桥梁设计中高性能混凝土的应用分析

桥梁设计中高性能混凝土的应用分析

四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司四川成都610041

摘要:当前,随着我国交通事业的快速发展,桥梁项目建设也得到了迅速发展,而高性能混凝土因其高强度、高耐久性和高稳固性等特点,得到了广泛采用。桥梁的设计与施工质量将直接影响交通运行状况,因此,为了有效确保桥梁工程的结构质量满足相关要求,需在设计过程中合理应用高性能混凝土。本文通过分析桥梁工程设计中高性能混凝土的使用状况,促使高性能混凝土的功能和优点得以充分发挥,以推动我国交通事业的健康发展。

关键词:桥梁设计;高性能混凝土;应用

1、引言

现阶段,随着我国交通运输需要的快速增长,以及公路桥梁项目的大规模扩张,推动了混凝土技术的不断发展。而混凝土发展的一个重要方向即实现高性能化,在工程应用中,高性能混凝土存在振捣时不易出现离析、抗渗能力强、水化热特性好、浇筑便利等多方面优势,使其不断发展为桥梁施工和设计中的一项重要内容。高性能混凝土因其耐久性、稳定性等特性,在桥梁工程中较为常用。高性能混凝土和普通形式混凝土存在一定差别,在实际使用中,其施工技术和所应用的混凝土原材料会对施工质量产生一定影响。所以,在桥梁工程中必须做好高性能混凝土的设计工作,从而保证其优势可在桥梁建设中得以充分发挥。

2、高性能混凝土特性分析

高性能混凝土是随着桥梁施工建设的快速发展而产生的一种高质量混凝土类型,它的性能和普通混凝土比较存在以下几方面优点:

(1)高强度。桥梁工程是我国交通系统建设中的一项重要项目工程,为了充分发挥高性能混凝土的优势,必须保证高性能混凝土具备较高强度。通过有关研究可知,高性能混凝土相较于普通混凝土,具有更好的抗剪强度、抗拉强度、抗压强度等,能够承担较大荷载,将其在桥梁中使用可收到较好效果。

(2)高耐久性。高性能混凝土的另一特点是高耐久性,将其用在桥梁建设中,能够大幅提升桥梁结构的工程质量,增强桥梁结构的总体耐久性,大幅提高桥梁工程的寿命,使工程效益和使用效果得到较好发挥。根据相关数据可知,高性能混凝土的密实度高出普通混凝土倍,且具备良好的抗腐蚀、防雨雪、耐日晒等性能。

(3)稳固性较强。高性能混凝土存在体积稳固特性。在荷载较大、高温等条件下均不易发生形变、开裂等状况,满足桥梁工程项目的基本要求,有利于提高桥梁工程的总体质量。此外,高性能混凝土还存在工艺性、经济性较好等特性,使得它在具体施工过程中质量相对稳定,并可以收获良好经济效益。

3、桥梁设计中高性能混凝土的工程要点

在使用高性能混凝土进行施工设计时,其工程要点主要体现在原材料要求、配制方式以及运输、浇筑等方面。

3.1原材料要求

在高性能混凝土施工中,所涉及原材料包含水泥、外加剂、掺合料、集料等,具体要求如下:

(1)水泥选用标准

在高性能混凝土水泥选用上必须保证明确、细致,水泥细度、矿物成分要求等应与混凝土标号保持一致。

(2)掺合料比例

掺合料是保证高性能混凝土综合性能提升最为关键的一种材料,在桥梁工程施工设计中,在对混凝土特性具有特殊需要时,应重视混凝土中的掺和料比例,以有效更改混凝土内的物质成分,提升混凝土抗腐蚀、耐久性和耐磨性等性能。

(3)外加剂相容性

外加剂能够实现对高性能混凝土硬化时间、坍落度、密实度等的较好控制,这便需要在施工设计中所采用外加剂应和水泥产生良好相容性,以提高高性能混凝土的综合性能。

(4)集料选用

集料能提升高性能混凝土总体强度,保证在不提高混凝土水灰比的前提下,使高性能混凝土密实度依旧能达到施工设计的需要。

3.2配制方式

在桥梁项目施工设计中高性能混凝土在配制中,需严格根据施工要求对各类原材料进行合理配比,以保证所配混凝土综合性能满足施工要求。

(1)水胶比。桥梁工程中的高性能混凝土水胶比将直接影响混凝土结构强度。所以,在混凝土配制时,需按照施工要求合理选用施工标准,然后根据标准要求对水胶比进行合理设计。

(2)水灰比。在高性能混凝土配制时,水灰比将直接影响混凝土的结构稳定性,根据桥梁工程中各不同路段的施工要求,如骨料、坍落度、粒径等,以合理确定水灰比。

(3)砂率。在桥梁工程施工设计中,高性能混凝土砂率越低越好。通常来说,高性能混凝土砂率一般处于之间。同时,当混凝土砂率较低时,所需的水泥用量也将减少,可实现成本的有效降低。

(4)减水剂。在高性能混凝土中,减水剂的功能是提高混凝土粘结性。

(5)掺和料。在高性能混凝配制时,添入掺和料能改变混凝土中的化学成分,对于提升混凝土桥梁的耐久性、耐磨性、抗腐蚀等性能都具有一定功效。

3.3运输要求

在桥梁工程施工设计中,高性能混凝土的运输过程应保证不出现离析、分层和漏浆等状况。所以,在运输时应对混凝土的温度严加控制,以最大程度减少混凝土运输用时和转运次数。在混凝土泵送时,应保证在1小时内完成输送,当出现中间泵送停滞情况,则应在以内做好有效处理,以避免高性能混凝土发生离析。

3.4浇筑要求

在桥梁工程施工设计中,高性能混凝土浇筑过程是确保桥梁结构承载力、耐久性的重要环节。在浇筑时,涉及多种工序流程,主要包括布料、捣实、摊平、抹面、修整等。在高性能混凝土浇筑时,应对混凝土含气量、入模温度、坍落度等进行有效控制。通常采用分层推移式进行混凝土的浇筑,每次铺摊厚度都不应超出,两次摊铺的时间间隔不可大于。在高性能混凝土浇筑中,振捣过程通常选用附着型振捣器、表层平板振捣器、高频振捣棒等。在具体振捣时,要尽可能不碰触预埋件、模板与钢筋,且保证振捣用时不大于。

4、桥梁工程中高性能混凝土施工质量控制措施

在桥梁工程施工设计中,为了使高性能混凝土特性得到有效发挥,以提升工程质量,应对施工要求进行全面研究,并采取相应措施以实现对高性能混凝土施工质量的有效控制。主要的质量控制措施包括如下几方面:

(1)质量控制和评估

在桥梁设计过程中,可通过对具有较好工程质量的高性能混凝土结构性能的各项指标和参数进行全面分析,并将此作为依据,以对桥梁工程中的高性能混凝土指标和参数进行合理设计,并做好整体预测。同时,在完成桥梁工程施工后,应按照实际的工程质量控制方案与检验标准,对已完工桥梁工程中的高性能混凝土结构各种性能指标开展检测,并完成质量评估等工作,以保证最终的施工质量能够满足桥梁结构的实际需要。

(2)钢筋保护层厚度控制

在桥梁工程施工设计中,钢筋保护层的作用是保护钢筋,以防止其直接裸漏,通常是较小厚度的垫层。在预制垫块过程中,应确保保护层的垫块结构强度、抗渗性和一些其它特殊性能都可以达到设计标准要求,不得低于相关的参数指标和技术标准要求。

(3)高性能混凝土养护措施

在施工过程中,高性能混凝土养护是至关重要的一个环节。在完成桥梁施工后,应合理开展对路面的保温、保湿养护工作,其中薄膜覆盖是一种常用方法。对于大型结构件,如箱梁构件等,可选用低温蒸汽来实施养护过程。同时,应重视在高性能混凝土发生初凝之后,对其进行必要的撒水,以达到养护的效果,从而保证其结构性能和质量都能符合相关的养护需求。

(4)优化施工工艺

选用性能满足要求的搅拌装置。逆流型搅拌装置和卧轴型搅拌装置是较为常用的设备类型,以确保材料搅拌均匀度符合工程需要,若采用其它搅拌装置,则应通过必要的实验验证之后方可在工程中运用。高性能混凝土配制时,应确保各类原材料配比符合设计要求。同时,为了确保出料口平稳性,需准确算出材料重量,并对砂石料内的水含量进行控制。在搅拌时,应实时关注搅拌质量,如果发现稠度过高,则应相应调整。施工时,因高性能混凝土水灰比通常较低,极易出现沁水问题,此时施工人员应在完成浇筑过程后,应相应的开展养护润湿,避免其总体结构出现开裂现象。另外,因高性能混凝土的材料内的胶凝材料含量较高,因其在受环境影响时极易出现开裂问题,所以在完成施工后,相关技术人员应按照实际工程要求开展保温养护,并处理好桥梁结构的后续养护工作。

5、结语

在桥梁工程施工设计中,高性能混凝土的选用能强化路面的承载性、抗渗性与密实度,提高使用期限,使项目建设社会效益与经济效益实现最大化。所以,桥梁设计人员必须严格按照具体施工情况,对高性能混凝土各项性能与参数进行合理设计。施工时,施工人员需科学开展混凝土原材料配制工作,并通过实验合理确定配比系数。在完成施工后,还应及时采取养护措施,以保证高性能混凝土在桥梁项目中能充分发挥其作用,从而推动我国交通事业的发展。

参考文献:

[1]陈艳波,刘祥飞.高性能混凝土在道桥施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2014(9):256.

[2]尹兴晨.公路桥梁施工中高性能混凝土的应用分析[J].四川水泥,2015(1):195.

[3]杜君.公路桥梁施工中高性能混凝土的应用[J].交通世界(运输·车辆),2015(10):76-77.

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