膨胀混凝土在四女寺64m跨双曲拱桥工程中的应用.pdf

工程实践 膨胀混凝土在四女寺 6 4 m跨双 曲拱桥工程 中的应用 2 0 1 0年第 3期 膨胀混凝土在四女寺 5 4 m跨双 曲拱桥工程中的应用 张林 明 ( 山东 省德州 市水 利局 ， 山东德 州 2 5 3 0 1 4 ) 【 摘要】 本文较详细地介绍 了 6 4 m跨双 曲拱桥的工程概况 、结构 型式 ，拱肋与拱肋 、拱肋与桥台 、拱波与拱 肋的连接方法及施 工要 求 ；影 响膨胀混凝土膨胀性能的主要 因素 ：水泥用量 、混凝 土流动度 、混凝 土养护 、混凝 土配筋率 、胀缩可逆性等 。 【 关键词】 双曲拱桥 ；膨胀水 泥混凝土 ；混凝土流动度 ；胀缩可逆性 ；膨胀性能 DOI编 码】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 81 3 0 5 2 0 1 0 0 3 0 1 5 【 中图分类号】T U5 2 8 5 5 【 文献标 识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8 1 3 0 5( 2 0 1 0 )0 3 0 0 5 0 0 2 四女寺双曲拱桥地处山东省德州市障卫南运河 枢纽船闸下游 1 5 k m处 ，横跨京杭运河古道 ，是 连接山东、河北两省的重要交通主动脉。该桥是水 利部海河水利委员会 障卫南运河管理局 设计院设 计 ，山东省德州市水利施工处施工 ，2 0 0 8年 1 O月 建成。其结构为净 6 4 m跨三肋两波悬链 线双 曲拱 桥 ，桥 面双向两车 道宽 8 m，是 山东 省境 内惟一 跨度最 大，且 能保 障 运河 通 航要 求 的双 曲拱交 通 桥 。 全桥总长 1 5 6 m，由主桥 、引桥组成 ，全桥为 双曲拱桥型。双曲拱桥主拱圈由拱肋、拱波、填平 层和拱板组合而成 ，上部结构由排架、简支桥面板 构成 。主桥 净 6 4 m 跨 度 采 用 渐变 截 面悬 链 线 无 铰 拱，拱矢度 1 6 。拱上建筑均为横 向排架上支承弧 拱 。主拱肋、拱波设计为 C 4 0半干硬性 混凝土现 场预制 ，待混凝土强度达到 9 O 以上后 ，主拱肋 采用 吊装方式安放在搭设好 的拱架上 ，形成三段主 拱肋无铰连接 ，主拱肋两两连接点设在距桥 台 1 3 处。拱波安放在主拱肋之间的肩部形成主拱圈，它 的最主要特点是 ：将主拱圈以 “ 化整为零”的方法 按先后顺序进行施工，再 以 “ 集零为整”的方式组 合成承重的整体结构。主拱圈分期形成 ，呈现组合 结构的受力特征 。 5 0 膨 胀混凝 土是 采用膨 胀水 泥配 置的混 凝土 ，根 据需要给予混凝土一定的膨胀性 ，克服普通混凝土 硬化干燥收缩的缺陷，以补偿收缩和产生 自应力来 改善混凝土性能，膨胀混凝土体积膨胀能在混凝土 中建立压应力 ，除抵 消因干燥 、徐变 、温度等 引 起的收缩变形外 ，在混凝土中还保 留一定 的预胀 压应力 ，由于其 具有 自愈能 力强 、抗压 强度 高、 抗裂性能好 、早期 强度高等优点 。该桥主梁拱肋 与拱肋两两结合处、拱肋 与桥 台连接处 ，设计采 用 c 6 o高标号石膏矾土膨胀水泥二期混凝土现场 浇筑 。膨 胀 混凝 土 因其 经 济上 合 理、质 量 上 可 靠 ，弥补了普通混凝土工程施工 中经常出现的开 裂 问题 。 经施工现场检测试验 ，影响膨胀混凝土性能的 主要因素有以下几种 。 ( 1 )水泥用量 ：单位体积内水泥用量多少 ，直 接影响砂浆与混凝土膨胀大小，膨胀值随水泥用量 的增加而增大。 ( 2 )流 动度 ：在 水 泥 用 量基 本 相 同的情 况 下 ， 流动度对膨胀水泥砂浆或膨胀水泥混凝土的膨胀值 有显著影响 ，砂浆的流动度每增加 2 4 c m时 ，其 作者简介 ：张林明 ( 1 9 6 3年一) ，男 ，高级工程师 。 工程 实践 膨胀 混 凝土 在 四女寺 6 4 m 跨 双 曲拱桥 工程 中的应 用 2 0 1 0年第 3期 膨胀 值减 少 2 5 3 O 。 ( 3 ) 养护 。 1 )初 始养 护 时 间 ：指砂 浆 和混 凝 土 浇 灌后 开 始养护( 洒水养护或给予足够湿度)的时间，膨胀 主要 发 生在 硬 化 期 ，因 此 初 始 养 护 时 间 愈 早 ，膨 胀 性 愈好 。用 膨 胀 水 泥 制 作 的 混 凝 土 预 制 构 件 ， 一 般蒸 养 温 度 6 O 9 O ，恒 温 时 间 为 1 2 h ， 脱模 强度 1 O 2 0 MP a ，冷 却脱 模 后 ，洒水 养 护 1 4 d为宜 。 2 )养护期 ：混凝土膨胀值 的发挥还 与养护有 着直接关系 ，试验证明，砂浆及混凝土在养护工程 中产生 的膨 胀 ，在 前 3 d膨 胀 明显 ，3 7 d趋 于稳 定 ，经过一段养护后 ，在空气 中产生回缩 ；养护期 愈长 ，回缩愈小 。所以控制养护期对地上结构 ，尤 其是预制构件接缝工程十分重要 。 3 )养护方法 ：石膏矾 土膨胀水泥的膨胀性能 是 由于 水 化 时 生 成 的硫 铝 酸 钙( 2 C a O A1 。 O 。 3 C a S O 3 1 H O) 所 致 ，而生 成 一 个 水 化 硫 铝 酸 钙分子就需要 3 1个水分子，因此在水分不足的情 况下( 如 在空气 中硬 化 时)就不 能产 生足 够数 量 的 水化 硫铝 酸钙 ，膨胀效 果 也 明显 减小 。 ( 4 )混凝土配筋率 ：试验表明 ，膨胀混凝土的 适宜配筋率为 0 1 5 1 5 。 ( 5 )胀缩 可逆性 ：膨胀混 凝土具有胀缩 可逆 性 ，在水 中或湿气中产生膨胀 ，在空气中收缩后再 放入 水 中则 又膨 胀 。 该桥经过几年的通车使用运行 良好 ，经山东省 交通厅质量监督站按照项 目划分 ，对该桥进行 了静 载、动载 、震动无损检测 ，主拱肋之间、主拱肋与 桥 台连 接处 ，主拱 圈 、排 架及桥 面 板整体 结构性 能 良好 ，二期膨胀混凝土各项技术指标均达到设计标 准 。经水利部海委 、障卫南运河管理局竣工验收， 该工 程评 为优 良。 参 考 文 献 1 2 建筑施 工手 册 编辑 委 员会 建筑 施工 手 册( 上 、 中、下 ) M 北京 ：中国建筑工业 出版社 ，1 9 8 8 E 2 - 1 王 异，张 志 权施 工 试 验 检 验 大 全( 上、中、下 ) M 哈尔滨 ：黑龙江科学技术 出版社 ，1 9 8 7 3 王异 ，周兆桐 混凝 土手册 M 长 春 ：吉林 科 学 技术出版社 ，1 9 8 5 E 4 中华人民共和 国交通部标 准J T J O 4 1 8 9公路 桥涵 施 工技 术规 范 S 5 中华人 民共 和 国行业 标准J T J O 7 1 9 8公路工 程质 量检验评定标准 E S 6 中华人 民共 和国行业 标准J T J O 7 7 9 5公 路工程施 工监理规范 s 7 G B 5 0 2 0 4 -2 0 0 2混凝土结构 工程施 工质 量验 收规范 I s 8 C E C S 4 0 ：9 2混凝土及预制 混凝 土构 件质量控 制规程 S 9 周世 明预埋 件设计 与施 工 M 北 京 ：水利 电力 出版社 ，1 9 8 7 水轮机泥沙磨损导则编 制工作大 纲审查会在 京召开 2 0 1 0年 4月 1 8日，水利 部水利水 电规划设 计总院在北京 组织召开会议 ，对 水轮机泥 沙磨 损导 则 的 编制 工 作 大纲 进 行 了审 查 。水 利 部 国际 合 作 与科 技 司 、清 华 大 学 、兰 州 理 工 大 学 、黄 河 勘 测 规 划设计有 限公司、陕西省水利电力 勘测设计研究院 、三 门峡水利枢纽管理局 、中国水利水 电科学研究 院、中国长江三峡集团公 司、哈尔滨大 电机研究所 、中水北方勘 测设计研究 有限责任公司的专家 和代 表参加了会议。 与会人员听取了编制工作汇报 ，并进行了认真的讨论。经审查 ，基本同意编制组提出的 水轮机泥沙 磨损导则编制工作大纲 。会议要求编制组认真落实审查后的编制工作计划，确保按时完成导则 的编制工 作。( 崔忠波 供稿) 51