[发明专利]一种桥梁承台大体积混凝土结构施工方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁设计领域，特别涉及一种低温升、抗裂及抗冲磨的桥梁大体积混凝土结构施工方法。

背景技术

目前，我国沿海地区已建成或正在兴建的跨江海大桥已有超过20座之多。桥梁施工过程中桥梁锚碇、承台、桥墩等部位的大体积混凝土施工裂缝控制以及承台、桥墩等与水接触部位在运行期抵抗含沙(或淤泥)水流冲磨是关乎桥梁长期耐久性的关键问题。桥梁承台是桥梁的下部结构，是桩与柱或墩的联系部分，承台上再建柱或墩，形成完整的传力体系。桥梁承台施工在建设过程中属于大型基础混凝土工程(即大体积混凝土工程)。

水泥水化时的放热反应使得水泥凝结硬化过程中放出大量热量(即水化热)，水化热会使大体积混凝土内部温度超过外部，产生较大的温度应力，使混凝土表面产生裂缝甚至出现贯穿裂缝。一般桥梁承台混凝土施工时采用在承台结构内部设置冷却水管，向冷却水管中通冷却水来降低大体积混凝土内外部温差，减少开裂的风险。但由于跨江海大桥一般建设环境较为恶劣，设置冷却水管会增加施工难度和施工进度，冷却水管通水完毕后管道压浆封堵存在封堵不严、破裂等潜在危险，这会增加大体积混凝土运行时的耐久性。因此，若能在保证承台大体积混凝土不开裂的前提下取消冷却水管，对耐久性而言无疑是有利的。

大多数跨江海大桥所处海域海水具有含盐度高、含氯度大的特点，桥位处于出海口，涨落潮的干湿侵蚀效应、海洋大气的腐蚀环境，对大桥的使用寿命有极大的影响。除了耐久性问题外，跨江海大桥还存在一个不容忽视的问题，即挟沙浪涌对大桥承台或桥墩局部的冲刷作用。目前已建或在建的大批跨江海大桥，虽然没有像水利工程泄水建筑物中遇到的高速水流，但由于浪涌形成的水流速度也不可忽视(如杭州湾嘉绍大桥所处海域携沙浪涌流速可达10m/s)，在激涌时流速可能会更高，这种情况下除了冲磨作用外，还会发生空蚀作用。跨海大桥的承台、桥墩等部位一般都位于水面上下，极易受到携沙浪涌的冲刷作用。根据杭州湾跨海大桥近些年调查发现，受携沙浪涌冲磨作用造成承台或墩柱表面混凝土流失的速率在2~5mm/年。长此以往，跨江海大桥在冲磨作用下表层结构极易受损，对内部钢筋的保护作用就会逐步丧失，严重时会影响桥梁结构的安全运行，且跨海大桥所处海域进行维修及其困难。因此，桥梁承台、桥墩等部位的边部混凝土抗冲磨能力显得尤为重要。

综上所述，在有携沙浪涌冲刷环境下的跨江海大桥桥梁承台等部位的大体积混凝土设计与施工中需要考虑两个方面的问题：第一，桥梁承台等部位的大体积混凝土结构应具有施工期混凝土温升低、抗裂的特点，可以有足够的能力抵抗温度裂缝的发生；第二，桥梁承台等部位的大体积混凝土结构应具有在长期运行过程中受携沙浪涌冲刷作用影响小的特点，可以保持在此环境中的长期耐久性，目前一般采用外套钢管或涂刷耐磨涂料对桥梁承台等部位的大体积混凝土结构进行局部防护，以减少携沙浪涌冲刷环境对桥梁承台等部位的大体积混凝土结构的影响，但是，外套钢管的方法存在锈蚀的严重问题，涂刷耐磨涂料存在与基础混凝土粘结以及耐光照老化的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种桥梁承台大体积混凝土结构施工方法，该方法能解决桥梁承台大体积混凝土结构的开裂问题并能保持其在携沙浪涌冲刷环境中的长期耐久性。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种桥梁承台大体积混凝土结构施工方法，采用分层浇筑，对各层混凝土采用如下施工方法：架立模板，根据预先设计好的坡面倾角θ、边部大体积混凝土设计厚度t和该层浇筑厚度m，同时浇筑边部大体积混凝土和内部大体积混凝土，到达拆模时间后进行拆模。

上述边部大体积混凝土设计厚度t优选为0.5~0.8m。

上述内部大体积混凝土具有低温升、抗裂的特点，每立方米内部大体积混凝土中各材料用量为：水泥100~150kg，粉煤灰150~200kg，矿粉50~200kg，砂750~850kg，石950~1100kg，高效减水剂为胶凝材料质量的0.5～1%，减缩剂为胶凝材料质量的1～1.5%，水胶比为0.3~0.4；所述的胶凝材料为水泥、粉煤灰和矿粉。

上述外部大体积混凝土具有高抗裂、高抗冲磨的特点，每立方米外部大体积混凝土中各材料用量为：水泥200~300kg，粉煤灰50~100kg，矿粉100~200kg，砂700~800kg，石1000~1100kg，仿钢纤维6～9g，高效减水剂为胶凝材料质量的1～1.5%，增韧剂为胶凝材料质量的0.5%，水胶比为0.3~0.4；所述的胶凝材料为水泥、粉煤灰和矿粉。