[发明专利]一种高强大体积强约束索塔混凝土裂缝控制方法

说明书

本发明公开了一种高强大体积强约束索塔混凝土裂缝控制方法。本发明所述裂缝控制方法包括：对混凝土结构的不同部位进行开裂风险评估，定量分析出开裂风险系数的影响因素；混凝土配合比优化设计；混凝土结构内布置冷却水管，并埋设温度变形元件；夏季高温天气，混凝土预拌时加入片冰，严格控制新老混凝土浇筑间隔期；混凝土浇筑完毕后进行温水蓄水养护，侧表面采用木模板带模养护；拆模后侧表面切割拉杆完成立即粘贴保温保湿养护布；养护结束后对混凝土表面裂缝进行检测、观察。使用本发明裂缝控制方法降低了开裂风险，有效控制了高强大体积强约束索塔混凝土裂缝的产生，提高了混凝土结构质量，降低了后期维修成本同时提高了混凝土结构的耐久性能。

技术领域

本发明属于建筑工程施工技术领域，具体涉及一种高强大体积强约束索塔混凝土裂缝控制方法。

背景技术

目前，随着桥梁建设工程规模快速发展，索塔裂缝问题一直是桥梁结构的一大顽疾，目前出现了无塔不裂的现象。当混凝土结构开裂后，侵蚀介质的腐蚀速度也将大大加快，混凝土结构的耐久性将进一步恶化，严重时影响结构受力，最终导致使用寿命降低，同时后期维修成本也明显提高。因此，混凝土裂缝控制是保障结构混凝土服役寿命的前提，而控制施工期中的非荷载裂缝则是其中的关键。

由于索塔混凝土设计等级高，强度等级均在C50及以上，混凝土自收缩大、弹性模量与水化热高，开裂驱动力大，结构配筋较密，混凝土壁厚为1.5m～3.5m，部分节段部位均属于变截面结构，所受内、外约束较大，索塔在桥梁工程中属于易开裂的高强大体积强约束混凝土结构。另外，工程地处开阔水面高空，存在日照强烈、大风等不利条件，进一步加剧开裂风险，且能采取后期养护措施有限，拆模后保温保湿养护不及时在后期宜产生较多的竖向裂缝。

如何防止高强大体积强约束的索塔结构混凝土在施工过程中出现有害裂缝，这已成为当今裂缝控制的难题。温度应力、变形荷载与混凝土工程结构设计、外界气温变化、施工工艺、原材料特性、后期保温保湿养护措施等主要因素密切相关，在施工过程中由于温度产生较大应力集中和因变形荷载引起裂缝占主要因素。尽管我国在桥梁大体积混凝土裂缝控制方面已有大量的工程实践，也提出了诸如混凝土干燥收缩率、入模温度等控制指标。然而，该结构混凝土裂缝控制一直是工程界的难题，迄今为止，仍然没有一套完整而系统的方法能从根本上加以解决。

目前桥梁索塔混凝土开裂主要表现为表面竖向裂缝，严重者出现竖向贯穿性裂缝。裂缝一般发生在施工早期阶段—混凝土终凝完成后至90d时段。已有的针对混凝土主塔开裂的研究多属于定性分析，认为温度和收缩是引起主塔早期开裂的重要因素。目前还缺少对索塔水化热温升、温度应力、混凝土收缩的系统理论分析和定量研究，这会造成结构体系或抗裂构造设计不合理、施工工艺养护方法不恰当等问题，导致裂缝的生成和发展，引发工程隐患。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的上述问题，提供了一种高强大体积强约束索塔混凝土裂缝控制方法，采用多种因素耦合机制的方法定量分析，明显降低了混凝土开裂风险，有效控制了高强大体积强约束索塔混凝土裂缝产生。

为实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种高强大体积强约束索塔混凝土裂缝控制方法，具体包括以下步骤：

(1)基于混凝土“水化-温度-湿度-约束”多场耦合机制与模型，在Ansys 基础上进行了二次开发，形成了可视化的结构混凝土早期开裂风险计算评估软件，对索塔混凝土整体结构的不同部位，包括下塔柱、塔柱连接段、中塔柱、上塔柱，分别进行开裂风险评估，定量分析出不同因素对索塔混凝土开裂风险系数的影响；

(2)依据开裂风险评估结果对索塔混凝土进行配合比优化设计，设计出具有低温升、高抗裂性能索塔混凝土，该索塔混凝土具有早期低水化热温升、分阶段全过程的补偿收缩性能；