混凝土收縮徐變對橋梁施工控制的影響

趙衛(wèi)紅

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032)

1 混凝土徐變的性質(zhì)分析

發(fā)生徐變的過程中有一定的可還原性質(zhì)，通常情況下，混凝土因?yàn)槭艿介L期荷載產(chǎn)生作用的樣件，將其卸載之后，便會出現(xiàn)瞬時彈性變形的問題，加之時間的作用便會出現(xiàn)徐變恢復(fù)。在徐變恢復(fù)時期，與受荷載時的常應(yīng)力屬于正比關(guān)系。針對混凝土的養(yǎng)護(hù)，其條件和環(huán)境中的相對濕度對于混凝土凝結(jié)的密實(shí)度、水泥凝膠體的晶化都會產(chǎn)生很大的影響，這些都對預(yù)應(yīng)力橋梁建筑施工進(jìn)程產(chǎn)生間接的連帶影響。

2 混凝土產(chǎn)生徐變的因素分析

其一，混凝土四周的溫濕度對混凝土的徐變有很大的影響，最突出的表現(xiàn)是溫度越大，水的蒸發(fā)量便會越小，這樣水泥當(dāng)中的膠凝體密度便會越高，因此混凝土徐變越小。反之如果溫度比較小，蒸發(fā)量便會有所加大，這樣產(chǎn)生的形變也會變大。溫度對于混凝土產(chǎn)生的影響與濕度產(chǎn)生的影響相同。

其二，當(dāng)混凝土出現(xiàn)徐變，荷載齡期越小，水泥的水化便會越小，混凝土的強(qiáng)度也就越低，這樣混凝土產(chǎn)生的徐變越大。反之越長荷載齡期，混凝土出現(xiàn)徐變的幾率便會越小。

其三，不同種類的水泥，并不會對混凝土產(chǎn)生徐變有所影響，但應(yīng)用水泥時，其中的含水量會影響水含量當(dāng)中的潔晶程度。

3 橋梁工程由于混凝土收縮徐變產(chǎn)生的影響分析

3.1 工程概況

某橋梁工程為雙向四車道，主橋薄壁鋼結(jié)構(gòu)，具體為105 m和52 m。對于雙支薄壁墻接承臺的應(yīng)用，可以有效支撐主墩。其中P7基礎(chǔ)使用了18根直徑不同的樁基礎(chǔ)群，P8基礎(chǔ)也應(yīng)用了18根。p7基礎(chǔ)當(dāng)中的群樁基礎(chǔ)，其直徑具體為2.0 m，P8基礎(chǔ)則對1.6 m直徑以下的群樁基礎(chǔ)進(jìn)行了應(yīng)用。在工程當(dāng)中，對于混凝土的用量非常大，澆筑方式為利用懸臂實(shí)施澆筑，先墩頂之后對兩側(cè)的位置開展逐段澆筑作業(yè)，對梁體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了良好優(yōu)化。此外，還將梁體承受能力進(jìn)行了強(qiáng)化。當(dāng)所有工程作業(yè)完成后，混凝土出現(xiàn)了收縮以及徐變的情況，針對這一問題進(jìn)行分析時，考慮到是否會對整個橋梁項(xiàng)目的施工控制效果產(chǎn)生影響，所以對對應(yīng)對措施進(jìn)行了制定。

3.2 橋梁工程重點(diǎn)建材參數(shù)

在該工程建設(shè)當(dāng)中，使用的建材混凝土C50、鋼Q235，為對最終的施工效果給予保障，根據(jù)混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力的具體損失情況，對混凝土收縮徐變的蹤跡進(jìn)行探尋。其中，橋梁重點(diǎn)建材的選取以及預(yù)應(yīng)力損失參數(shù)情況如表1所示。

表1 某橋梁工程重點(diǎn)建材情況

3.3 在橋梁施工控制當(dāng)中的影響分析

(1)影響立模標(biāo)高

針對橋梁工程的具體建設(shè)工作，不同組合產(chǎn)生的荷載作用，都會對工程質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。其中，綜合撓度要與施工標(biāo)準(zhǔn)相符。在最初施工過程中，需要將工程預(yù)拋高合理提升，以便抵消沉降產(chǎn)生的負(fù)面影響，而混凝土發(fā)生的收縮徐變問題，會對工程預(yù)拋高產(chǎn)生一定的影響。離橋梁跨中部位越近，出現(xiàn)的影響效果越顯著，但主墩部位不會受到較大的影響。針對預(yù)拋高設(shè)置，施工人員需要對混凝土產(chǎn)生的收縮徐變情況充分考量。

(2)影響節(jié)點(diǎn)位移

橋梁工程項(xiàng)目在最大懸臂狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)位移會對混凝土的收縮徐變產(chǎn)生影響，通常影響跨中部位最為顯著，因?yàn)槭湛s徐變產(chǎn)生的作用，結(jié)構(gòu)撓度產(chǎn)生的差值會高達(dá)12 mm。

(3)影響主梁內(nèi)力

針對橋梁工程的具體建設(shè)，橋梁自身產(chǎn)生的內(nèi)力在轉(zhuǎn)換體系的影響下，會重新進(jìn)行分布，這便使收縮徐變對其產(chǎn)生了一些影響，之后也會對整個梁體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

4 混凝土徐變對撓度的影響

4.1 基礎(chǔ)沉陷

基礎(chǔ)部分便是橋梁最下部，也就是橋梁的橋墩基礎(chǔ)。橋梁基礎(chǔ)產(chǎn)生了位移，對整個橋梁T構(gòu)位移都會造成影響。例如：某高架橋?yàn)榱藢⒒A(chǔ)位移減少，開展了4次橋梁測量，保證了橋梁橋墩底高沒有較大的變化，并且基礎(chǔ)支架十分穩(wěn)固，設(shè)計結(jié)構(gòu)安全，為橋梁的各項(xiàng)施工工作開展提供了重要的保障。

4.2 澆筑混凝土產(chǎn)生的撓度

應(yīng)用的混凝土材料為亞泰水泥，其型號是普通的硅酸鹽水泥52.5 MPa。此外，對于這一水泥的應(yīng)用，因?yàn)樾再|(zhì)較硬，顆粒結(jié)晶含泥量小于3%，所以產(chǎn)生的整體建設(shè)效果非常理想。在合攏橋梁構(gòu)架之前，橋梁當(dāng)中的每個T構(gòu)都是單獨(dú)開展施工工作，因此混凝土?xí)霈F(xiàn)張拉力，以至于懸臂出現(xiàn)對稱下?lián)稀?/p>

4.3 掛籃施工對撓度的影響

例如：某高架橋應(yīng)用的施工方式為常用的斜拉式三角掛籃，該項(xiàng)方法包括懸掛、主干、行走以及平衡固定。在具體施工當(dāng)中，移動掛籃也會對撓度產(chǎn)生一定的影響。如：懸臂下?lián)系倪^程中，具體的測量結(jié)果與計算結(jié)果都表明，撓數(shù)值有些偏小，但在施工中并沒有新的荷載進(jìn)行添加，經(jīng)過詳細(xì)的查驗(yàn)，這是由于移動掛籃時，導(dǎo)致原本的荷載改變，因而對施工撓度控制產(chǎn)生的影響。

5 減少混凝土發(fā)生徐變的有效措施

5.1 應(yīng)用輕骨料

對于輕骨料的應(yīng)用，可有效控制混凝土發(fā)生徐變。高品質(zhì)的輕骨料吸水率比較低，加之高彈性的特征，可使混凝土出現(xiàn)徐變的現(xiàn)象降低。

5.2 應(yīng)用膨脹性水泥

其一，在混凝土當(dāng)中，水泥產(chǎn)生的效果便是，當(dāng)混凝土加載時，使其起到強(qiáng)效鞏固的效果。在實(shí)驗(yàn)條件下，例如恒定溫度、荷載齡期等。對于膨脹型水泥混凝土的應(yīng)用，發(fā)生徐變的情況明顯降低；其二，對于膨脹水泥的使用，水泥當(dāng)中的成分，能夠使混凝土發(fā)生徐變的幾率有所下降。

5.3 應(yīng)用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方式

混凝土發(fā)生徐變時，受到外部因素產(chǎn)生的影響作用非常大，因此針對混凝土的各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工作要非常認(rèn)真嚴(yán)格。其中借助蒸汽式養(yǎng)護(hù)的方法，能夠?qū)λ嗨瘻囟取穸冗M(jìn)行有效把控，從而將混凝土內(nèi)部的強(qiáng)度以及韌度提升。同時，對于該種方式的使用，還能使混凝土出現(xiàn)徐變的幾率最大程度的減小。

5.4 控制混凝土水灰的比重

在施工當(dāng)中，對于混凝土當(dāng)中含水量的把控，是降低出現(xiàn)混凝土發(fā)生徐變的關(guān)鍵性措施之一。相同條件當(dāng)中的混凝土，不改變水泥用量，有較大水灰比的混凝土出現(xiàn)徐變的概率會增高。相反，如果水灰比比較小，那么產(chǎn)生徐變的幾率便會降低。因此針對混凝土當(dāng)中的水灰比例進(jìn)行把控，是使混凝土出現(xiàn)徐變幾率降低的重要方式。

5.5 強(qiáng)化振搗作業(yè)以及二次抹面作業(yè)

其一，振搗作業(yè)。在對振搗作業(yè)進(jìn)行高效開展的狀況下，混凝土當(dāng)中的水泥水化物膠凝體的密度會有一定程度的上升，避免混凝土當(dāng)中出現(xiàn)過多的空隙，使其強(qiáng)度和彈性模量有所增加，這樣便使收縮徐變產(chǎn)生的概率有所降低；其二，在混凝土出現(xiàn)終凝之前要進(jìn)行二次抹面作業(yè)。終凝之前的混凝土并沒有較強(qiáng)的抗拉性，加之不斷蒸發(fā)的水分，混凝土必然會出現(xiàn)收縮問題。因此需要利用壓面作業(yè)的開展，將混凝土具備的塑性變形優(yōu)勢發(fā)揮出來，可以使收縮問題有效減少，也使混凝土表面出現(xiàn)裂縫的幾率有所下降。

6 結(jié) 語

總之，因?yàn)楣こ探ㄔO(shè)的水平以及質(zhì)量的提升，針對橋梁的建設(shè)，提出的要求越來越嚴(yán)格，如果施工人員對于混凝土收縮徐變產(chǎn)生的影響沒有充分重視，會產(chǎn)生一系列的問題，進(jìn)而影響工程建設(shè)的水平。因此，要強(qiáng)化對混凝土發(fā)生收縮徐變的重視，應(yīng)用科學(xué)的方式對其進(jìn)行預(yù)防和解決。