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金塘大桥科研汇报金塘大桥作为舟山跨海大桥的重要组成部分,是我国首座外海大型桥梁工程之一,其科研成果对我国海洋桥梁建设具有重要意义。以下是对金塘大桥科研工作的简要汇报:
金塘大桥位于浙江省舟山市,全长26.54公里,主桥采用双塔双索面钢箱梁斜拉桥结构,设计标准高、技术难度大。在建设过程中,针对复杂的海洋环境和地质条件,项目团队开展了多项关键技术研究,为大桥的顺利建成提供了坚实的技术支撑。
首先,在抗风抗震方面,科研团队通过风洞试验和地震模拟分析,优化了桥梁结构设计,确保大桥能够承受强台风和地震等极端自然条件的影响。其次,针对外海恶劣的施工环境,研发了深水基础施工技术和大型预制构件安装工艺,提高了施工效率和精度。此外,为了应对海水腐蚀问题,项目采用了高性能耐候钢材和新型防腐涂层技术,延长了桥梁的使用寿命。
同时,金塘大桥还引入了智能化监测系统,实现了对桥梁健康状况的实时监控,为后续运营维护提供了科学依据。这些技术创新不仅保障了大桥的安全性和耐久性苏州某区污水处理厂施工组织设计,也为我国其他类似工程积累了宝贵经验。
总体而言,金塘大桥的科研工作涵盖了结构设计、材料应用、施工技术及运维管理等多个领域,体现了我国在海洋桥梁建设领域的技术水平和创新能力。未来,相关研究成果将继续推广应用,推动我国交通基础设施建设迈向更高水平。
在类似跨海大桥施工过程中,均没有完全解决墩身湿接头裂纹现象。解决墩身湿接头裂纹问题是摆在金塘大桥建设者面前的一个重要课题,而新型墩身湿接头的研究,不仅是对现有方案的补充和完善,也是对今后跨海桥梁建设的有益探索。
二、裂缝成因分析2.1温度应力影响2.2内部应力影响
单幅墩身湿接头混凝土方量为41.3m3,厚度1.7m,属于大体积混凝土范畴。在类似跨海大桥施工过程中,有关单位进行专题研究,得出的结论为温度应力对墩身湿接头裂纹的产生影响较大,最大限度的降低混凝土水化热将明显抑制裂纹的产生,降低裂缝产生的机率。在类似跨海大桥施工过程中,冬季施工的墩身湿接头较夏季施工的墩身湿接头明显裂纹产生减少,且裂纹宽度也较细,从而从侧面证明了温度应力对裂缝产生的影响。
由于墩身安装过程时需要在承台预留槽内预先安装墩身支撑短柱。墩身湿接头混凝土中存在多个新老混凝土接合面,即预制墩身与湿接头、承台与湿接头、支撑短柱与湿接头之间。新老混凝土由于龄期的差异导致两者收缩不一致,从而使墩身混凝土的内部应力集中加剧,而存在多个混凝土接合面将使应力集中现象更加复杂。
3.1组织保障措施3.2设计方案研究3.3材料及工艺研究3.4施工及养护措施研究3.5方案实施
3.3材料及工艺措施研究
3.3.1墩身湿接头混凝土配制3.3.2温控措施研究
3.3.1墩身湿接头混凝土配制
⑴降低胶凝材料总量可以减小混凝土绝热温升,提高混凝土的抗裂性能。尽量优化配合比,胶材用量控制在390~410kg/m3,粉煤灰的掺量占总胶材的40~50%。⑵聚丙烯纤维的掺入可以抑制混凝土早期收缩,同时有效阻止混凝土内部微裂缝的发展。在开裂危险较大的夏季掺加聚丙烯纤维,冬季可以不加。
⑴对于墩身湿接头,夏季混凝土最高浇筑温度不得超过30℃。可采用制冷机组或加冰拌和,控制原材料温度,合理安排工期等措施来控制。⑵墩身湿接头采用透水模板,模板上部加高蓄水养护。养护时间在夏季不得小于10d,冬季不得小于14d,拆模后喷涂养护剂。另外,当气温低于+5℃时,应在墩身湿接头外表面包裹土工布保温。
3.3.2温控措施研究
3.4.1养护措施一延长拆模时间,并采用透水模板布。湿接头浇筑完成后,在模板内蓄水15cm,通过透水模板布的透水及保水功能,保证湿接头混凝土侧面始终处于潮湿状态。
拆模后在湿接头表面喷养护液,在湿接头处于潮湿状态时,立即包裹塑料布,并用胶带封口严密,防止水分蒸发,并在塑料布外面再覆盖土工布,防止海上风力较大时吹破塑料布而造成水分流失。在整个养护过程中,土工布要始终潮湿状态。待混凝土强度达到100%后方可解除养护。
冬季施工当外部气温低于5℃时,为防止混凝土内外温差过大,将采取在湿接头外模板外设聚胺脂泡沫保温层,厚度大于10cm。从而防止气温陡降对混凝土表面产生损害,导致裂纹的产生,并适当延长拆模时间,且拆模时间选择在一天中温度较高时段进行。
根据课题组总体安排,分别在一航、二航承建的范围内选取一定数量的墩座湿接头分别按照不同支点方案、不同配合比、不同养护措施进行实施,前期不同方案分别采用10个典型湿接头进行方案论证,视方案实施效果及时调整方案实施计划。
3.5.1方案实施计划
3.5.2典型湿接头施工方案
优化配合比改进支撑短柱采用透水模板布吊斗法浇筑混凝土在支墩周围架设井字钢筋网片埋设不锈钢网片掺加聚丙烯纤维保温保湿养护典型湿接头施工方案总结
二航将胶凝材料降至390kg/m3,一航将胶凝材料降至410kg/m3,胶凝材料采用水泥、矿粉、粉煤灰的三组分体系,水胶比为0.34/0.33。在保持混凝土工作性能的同时,可以减少砼水泥和水的用量,降低混凝土温升,减小收缩。
将六个支撑短柱改为四个支撑短柱,并取消其内部联系撑。支撑短柱与墩座新老混凝土接合面接触面积由24.5m3减少为11.3m2。大大的减少了新老混凝土的接触面积,减少应力约束现象,减低裂纹产生的概率。
三)透水模板布的应用,蓄水养护
墩座模板带有一定的斜度,这样会造成混凝土浇筑过程中气泡不易带出,容易产生砂线、气泡、蜂窝等外观质量问题。采用透水模板布可以提高湿接头混凝土的外观质量,减少气泡和砂线,提高混凝土的耐久性。
使用透水模板布使用模板布后可见混凝土离析水渗出
四)吊斗法进行浇筑混凝土
吊斗法和泵送法相比,可用使用较小的坍落度,从而可以减少水用量,进而降低混凝土水化热。
支撑墩和导向墩附近的混凝土是最容易出现裂缝的地方,在每个支墩的四周设置了三层钢筋网片,每层网片采用8根1米长的Ф8筋架构成井字。
五)在支墩周围架设井字钢筋网片
类似跨海桥梁湿接头临时支撑处裂缝
在确保保护层的前提下在环氧钢筋外侧布设了一圈不锈钢网片。不锈钢网片的网眼为6×6cm,网丝粗3mm。网片采用环氧铅丝和钢筋骨架绑扎固定牢靠,避免混凝土浇筑时发生向外偏移的现象。
聚丙烯纤维掺量由原0.9kg增加到1.2kg,减水剂由4.1kg增加到4.92kg。配合比为:胶凝材料:410㎏,砂:798㎏,碎石:1057㎏,减水剂(特密斯):4.92㎏,阻锈剂:8㎏,水:135㎏,高弹性模量聚丙烯纤维:1.2㎏。
七)增加聚丙烯纤维掺量
为了检测内外温差施工时在墩座混凝土顶部设置一个深度50cm的测温孔,温控测试结果表明:混凝土内部温度经过48~60小时达到峰值,至72小时温度比较平稳。
通过10个典型湿接头施工,二航总结如下:降低混凝土配合比中胶凝材料用量,选择合适的水灰比,能够减少混凝土的收缩徐变;减少墩身支撑短柱个数有利于减小墩座内部的约束应力;透水模板布对提高混凝土外观质量有好处;吊斗法浇筑混凝土可采用较小的坍落度,从而可减少混凝土用水量,有利于降低水化热,有利于混凝土质量控制;在冬季气温较低或气温日夜温差较大地区施工时,保温层的敷设是有必要的。
九)典型湿接头施工方案总结
通过10个典型湿接头施工,一航总结如下:在裂纹多发部位(墩身支撑短柱)增加钢筋网片可以取得良好效果。在墩座混凝土外测埋设不锈钢网片能够较好地提高混凝土的抗裂性。降低胶凝材料总量从而降低混凝土的绝热温升;控制砼坍落度从而降低混凝土水化热;采取保温、保湿等养护措施,控制内外温差,将明显抑制裂纹的产生。采用高弹性模量聚丙烯纤维效果不太明显。模板布的使用对提高混凝土的外观质量起到了明显的效果。
通过典型墩身湿接头施工总结,课题组决定在剩余湿接头施工过程中采用以下措施进行裂缝控制:降低混凝土配合比中胶凝材料用量,选择合适的水灰比;采用较小的坍落度,吊斗法或泵送法加软管浇筑混凝土;夏季采用透水模板布并蓄水养护;在冬季气温较低或气温日夜温差较大时,敷设保温层;夏季施工时,掺加聚丙烯纤维。
3.5.3具体实施方案
目前,湿接头施工已基本结束,通过普查,未出现裂缝的湿接头在95%以上。通过降低混凝土的水化热、改进施工工艺和养护方法,金塘大桥墩座混凝土裂纹得到了有效控制!
金塘大桥墩身湿接头裂缝得到有效控制是与承台标高的合理选择、桥址处平均潮差不大等因素密不可分,湿接头具备了良好的施工及养护条件。为适应今后更复杂海况条件下的跨海大桥建设,推动设计、科研、施工水平提高,研究开发新型墩身湿接头是十分必要的。新型墩身湿接头不仅是对现有方案的补充和完善,也是对今后跨海大桥建设的有益探索。
4.新型墩身湿接头研究
4.1设计方案研究4.2墩身预制工艺4.3墩身安装工艺4.4墩座施工工艺4.5存在的问题及拟解决方案
四、新型墩身湿接头研究
河道治理工程施工组织设计方案四、新型墩身湿接头研究
方案一:针对内部应力集中现象比较突出,采用横向分块
a整体和分两块1/4模型b分三块1/4模型
四、新型墩身湿接头研究
a整体内部应力b分两块内部应力三块内部应力
四、新型墩身湿接头研究
分缝过多,后期采用填缝材料填堵db32∕t 1045-2007 住宅装饰装修服务规范,影响结构外观和耐久性。经反复研究,决定放弃本方案。