材情況

2.3 在橋梁施工控制中的影響

（1）立模標高方面。橋梁工程建設作業(yè)中，不同組合荷載作用都會影響到工程質(zhì)量，其中產(chǎn)生的綜合撓度需要符合施工標準。前期施工過程中要合理增加工程預拋高，將沉降帶來的負面影響加以抵消。而混凝土產(chǎn)生的收縮徐變問題，會給工程預拋高造成影響，距離橋梁跨中部位越近，產(chǎn)生的影響也最明顯，主墩部位通常受到最小的影響。在設置預拋高過程中，施工人員就應該考量到混凝土的收縮徐變情況[4]。

（2）節(jié)點位移方面。橋梁工程項目處在最大懸臂狀態(tài)下，混凝土的收縮徐變會受到節(jié)點位移的影響，一般情況下，給跨中帶來的影響是最為明顯的，在收縮徐變的作用下，結(jié)構撓度的差值將會達到12mm。

（3）主梁內(nèi)力方面。橋梁工程施工建設過程中，梁體本身的內(nèi)力在轉(zhuǎn)換體系的作用下，會產(chǎn)生重新分布的情況，這是受到了收縮徐變的影響，進而還會影響到整個梁體結(jié)構。

3 橋梁施工中良好控制混凝土收縮徐變的策略

3.1 合理選擇到優(yōu)良的混凝土原材料

（1）水泥品種方面。按照橋梁公路工程施工建設標準，選擇高質(zhì)量的水泥品種，充分考量到高強快凝水泥和低熱水泥之間的優(yōu)勢和不足之處，結(jié)合工程項目建設標準，選擇到更為合理的水泥種類，支持混凝土配制活動順利開展。本文認為水泥細度保持在300～350m2/kg范圍內(nèi)的品種都能夠取得良好施工效果。

（2）骨料方面。骨料吸水率及其與硬化水泥漿剛度之間的關系，都會給混凝土的實際使用產(chǎn)生重要影響?；炷潦湛s現(xiàn)象產(chǎn)生中，水泥漿的收縮是主要因素，因而高度重視這部分質(zhì)量十分必要。當骨料擁有著較低吸水率和較高的彈模量將能夠有效抑制混凝土收縮。

3.2 科學設置混凝土配合比

混凝土的配合比會影響到其實際效用的發(fā)揮，且如果配合比不夠恰當合理，還會增加收縮徐變問題的發(fā)生概率。為此，在橋梁工程施工建設過程中，要注重針對混凝土的配合比加以科學實驗和設置。膠凝體的密實度較大，會提高混凝土的彈性模量和強度，從而有效減少收縮徐變。混凝土配制過程中，用水量會影響到混凝土的實際收縮和干燥度，在設置配合比時，可以選用水灰比較小、用水量較少的方式[5]。

同時還要針對膠凝材料的使用量加以有效掌控，在單位體積下，混凝土所使用到的水泥用量較大，會增加混凝土自身的水化熱，使得收縮徐變現(xiàn)象突顯。為應對這類情況，可以適當摻加粉煤灰，促進水泥用量適當減少。

3.3 強化振搗作業(yè)和二次抹面作業(yè)

（1）振搗作業(yè)。在科學有效振搗作業(yè)的支持下，混凝土水泥水化物中膠凝體的密度有所上升，減少混凝土內(nèi)部的多余空隙，增加混凝土強度和彈性模量，并且還可以降低收縮徐變的發(fā)生概率。

（2）在混凝土發(fā)生終凝之前需開展二次抹面作業(yè)。終凝前的混凝土沒有抗拉性，在水分不斷蒸發(fā)的前提下，混凝土會產(chǎn)生收縮問題，為此借助于壓面作業(yè)，發(fā)揮混凝土所具備的塑性變形優(yōu)勢，可以減低收縮問題，進而避免混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

4 結(jié)束語

隨著工程建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對于橋梁施工建設的要求逐步提升，但是部分施工人員沒有充分認識到混凝土收縮徐變造成的影響，沒有采用科學合理的措施加以管控，導致混凝土結(jié)構和構件中產(chǎn)生較多問題，降低整個工程項目的質(zhì)量水平，尤其是混凝土收縮徐變問題。為有效降低這類問題的發(fā)生概率，提升橋梁工程施工水平，需要合理選擇到優(yōu)良的混凝土原材料，科學設置混凝土配合比，并強化振搗作業(yè)和二次抹面作業(yè)。