10桥梁大体积混凝土收缩变形与裂缝控制

1、桥梁大体积混凝土收缩变形与裂缝控制江苏省建筑科学研究院有限公司江苏苏博特新材料股份有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室田 倩首届桥梁智慧建造技术创新发展论坛 纲 要桥梁混凝土控裂需求及技术问题桥梁混凝土收缩及裂缝控制关键技术桥梁混凝土裂缝控制智能化发展展望桥梁混凝土控裂需求及技术问题我国桥梁技术发展特点跨越式发展是我国桥梁技术进步特征我国已经成为全球桥梁大国且具有优势关键技术古代：赵州桥近代：钱塘江大桥现代：北盘江第一桥材料、设计、建造与管养技术实现跨越式创新与突破时间桥梁总数/万座桥梁总长/万公里2007572.32012713.72017835.246%126%桥梁类型主跨世界排名前十

2、中国桥梁数量斜拉桥7悬索桥6拱桥6梁桥6中国公路截止2018.6月统计我国桥梁结构发展对混凝土性能要求桥梁结构发展方向超大跨、超水深少维护、长寿命抗裂性、耐久性混凝土性能要求沪通大桥，主跨1092 m 深中通道，120年设计寿命平潭海峡大桥，水深50 m 港珠澳大桥，120年设计寿命大范围、长距离丹昆特大桥，164 km长 港珠澳大桥，55 km长 工作性、超高强桥用混凝土开裂问题突出大体积：承台、锚碇变截面：塔座、索塔根部复杂应力：锚固区、横梁等大表体比：箱梁、索塔等温度裂缝表面龟裂钢管混凝土拱桥钢-混凝土组合索塔技术要求：密封条件下混凝土微膨胀、无收缩桥梁结构对混凝土抗裂性需求迫切部分结构

3、对混凝土收缩性能要求较高某承台监测结果（设置冷却水管）水泥水化速率快、集中放热冷却水管降温效果有限放热更为集中收缩：温缩和自收缩叠加C50混凝土绝热温升：50；自收缩200约束：先浇部分对后浇部分约束外荷载：竖向轴力、弯矩开裂风险系数（拉应力/抗拉强度）可达到2以上下塔柱横梁桥梁混凝土收缩裂缝控制技术问题桥梁承台等大体积混凝土温控难度较大外约束、外荷载下开裂问题突出桥梁混凝土收缩裂缝控制技术问题混凝土分层/分节施工泌水速率1.0采用“多场耦合”抗裂性评估模型，对材料和施工工艺调整优化，将开裂风险系数控制在阈值以下，提出针对性的控裂技术方案是否低于阈值工程应用裂缝控制工程应用裂缝控制沪通长江大桥

4、公铁两用两塔五跨斜拉桥，主塔高度（330m）与体量均位居世界第一下塔柱：壁厚1.64.2 m中塔柱：壁厚1.82.2 m上塔柱：壁厚1.22.5 m主塔C60砼温升高、自收缩大；弹模发展快、内外约束引起收缩应力大混凝土抗裂关键难题材料与工艺措施结合，控制实体结构砼开裂风险 配比优化材料优选与品质控制降低胶材总量与水泥用量功能材料双重调控水化热调控+膨胀剂工艺措施入模温度冷却水管外保温开裂风险降低5%-10%开裂风险降低20%-30%风险系数控制在阈值之内开裂风险降低15%-20%温度自收缩收缩应力开裂风险工程应用裂缝控制裂缝控制技术方案结构部位开裂风险控制目标主要技术方案混凝土配合比冷却水管参

5、数入模温度T0控制保温养护时间1#、10#节段表面0.7低温升抗裂砼（配合比优化+水化热调控材料+MgO膨胀剂双重调控技术）40mm直径铸铁管，0.5m间距，1m/s流速夏季时（日均气温Ta23），T023；春秋季时（Ta=5-23），T0气温+5；冬季时（Ta5），T0=5-1510d1#、10#节段中心1.0其它节段表面0.740mm直径铸铁管，1.0m间距，1m/s流速10d其它节段中心1.0兼顾技术、经济效益的平衡及施工的便利性，采用了结构砼开裂风险表面0.7，中心1.0的方案工程应用裂缝控制实体结构混凝土温度、变形监测结果抗裂砼中心最大温升较基准砼降低约4抗裂砼温降收缩较基准砼降低4

6、0%工程应用裂缝控制工程应用裂缝控制得到咨询会院士、专家认可，塔柱实体结构混凝土裂缝数量平均降低率近80%，可以做到少裂甚至部分节段不裂实体结构混凝土裂缝控制效果工程应用裂缝控制墩高176m部分壁厚达7m强度等级C50平塘特大桥550m跨三塔斜拉桥，主塔高328m混凝土抗裂关键难题采用机制砂，同时粉煤灰掺入比例受限塔柱C50砼胶材与水泥用量大，绝热温升50，28d自收缩200开裂风险突出工程应用裂缝控制控裂方案关键技术协同调控：水化热调控+补偿收缩（钙镁复合）内降外保：冷却循环水+外保温+入模温度控制高抗裂混凝土+内降外保的技术方案，辅以入模温度、分层厚度调控，降低砼开裂风险50%以上，且风险

7、系数小于1.0C50实心过渡段工程应用裂缝控制实施效果无可见温度裂缝产生含TRI无TRI最大温升45内外温差20关键技术协同调控：水化热调控+补偿收缩（钙镁复合）内降外保：冷却循环水+外保温+入模温度控制温降收缩降低50%以上工程应用无收缩混凝土钢管混凝土构件试验管内自密实混凝土测试龄期内无收缩管内C55砼应变监测结果马滩红水河特大桥、六景郁江特大桥、南京长江五桥等藏木大桥（在研）钢管混凝土拱桥、钢-混凝土组合索塔实桥混凝土全拱肋的超声波波速的合格率均为100%，未出现脱空现象，保障了钢管和混凝土协同工作六景郁江大桥典型截面超声波检测马滩红水河大桥典型截面超声波检测210天不收缩60天不收缩工程应用无收缩混凝土实桥技术实施效果桥梁混凝土裂缝控制智能化发展展望桥梁混凝土裂缝控制智能化发展展望抗裂性设计：荷载、非荷载裂缝控制一体化设计模拟协调优化可视施工思想施工技术设计意图设计方案材料：作用时间及大小调控，定向高效降低收缩塑性阶段硬化阶段龄期塑性收缩自收缩干燥收缩温降收缩蒸发抑制削弱温峰收缩