摘要 為解決鋼混結(jié)合段混凝土澆筑密實(shí)問題，避免鋼混結(jié)合段混凝土脫空，文章通過優(yōu)化混凝土配合比，提高混凝土性能，使混凝土達(dá)到自密實(shí)的要求。同時(shí)，對(duì)混凝土進(jìn)行了模擬澆筑試驗(yàn)，對(duì)施工過程的控制及溫控措施進(jìn)行了總結(jié)，旨在為后續(xù)自密實(shí)混凝土在鋼混結(jié)合段的施工提供參考。

關(guān)鍵詞 鋼混結(jié)合段；混凝土；密實(shí)；性能；模擬試驗(yàn)

中圖分類號(hào) U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）20-0137-03

0 引言

隨著社會(huì)建筑行業(yè)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，越來越多的大型橋梁脫穎而出。結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土性能的要求越來越高，特別是某些結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)振搗的部位，自密實(shí)混凝土更加具有優(yōu)勢(shì)。該文結(jié)合高速鐵路斜拉橋鋼混結(jié)合段的施工部位，對(duì)C55自密實(shí)混凝土進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì)及施工控制，建立了混凝土結(jié)構(gòu)模型并進(jìn)行了對(duì)比研究，為后續(xù)自密實(shí)混凝土在鋼混結(jié)合段的應(yīng)用提供一定參考。

1 工程概述

漢巴南高速鐵路嘉陵江特大橋?yàn)楦叩退摶旖Y(jié)合斜拉橋，其中鋼混結(jié)合段采用梯形填充混凝土前后承壓板式鋼混接頭。整個(gè)結(jié)合段長14 m，包含3 m混凝土箱梁過渡段、2 m混凝土橫隔梁、4 m鋼混過渡段、5 m鋼箱梁過渡段共4部分。其中4 m鋼混過渡段采用梯形填充混凝土前后承壓板式鋼混接頭，通過將鋼混結(jié)合段鋼箱梁的頂板、底板、腹板與隔板和端承壓板之間圍封，組成鋼格室，在其內(nèi)填充混凝土，實(shí)現(xiàn)與混凝土箱梁頂板、底板和腹板的平順過渡。

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 配合比設(shè)計(jì)技術(shù)要求

該次鋼混結(jié)合段混凝土設(shè)計(jì)，采用C55微膨脹的自密實(shí)混凝土?；炷涟韬臀锏墓ぷ餍阅芤笕缦拢毫己玫牧鲃?dòng)性、微膨脹性、抗離析性和抗裂性，其要求如表1所示：

2.2 配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化

結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，在保持水膠比不變的情況下，考慮砂率和外加劑對(duì)混凝土性能的影響。

（1）不同砂率對(duì)SCC混凝土的性能影響

自密實(shí)混凝土作為鋼混結(jié)合段的填充結(jié)合物，其工作性能直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性。按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在水灰比不變的情況下，研究不同砂率對(duì)SCC混凝土的性能影響，其性能指標(biāo)如表2所示：

分析不同砂率對(duì)坍落度、擴(kuò)展度及強(qiáng)度的影響，其力學(xué)性能如圖1～3所示：

從圖1～3可知，在砂率為45%時(shí)，SCC混凝土工作性能最佳，其坍落度為245 mm，擴(kuò)展度為670 mm，28 d抗壓強(qiáng)度為63.8 MPa。當(dāng)砂率從41%升至45%時(shí)，拌和物的工作性能逐漸變好，這可能是由于砂含量的增加，導(dǎo)致混凝土中漿體更具潤滑作用，與骨料的摩擦力降低，混凝土的工作性能更好。砂率從45%升至48%時(shí)，由于砂含量過多地填充骨料與水泥的空隙，整體細(xì)骨料相對(duì)較多，不能形成飽滿的漿體，導(dǎo)致水泥、骨料、砂三者的黏結(jié)力減小，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土的工作性能降低。因此，只有采取合理的砂率，拌和的混凝土性能才能達(dá)到最佳[1]。

（2）不同外加劑摻量對(duì)SCC混凝土的性能影響

經(jīng)分析，適當(dāng)加入外加劑能夠有效改善混凝土的流動(dòng)性和可泵性，因此該次試驗(yàn)選擇上述編號(hào)3進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)比不同外加劑摻量對(duì)SCC混凝土的性能影響，其性能測(cè)試結(jié)果如圖4～6所示：

從圖4～6可以看出，外加劑含量為5.3 kg·m?3時(shí)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到最佳。外加劑過低時(shí)，改善混凝土效果并不明顯，導(dǎo)致坍落度和擴(kuò)展度并未得到改善，而外加劑過高時(shí)，混凝土流動(dòng)性太強(qiáng)，導(dǎo)致混凝土泌水或者離析，骨料分布不均勻，強(qiáng)度降低。因此，外加劑并非越多越好，只有加入適當(dāng)比例的外加劑，混凝土性能才能得到適當(dāng)提高[2]。

綜上，施工用配合比的選擇如表3所示：

3 施工應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)

由于鋼混結(jié)合段有較多的鋼格室，各種鋼筋、預(yù)應(yīng)力及剪力鍵等復(fù)雜分布，導(dǎo)致混凝土無法進(jìn)行振搗作業(yè)。為更好地驗(yàn)證該配合比是否具有適用性，專門進(jìn)行了施工工藝的對(duì)比試驗(yàn)。模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)為2 m（長）×2 m（寬）×3 m（高），其鋼筋分布模擬鋼混結(jié)合段。模型分兩層澆筑，一次性澆筑完成。第一層澆筑配合振搗，第二層澆筑不振搗，3 d后拆模進(jìn)行外觀質(zhì)量的對(duì)比及回彈檢測(cè)。

針對(duì)強(qiáng)度因素的對(duì)比，如圖7所示：

從試驗(yàn)結(jié)果來看，相對(duì)未振搗的自密實(shí)混凝土，振搗過后的自密實(shí)混UnbvlZ4tRjG+Ewf5LQBpgqoSlDuWy2Q5xx3Ly1OoX0Q=凝土強(qiáng)度隨著齡期稍有提升，但兩者差別不大，并且隨著齡期的越來越大，兩者強(qiáng)度基本趨于一致。因此，按照此次結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)結(jié)果來看，該配合比下的自密實(shí)混凝土在結(jié)構(gòu)確實(shí)存在不能振搗的情況下，其混凝土性能也能夠滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求[3]。

3.2 施工控制

（1）混凝土澆筑

如圖8所示，鋼混結(jié)合段頂部設(shè)置有混凝土澆筑孔，通過格室頂板設(shè)置澆筑孔，孔上焊接集料口，通過集料口處混凝土堆高產(chǎn)生的壓力，將混凝土填滿鋼格室并從出氣孔排除空氣。在澆筑過程中，宜采用手持平板式振動(dòng)器和插入式振搗器對(duì)結(jié)合部進(jìn)行振搗，對(duì)格室頂面應(yīng)結(jié)合人工插搗，以保證格室內(nèi)混凝土與頂板的密實(shí)結(jié)合。澆筑完成后，還需對(duì)后承壓板和格室頂板角隅處進(jìn)行輕輕敲擊，根據(jù)聲音的鈍脆判斷澆筑是否密實(shí)，澆筑不密實(shí)時(shí)宜進(jìn)行補(bǔ)灌[4]。

澆筑時(shí)應(yīng)對(duì)稱澆筑，澆筑順序?yàn)橄赂袷摇獌?nèi)腹板—外腹板—上格室。鋼格室內(nèi)的混凝土通過預(yù)留的混凝土澆筑孔下料，相鄰倉面的混凝土高差控制在30 cm左右，確保剪力鍵內(nèi)混凝土中的氣泡可以順利排出。

（2）溫控措施

該工程橋區(qū)的氣候?yàn)閬啛釒啙駶櫦撅L(fēng)氣候，澆筑時(shí)間宜在夜間進(jìn)行。根據(jù)前期試驗(yàn)配合比來看，齡期在3～7 d之間，強(qiáng)度變化較大，水化熱溫升快。鋼混結(jié)合段鋼格室較為密閉，散熱性能差，但仍需采取溫控措施控制SCC混凝土的內(nèi)部溫升，主要控制措施如下[5]：

控制混凝土入模溫度，降低原材料溫度，在拌和站蓄水池里加冰，適當(dāng)進(jìn)行冷卻水拌制，盡量控制水泥在攪拌機(jī)的入模溫度不大于60℃。

罐車在裝料前可使用冰塊對(duì)罐體進(jìn)行降溫，在運(yùn)輸過程中，適當(dāng)使用降溫水淋灑罐體。澆筑之前應(yīng)對(duì)整個(gè)鋼混結(jié)合段進(jìn)行淋水降溫處理，混凝土入模溫度應(yīng)在5～30℃之間。

（3）混凝土養(yǎng)護(hù)

SCC混凝土澆筑完成后，裸露在外的混凝土面應(yīng)及時(shí)覆蓋土工布進(jìn)行覆蓋濕潤養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。待混凝土澆筑表面與外界環(huán)境溫度溫差小于20℃時(shí)，即可拆除覆蓋的土工布[6]。

4 結(jié)束語

（1）通過對(duì)SCC混凝土進(jìn)行配合比優(yōu)化，選擇合適的砂率及外加劑測(cè)試混凝土性能，以保證在實(shí)際情況下，C55混凝土性能能夠更加優(yōu)化。

（2）因鋼混結(jié)合段部分的混凝土不能實(shí)現(xiàn)振搗，則通過對(duì)設(shè)計(jì)的施工配合比進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)，未振搗的混凝土相對(duì)振搗過后的混凝土外觀質(zhì)量基本無大缺陷，僅前期強(qiáng)度等級(jí)提升較為緩慢，但并不影響結(jié)構(gòu)混凝土的最終強(qiáng)度。

（3）加強(qiáng)對(duì)SCC混凝土的施工控制，包括混凝土的澆筑、溫控及養(yǎng)護(hù)等，能夠避免混凝土開裂。

參考文獻(xiàn)

[1]黃舜濤，王明義.C60自密實(shí)混凝土在潮州大橋工程的應(yīng)用研究[J].工程質(zhì)量，2023（8）：79-83.

[2]張利，張彥，唐博學(xué)，等.大榭第二大橋主橋主塔鋼混結(jié)合段施工關(guān)鍵技術(shù)[J].公路，2013（9）：317-320.

[3]王祥.自密實(shí)砼在鋼‐混結(jié)合梁中的施工與應(yīng)用[J].四川水泥，2018（5）：264+88.

[4]趙果，焦燏烽，梁斌，等.斜拉橋異形主塔鋼混結(jié)合段自密實(shí)混凝土配合比研究[J].混凝土，2016（8）：110-113.

[5]姜可，沈盧明.混合梁斜拉橋鋼—混結(jié)合段施工與質(zhì)量控制[J].山西建筑，2018（31）：152-153.

[6]李北星，馬立軍，田曉彬，等.鄂東長江公路大橋鋼混結(jié)合段自密實(shí)混凝土的配制及施工技術(shù)研究[J].公路，2011（3）：5-9.

收稿日期：2024-06-14

作者簡(jiǎn)介：虞偉（1986—），男，本科，高級(jí)工程師，目前從事道橋施工管理工作。