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。     

桥梁大体积承台混凝土的施工控制

该文以某斜拉桥承台大体积混凝土基础施工控制为例,从承台模板制作安装、钢筋及冷却水管施工、混凝土配合比设计和模拟试验、温控设计、防裂措施、混凝土浇筑等方面对大型桥梁大体积承台混凝土施工控制技术进行了分析和总结。     

斜拉桥下塔柱大体积混凝土温控研究

大体积混凝土由于其聚集的水化热高且混凝土散热困难,因此温度裂缝控制是大体积混凝土施工的关键。该文结合工程实例,依据温控标准,提出温度控制措施,通过Midas软件模拟大体积混凝土的温度场,分析混凝土浇筑、水管冷却及边界条件等因素对其温控的影响,并制定相应的温度监测方法以检验温控标准和措施效果。其数值分析与现场监测结果达到较好的吻合。     

大体积混凝土养护及温控施工方案研究

依托某大桥承台的大体积混凝土在10℃和20℃施工温度工况,对混凝土的内外温度及温差进行了计算,基于计算结果,给出了总体温控施工方案。结果表明:在10℃和20℃施工温度下,大体积混凝土施工内外温差均不大于25℃,采用合理厚度的泡沫板保温措施进行承台混凝土养护即可满足混凝土温控要求;建议采用安装冷却水管、埋设测温监控、控制混凝土浇筑和养护质量等方法来进行大体积混凝土的养护及温度控制。     

系统温控技术在桥梁大体积混凝土工程中的应用

大体积混凝土温度控制与防裂是一项系统工程,施工前和施工中的系列温控措施均对后期混凝土的内外温差和抗裂性能有重要影响,在设计和施工中必须制定合理的温控指标和采取严格的温控措施,将裂缝的生成和扩展控制到最小程度。该文以澧水大桥大体积混凝土工程为背景,通过优化混凝土配合比、原材料温度控制、有限元仿真计算、施工中的温度控制与监测、冷却降温等一系列具体温控措施的应用,有效地防控了温度裂缝的出现,为同类工程积累了经验。     

深中通道超宽钢壳混凝土沉管管节浇筑变形控制

深中通道沉管隧道是目前世界上单节管节最宽同时也是单个行车道孔最宽的公路沉管隧道,建设标准为双向八车道高速公路,部分超宽段甚至超过双向十车道,标准管节宽度为46 m,最宽管节的最大宽度达55.467 m。管节结构采用了在内外双层钢壳内填充高流动自密实混凝土的“三明治”复合结构形式,为此结构形式在中国的首次大规模应用。其管节预制精度要求高,在混凝土浇筑阶段的变形控制要求达毫米级。在混凝土浇筑过程中,为将管节内净空变形控制在10 mm以内,原设计要求在顶板浇筑过程中在管内行车道孔增设临时支撑杆措施。为此,应用精细三维有限元模拟管节的浇筑过程,考虑其三维力学效应及混凝土逐渐凝固后的承载能力,并结合混凝土浇筑布料设备的特点,寻求出满足变形验收条件和兼顾施工效率的最优浇筑顺序,并以此取消管内临时支撑杆措施的制约。最后,该浇筑顺序在首节管节E32(同时也是最宽管节)的浇筑预制中成功应用,实测结果与计算结果吻合,满足验收要求。该技术精准控制了管节浇筑阶段的变形,优化了管节预制和舾装的施工方案,取消了顶板浇筑过程的管内临时支撑杆措施,使每节管节内的一次舾装作业得以提前约1个月启动,并可与墙体和顶板浇筑作...     

深中通道钢壳沉管管节自密实混凝土智能化浇筑工艺

为解决深中通道钢壳混凝土沉管管节预制过程中混凝土性能控制难度大及管节浇筑参数控制严格等难题，节约人工成本和提高施工效率，针对深中通道沉管管节特定的结构型式，结合预制场选址条件，因地制宜地提出钢壳沉管自密实混凝土智能化浇筑工艺。该工艺在研制智能浇筑台车和折臂布料机的基础上联合“BIM+物联网+智能传感”的信息化和自动化技术，实施效果表明，钢壳沉管自密实混凝土智能化浇筑工艺减少了浇筑过程中人为因素引起的质量风险及机械伤害，有利于提高管节预制质量及降低施工安全风险。     

禹门口黄河公路大桥大体积混凝土温控技术

通过对大体积混凝土产生裂缝的原因进行分析,结合禹门口黄河公路大桥主桥施工现场的实际情况和以往多个大体积混凝土项目的施工经验,提出了优化混凝土配合比初凝时间、对混凝土表面进行保温养护、控制混凝土浇筑温度等一系列措施。在第一个承台分层浇筑过程中,合理布置冷却水管,埋设测温元件,对整个施工过程进行全面监控,并整理分析测量数据,反馈施工过程中存在的问题,及时调整温控措施并运用到第二个承台施工中,有效控制了禹门口黄河公路大桥主桥大体积承台混凝土有害裂缝的产生。     

沉管结构预制阶段裂缝控制参数影响分析

混凝土沉管隧道在越江和跨海工程中得到了较广的应用,预制方法从传统的干坞法预制发展为工厂法预制。沉管隧道的混凝土管节在工厂化预制阶段容易因温度梯度、收缩以及约束等原因出现危害性裂缝,影响沉管结构的正常使用和长期耐久性。采用数值仿真和试验研究相结合的方法,基于水化度方法建立了混凝土材料模型,综合考虑混凝土温度变形、自收缩和徐变等时变体积变形以及热-力学边界条件;针对沉管工厂化预制的各个阶段,对配合比、入模温度、养护环境温度、模板、拆模时间、养护时间以及保温养护措施等参数进行了对比分析;在温度场和应力场计算结果基础上,以开裂风险指数为主要判断依据,得到了沉管在预制过程中裂缝控制的关键影响因素。研究结果表明:工厂化预制沉管隧道混凝土管节的入模温度和养护温度是沉管结构预制各阶段的关键裂缝控制影响因素,两者之间的关系对沉管结构的裂缝控制有直接影响,入模温度较高时,可以通过提高养护温度来保证沉管开裂风险指数大于1.4。在冬季时,养护温度的提高使沉管有较好的保温效果,进而降低内外温差和开裂风险;但在夏季还需注意控制其内部最高温度。最后开展足尺节段温控试验,提出入模温度和养护温度的控制措施,并通过温度监测得到较高环境温度下的温度控制指标,以指导工厂化混凝土沉管预制阶段裂缝控制。     

非洲地区大体积混凝土施工研究

非洲地区基础工业差,优质混凝土原材料选择空间小,且混凝土单次浇筑方量大,强度等级高,施工环境恶劣,导致大体积混凝土温控难度大。为了降低大体积混凝土温控指标,避免出现温度应力裂缝,通过优化配合比设计,在混凝土结构物中布置循环冷却水管,取得了良好的效果,为非洲地区类似工程提供了借鉴。     

内河中游南昌红谷沉管隧道施工关键技术

南昌红谷隧道过江段采用沉管法施工,隧址位于赣江中游,流速和水位落差大。为解决两岸大型围堰填筑、异地双干坞管节预制、复杂河道水文条件下管节浮运、对接以及管节基础处理效果检测等方面存在的施工难题,采用“充砂长管袋+塑性混凝土墙+钢筋混凝土墙”的组合结构与堰内基坑钢管堵头桩“干割除”方法,实现围堰快速施工和防渗抗洪的要求;通过混凝土配合比设计、浇筑、养护、温控技术以及管节预制关键设备选型和大型钢模整体转场的施工方法确保管节制作的质量和速度;采用江河中大流速下管节浮运的专用装置、合理的管节拖轮浮运船舶编队方法和多功能GPS-RTK综合监测系统,确保超长距离管节浮运安全;采用可视化监测、水下探摸和管节接头水密控制技术,实现高水差下管节准确对接;采用冲击映像法和潜水员探摸相结合的方法,对沉管基础灌砂效果进行实时监测与综合评价。实践表明,红谷隧道施工形成的一系列新工艺与新技术,能有效解决施工中的难题、降低安全质量风险、缩短工期、节约成本,并对今后的沉管隧道工程具有借鉴意义和推动作用。     

空间立体冷却网对桥梁基础大体积混凝土温控效果研究

为了减少大体积混凝土分层,减少施工工序,控制施工时间,克服冷却管在厚度方向降温效果不显著的问题,提出一种采用埋设冷水管和预埋垂直钢管降温法相结合的空间立体冷却网来解决温控问题。依托实际工程,模拟无温控措施、布设冷却管和布设空间立体冷却网不同工况下一次性浇筑厚度为单层厚和双层厚的分层浇筑过程,结果表明在混凝土浇筑厚度较厚时采用空间立体冷却网进行温控,能够有效降低施工期的温度和温度应力,将该施工工艺与分层连续浇筑施工有效的结合起来,可以达到缩短工期的目的。     

海洋环境下大体积混凝土施工控制技术

为解决海洋环境下大体积混凝土开裂问题,通过对大体积混凝土开裂原因分析,制定了主通航孔桥承台大体积混凝土温控标准。根据温控标准,采取了原材料优选、优化混凝土配合比设计、缩短层间间歇期、降低混凝土入模温度、混凝土表面二次收面、冷却水管设计和聚苯板保温材料使用等方法,进行施工过程控制。监测结果表明混凝土各项温控指标均满足要求,未发现混凝土开裂现象,达到了混凝土防裂效果。     

芜湖长江公铁大桥3号墩盖板大体积混凝土防裂技术研究

芜湖长江公铁大桥主桥3号桥塔墩盖板混凝土设计方量13 285m~3,属于大体积混凝土。为防止盖板大体积混凝土施工过程中内部或表面产生有害温度裂缝,从混凝土原材料优选、配合比优化、温控计算以及现场温度裂缝控制等方面进行防裂控制研究。结果显示:优化试验后选出了符合要求的盖板原材料和C40混凝土配合比;根据盖板温度应力场仿真计算结果,结合相关规范要求制定了原材料、混凝土、保温保湿养护等的温控标准;通过在现场采取骨料遮阳、胶材筒喷淋等措施控制混凝土入模温度,布设冷却水管控制混凝土内部温度,采取仓面喷雾、顶面蓄水等措施进行保温保湿养护,达到了预期的温控效果。     

大型沉管隧道管节工厂化预制关键技术

基于大型沉管隧道的节段式管节设计施工理念,以厄勒海峡沉管隧道管节的工厂化制作为工程背景,对沉管隧道管节预制的一种新技术--工厂化预制技术的基本原理、场地布置、工艺流程以及工厂化预制所涉及的模板工艺、混凝土浇筑及管节顶推等关键技术点进行介绍。工程实践表明该方法具有占地少、经济环保、施工周期短、质量可靠性高、全天候施工等优点, 能大大提高管节的制作速度与质量,降低工程成本。     

钢壳沉管自密实混凝土浇筑质量控制

针对钢壳沉管自密实混凝土技术,从混凝土的质量控制指标、配合比设计及施工质量控制要点等进行探讨,以达到自密实混凝土浇筑质量控制的目的,确保深中通道钢壳沉管隧道管节预制质量,同时对钢壳沉管脱空检测及缺陷修补进行了探讨,为国内同类工程建设提供实践经验.     

沉管隧道管段侧墙水管冷却过程的仿真分析

该文对沉管隧道管段水管冷却过程进行了仿真分析.对于水管附近的区域采用一种能够较为精确刻画水管附近温度时空变化的子结构有限元来模拟,而对远离水管的区域采用常规单元模拟.对求解域建立了有限元方程并转换为状态方程形式,然后采用精细积分法进行求解.分析研究了有、无水管冷却作用下侧墙温度场时空分布的差异和冷却水流量、冷却高度对侧墙温度场时空分布的影响规律.研究证明,水管冷却对降低侧墙内外温差、最高温度和防止温度裂缝的产生作用显著,是一种重要的降温防裂措施.     

水化温升抑制剂在大体积混凝土中的应用

在传统大体积混凝土施工中采用冷却水管进行混凝土内部降温，达到內降外保的效果。采用混凝土水化热温升抑制剂，取消冷却水管，既可达到大体积混凝土温控要求，又可以减少冷却水管的投入。     

港珠澳大桥沉管预制自防水混凝土施工关键技术

港珠澳大桥沉管预制采用工厂法全断面浇筑工艺,每个预制节段混凝土方量约3 400m3,采用自防水混凝土结构,主体结构抗渗等级不小于P12。在超大断面混凝土浇筑的条件下,要实现沉管120a的使用寿命,就要求沉管具有良好的工作性,以及高抗裂、低渗透和耐久性。自防水混凝土的质量成为预制沉管成败的关键。文章结合港珠澳大桥沉管预制工程实践,提出混凝土配合比设计、温度控制、浇筑质量控制、养护质量控制等4大关键技术,可为同类工程提供参考。     

刘家峡悬索桥重力式锚碇施工温控设计及监测

通过对大体积混凝土施工现状的研究,总结了大体积混凝土裂缝的主要成因、施工过程中的温控指标、温控及防裂措施等.同时,参照设计建议、相关文献和规范,以及大量工程实例,经过温控计算,确定了刘家峡大桥锚碇大体积混凝土施工的温控方案,有效地控制了锚碇大体积混凝土的施工温度,各项温控指标均满足设计和相关规范的要求,锚碇整体施工质量良好,未出现贯穿性裂缝.通过刘家峡大桥锚碇大体积混凝土的施工实践,总结了大体积混凝土施工温度控制相关的结论及存在的问题,为类似工程施工提供了借鉴,同时指出了大体积混凝土温控研究的新方向.