超长超宽现浇隧道新型裂缝控制技术及应用

以国内最长最宽的水下隧道太湖隧道为例，基于侧墙结构内部水化热及与底板的不同步收缩引起的高开裂风险问题，采用ABAQUS有限元仿真分析多场耦合作用下的侧墙结构温度及应力，提出针对性控裂措施并进行现场应用。研究表明：基于普通C40混凝土热力学参数结合现场实际，提出的分段长度20 m、浇筑间隔时间30 d工况下，隧道开裂风险系数为1.38;提出新型抗裂材料配制高抗裂性能混凝土即抑制水化热及补偿全过程收缩的机理，结合新老混凝土温度场自平衡系统以降低内表温差及利用补偿不同步浇筑结构结合面温差的机理，形成系统性高成效控裂措施，开裂风险大幅降低至控制系数0.7以内；综合现场入模温度控制和其他施工工艺，现场控裂效果良好，跟踪持续监测12个月，外观质量好，无有害裂缝产生。     

混合梁斜拉桥钢-混结合段混凝土的配制与性能研究

为满足混合梁斜拉桥钢-混结合段填充混凝土的自密实、低收缩和高韧性的特殊要求,以九江长江公路大桥为背景,制备C55普通自密实混凝土、微膨胀聚丙烯纤维自密实混凝土和微膨胀钢纤维自密实混凝土,对其工作性能、力学性能、弯曲韧性、塑性收缩开裂性能、限制膨胀率和抗氯离子渗透性进行试验研究.结果表明,与普通自密实混凝土相比,优选出的微膨胀钢纤维自密实混凝土不仅满足自密实工作性能的要求,而且显著提高了混凝土的弯拉强度、劈拉强度和弯曲韧性,大幅度提高了抑制塑性收缩开裂的能力,并具有一定的微膨胀特性,能满足钢-混结合段混凝土的特殊要求.     

沪通长江大桥主航道桥桥塔施工关键技术

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092 m的双塔钢桁梁斜拉桥,桥塔采用钻石形钢筋混凝土结构、高330 m,塔身采用C60自密实混凝土,单塔混凝土方量超过6万方(不含塔座)。28号墩桥塔采用先塔后梁方案施工;29号墩桥塔采用塔梁同步方案施工。在桥塔上塔柱施工中,通过添加粘度改性剂配制降粘混凝土,提高混凝土的可泵性,使混凝土顺利泵送至塔顶;在开裂风险较大的中塔柱下部区域,通过添加抗裂剂配制抗裂混凝土,提高混凝土的抗裂能力,减少混凝土开裂风险;上塔柱钢锚梁采用工厂化立式预制拼装、现场整体吊装方案施工,提高了安装精度和安装效率;29号墩塔梁同步施工时,采用全站仪天顶测距法和测距三角高程差分法相结合的办法进行桥塔高程控制,采用天顶投点法和塔顶控制点加密法相结合的办法进行塔柱平面控制,从而控制桥塔线形,解决了超高桥塔精密定位测量的难题。     

全预制轻型预应力UHPC薄壁盖梁抗剪性能试验

为解决桥梁装配式施工中传统混凝土盖梁自重过大、整体吊装困难的难题，提出全预制轻型部分预应力超高性能混凝土（Ultra-high-performance Concrete，UHPC）薄壁盖梁的设计方案。为研究UHPC薄壁盖梁的斜截面抗裂性能及抗剪承载力，完成1根相似比1：2的大比例UHPC薄壁盖梁共2次模型试验，获得模型从加载到破坏全过程的开裂和破坏荷载、裂缝和变形分布规律等关键试验结果；分析梁体应变、预应力、裂缝的分布规律，考虑UHPC的应变硬化特征，基于材料力学公式提出斜截面开裂剪力的理论计算方法，考虑UHPC结构裂缝分布和结构形状系数等，提出斜裂缝宽度的计算公式。按照不同规范对UHPC盖梁抗剪承载力进行计算对比，以法国UHPC规范为基础，对比分析UHPC基体、箍筋、钢纤维及纵筋销栓作用对结构抗剪承载能力的影响程度。研究结果表明：计算结果与模型的开裂剪力以及裂缝宽度吻合良好；各国规范均低估了UHPC结构的抗剪承载能力；提出的UHPC盖梁具有自重轻、施工快捷等特点，充分利用了UHPC的超高抗拉性能和应变硬化特征，具有优异的斜截面抗裂性能以及抗剪性能；建议取消弯起钢筋、适当增加预应力筋，浇筑UHPC时应增设抗浮措施等。研究成果可为UHPC盖梁的应用提供参考。     

基于直接拉伸试验的钢纤维混凝土损伤特性研究

结合DIC技术对预埋螺栓式钢纤维混凝土试件展开直接拉伸试验，研究了钢纤维体积掺量、钢纤维长度和钢纤维类型对钢纤维混凝土开裂模式、抗拉强度、峰值应变以及裂后延性的耦合影响规律。研究结果表明：钢纤维混凝土在直接拉伸过程中的开裂声响、裂缝形态及裂缝数目等特性受钢纤维掺量影响显著；掺入钢纤维后混凝土的抗拉强度、峰值应变及裂后延性均有不同程度增加；相较于铣削型钢纤维浇筑时易出现重叠和成团现象，端钩型钢纤维更易浇筑均匀及密实，与混凝土基体间形成更加紧密的黏结，拉伸后期端部弯钩的变形抵抗力提升了桥联作用，端钩型钢纤维对抗拉强度和裂后延性的提升表现较优越。结合DIC结果进一步揭示了钢纤维混凝土直接拉伸作用下的细观破坏机理，钢纤维混凝土拉伸破坏可以分解为4个阶段：Ⅰ弹性阶段、Ⅱ细观裂缝稳定扩展阶段、Ⅲ裂缝失稳扩展阶段、Ⅳ纤维拔出阶段。根据试验结果建立了综合考虑混凝土基体特性、钢纤维体积掺量、钢纤维长度及钢纤维类型影响的钢纤维混凝土应力-应变模型，在此基础上，引入拉伸损伤因子综合考虑抗拉强度、峰值应变以及裂后延性对钢纤维混凝土损伤发展特性的影响。     

高落差自密实混凝土防离析装置试验研究

张靖皋长江大桥南航道桥主塔直径3.6 m的钢管混凝土采用大节段浇筑工艺，管内C60自密实混凝土浇筑采用“导管+缓冲装置”。最大浇筑高度为43 m,混凝土易离析，浇筑质量控制难度大。设计了内置式与外置式两种防离析装置，通过对比试验分析了两种不同形式的防离析装置在混凝土浇筑质量上的控制效果，建议在大节段钢管混凝土浇筑工艺中采用3 m布置间距的内置式防离析装置，可大幅减小浇筑过程对混凝土工作性能的不利影响，保证混凝土浇筑质量。     

木寨岭公路隧道高弹模PVA合成纤维喷射混凝土抗裂技术研究与探讨

为提高初期支护混凝土的强度、密实性、韧性,保障施工安全,通过开展室内多组配合比的高弹模PVA 合成纤维混凝土硬化 收缩开裂性能试验测试进行试配,并成功应用于木寨岭公路隧道现场实际施工。在木寨岭公路隧道喷射混凝土施工中添加高弹模 PVA 合成纤维,使混凝土具有良好的抗裂、增韧性能,极限变形能力增大,混凝土的完整性提高,达到了减少初期支护混凝土产生裂 缝、控制开裂的效果。对高地应力大变形的隧道初期支护,在支护结构变形可控的条件下,抗裂性能显著,值得借鉴与推广。     

控制混凝土沉井开裂的施工控制关键技术研究

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔钢桁梁斜拉桥,桥塔墩采用86.9 m(长)×58.7m(宽)×105m(高)的沉井基础,针对超长超宽混凝土沉井易发生早期裂纹的情况,研究控制混凝土沉井开裂的施工关键技术。考虑造成混凝土沉井开裂的因素——混凝土水化热、混凝土收缩、温度梯度,确定采用分节分块浇筑混凝土、设置后浇段以及局部抗裂钢筋相结合的裂纹控制措施。在上游段设置后浇段+增设抗裂钢筋、留2处不设置后浇段的措施,中间段设置后浇段、不设抗裂钢筋的措施,下游段设置后浇段+增设抗裂钢筋,并布置测量元件监测结构应变和应力。结果证明,设置抗裂钢筋使混凝土收缩应力沿钢筋轴向均匀分布,避免在截断处出现应力集中,设置后浇段可使后浇段两侧一定范围的混凝土自由变形,释放混凝土收缩产生的拉应力,提高了混凝土的抗裂性能,避免了混凝土沉井出现裂纹。     

斜拉桥钢-UHPC组合桥面分次浇筑接缝抗裂性能

因较好解决了钢桥面疲劳开裂和沥青铺装层易破损问题，钢-UHPC (Ultra-high Performance Concrete,超高性能混凝土)轻型组合桥面在新建斜拉桥中逐步推广；然而，宽幅钢-UHPC轻型组合桥面不可避免地涉及分次浇筑，接缝处钢纤维拉接作用失效，导致接缝抗裂强度显著下降。为了有效降低分次浇筑接缝处UHPC桥面与铺装层的病害风险，开展了多型UHPC接缝的抗裂性能试验与对比分析。采用多尺度有限元仿真分析斜拉桥的全过程受力状态，计算识别出宽幅钢-UHPC桥面在施工和运营阶段的高拉应力区域，据此制定了斜拉桥UHPC分次浇筑接缝的设置原则。设计了五型UHPC分次浇筑接缝供工程比选，包括加粗钢筋接缝、斜向接缝、锯齿接缝、矩形接缝和异形钢板接缝；含对照组，共制作了7组UHPC接缝试件开展直拉试验，根据测试得到的最大裂缝宽度-应力曲线进行了UHPC分次浇筑接缝的抗裂性能对比分析。分析表明：斜拉桥施工阶段的UHPC层高开裂风险区明显不同于运营阶段，施工体系转换将使得最大拉应力峰值达7.543 MPa,超过了传统凿毛接缝的初裂名义应力。试验表明：与整体浇筑试件相比，传统凿毛接缝抗裂性能...     

养护方式对宁波通途路综合管廊混凝土抗裂性能的影响

为提高综合管廊混凝土的抗裂性能，开展椭圆环法及实体模型试验，对胶砂或混凝土初始开裂时间、裂缝宽度、总开裂面积进行统计与分析，以研究减缩剂养护、混凝土养护剂养护和土工布养护3种养护方式对综合管廊混凝土抗裂性能的影响。由试验结果得出： 1）减缩剂养护使混凝土初始开裂时间相比土工布养护推迟了约6.65%，裂缝宽度降低了约70.67%； 养护剂养护下混凝土初始开裂时间相比土工布养护提前了约0.77%，裂缝宽度增加了约11.20%。2）减缩剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护减少了46.97%；养护剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护增加了约7.15%。研究表明: 减缩剂养护可以明显改善综合管廊混凝土的抗裂性能，而当混凝土养护剂养护方法不当时对提高混凝土抗裂性能的效果不明显。     

京沈客专望京隧道超深竖井施工技术革新

针对京沈客专望京隧道2号竖井施工中68 m深的地下连续墙在富含承压水且以粉细砂层为主的软弱地层中成槽难、垂直度控制难、42 m深的基坑安全与主体结构质量控制难等问题,提出对超深地下连续墙创新采用双拼工字钢接头柱、基坑上半部采用钢支撑替代混凝土支撑、基坑下半部环框梁与混凝土内支撑逆作、环框梁和腰梁合二为一、改进接头防水方式、改变竖井主体结构施工工艺等多项技术革新。得出主要结论如下： 1)在地下水丰富的软弱地层中,采用双拼工字钢接头柱可以显著提高超深地下连续墙的垂直度,减少接缝渗漏水现象; 2）通过优化超深竖井内部支撑体系和主体结构的施工顺序,并且将临时支撑结构和永久结构合二为一,可以显著加快施工进度、提高施工安全、节省施工成本。     

襄阳东西轴线项目沉管预制局部块体试验研究

襄阳市东西轴线项目沉管预制采用节段整体式全断面顺浇法，具有高强度、大断面、大体积的特点，管节控裂难度较大。为验证混凝土配合比、施工工艺以及裂缝控制措施的可行性及可靠性，采用Midas FEA软件，进行沉管管节在设计工况下的水化热温度应力数值仿真模拟计算，分析管节浇筑过程中混凝土内部温度及应力变化情况。数值仿真结果表明，管节连接处抗裂安全系数较低。进而选取理论开裂风险最高的边墙倒角位置和施工难度最高的中隔墙倒角位置进行模型试验，实际模拟钢筋及预埋件施工工序，全面检验原材料、配合比和混凝土施工性能的可靠性，并布设智能温度监测系统。通过局部块体试验，合理优化钢筋及预埋件的结构形式和安装工序，验证混凝土性能并优选施工配合比；同时，通过提出的原材料温控标准对模型试验进行温度智能监测数据分析。     

盖挖逆作地铁车站施工关键工艺改进探析

为解决盖挖逆作车站施工中地下连续墙的预埋接驳器偏位破损、结构板采用地模施工时混凝土表观质量差、侧墙采用满堂架或斜撑架施工时混凝土浇筑质量难保证、水平施工缝处理不到位混凝土浇筑不密实、侧墙拆模过早保温保湿养护不到位极易渗漏水等问题,在深圳地铁9号线向西村站施工中对盖挖逆作关键工艺改进探析,总结出如下结论 ： 1）采用角钢及封盖板对地下连续墙预埋接驳器进行精确定位及保护,有效提高了接驳器的使用率; 2）结构板采用矮支模体系,混凝土表观质量好; 3）侧墙采用可移动式单侧支模体系,施工便捷、混凝土浇筑质量有保证; 4）改进侧墙与顶板接缝处理方式,提高了接缝防水质量; 5）侧墙采用双层模板带模养护,有效保证了侧墙混凝土养护条件及防水质量。     

浅谈预应力混凝土连续刚构挂篮设计及施工工艺

石马河特大桥主桥上部结构为四跨预应力混凝土连续刚构。该文介绍了该大桥主桥悬臂梁段挂篮悬浇施工工艺的详细计算分析和研究。通过实践得出该设计的挂篮悬浇混凝土施工对于石马河特大桥这样的混凝土连续钢构桥来讲是合理的,对实际施工方案的研究设计具有一定的指导意义。     

圆形竖井钢波纹板-模袋混凝土支护结构现场试验研究

为解决喷射混凝土工作环境差、能耗高以及施工中跑浆、漏浆等问题，提出钢波纹板结合模袋混凝土的新型支护方案。依托圆形竖井，采用倒挂井壁逆作施工法展开现场试验，分析灌注压力的变化规律及其影响。结果表明: 1）模袋混凝土可充填开挖面与钢波纹板之间的构造间隙及预留空间，与钢波纹板形成具有一定强度和刚度的组合结构，能够维持开挖面稳定、抵抗开挖面变形，施工工艺具有可行性； 2）根据现场监测结果可知，在混凝土灌注过程中，模袋内混凝土流动性良好，能充分填充模袋，注满后，灌注压力逐渐消散，且钢波纹板产生的环向应变很小，支护结构在工作状态下均匀受力； 3）试验选用的土工布均具有透气、透水、不透浆的特性，能有效解决喷射混凝土施工存在的跑浆、漏浆等问题，但材料特性和加工性能略有差异； 4）钢波纹板与模袋混凝土结合形成的新型支护结构，为隧道等地下工程支护技术提供了新思路，具有重要意义。     

铁路隧道衬砌施工工装工艺及信息化技术试验研究

针对当前铁路隧道衬砌存在的拱顶脱空、施工缝处空鼓、混凝土开裂掉块、渗漏水等质量缺陷，对缺陷成因及工装工艺方面存在的不足进行简析。以张吉怀铁路吉首隧道为例，开展新型智能衬砌台车工装工艺及信息化技术研发和试验应用。提出分层自动浇筑、端头透明堵头板、拱顶斜孔浇筑、端头零搭接装置、加强型中埋式止水带等先进施工工装工艺。拱墙衬砌台车信息评估系统通过PLC智能集成台车浇筑状况、布料系统、拱顶自动振捣、拱顶空洞监测、端部搭接监测、侧部压力监测、液压系统、行走系统及衬砌数据报表，实现衬砌浇筑和质量控制实时可视化管控。通过现场试验和第三方检测验证，二次衬砌混凝土缺陷每250 m检测范围由31处减少至4处，混凝土强度提升约12%。     

单线隧道24 m仰拱栈桥施工技术研究

为了加快单线隧道施工进度,并确定24 m自行式液压栈桥施工流程和工艺,通过对24 m栈桥仰拱施工一次性浇筑、一次性浇筑24 m并加防裂网片、分区段12 m同步施工,3种施工方案进行分析,发现一次性浇筑及增加防裂筋施工工艺会出现仰拱断面开裂,分区段12 m同步浇筑既保证仰拱断面无裂纹,也加快了施工进度。文中同时提出多工作面施工理念,合理加快施工进度;通过微创微改在配套的矮边墙模板上焊接定位卡、堵头板采用钢木混合安装,反坡排水;安装移动水箱和预留水沟槽等工艺。     

淮南线涵洞病害产生原因与整治措施

通过对涵洞病害的分析,针对淮南线圆涵下沉错牙,盖板涵边墙开裂、外鼓、混凝土圈梁断裂等几种病害形式,从设计、施工及运营剖析病害的成因,采取拆除重建、内套无缝钢管和槽钢骨架等整治措施,消除了设备隐患,确保运输安全。     

酉水大桥引桥T梁制、架和主桥悬灌同时施工的工艺研究

以湖南省张花高速酉水河大桥4 ×40 ＋80＋ 145 ＋80 m预应力混凝土连续T梁和斜高墩大跨径预应力混凝土连续梁桥桥为工程背景,引桥40mT梁和主桥18个悬臂节块同时施工,引桥40mT梁制、架先于主桥完工,根据酉水大桥4#交接墩墩身高度达57 m、直线段长度为6.5m及直线段混凝土方量为106.85 m3等特点,在架设完成的40 m T梁上布置贝雷片吊架作为施工4#交接墩边跨直线段的主要施工设备,直线段施工完成后边跨进行合龙,简述吊架构造,介绍边跨现浇段吊架施工工艺和边跨合龙张拉等关键工序,对同类桥梁加快工程施工进度和节约投资有重要指导意义.     

大体积混凝土配比设计与综合温差控制技术

通过对大体积混凝土配合比设计及温差控制技术的研究与实践,认为大体积混凝土的性能应由绝热温升、强度、工作性、耐久性四项指标综合衡量;在温差控制中,应充分利用补偿收缩混凝土的温度补偿效应,并准确计算相关参数基本与实际相近;在实际施工中提出混凝土浇筑放热后注意开裂危险期,并严格监控温差变化。