重庆菜园坝长江大桥丫型刚构高性能混凝土应用研究

摘要:针对菜园坝长江大桥Y型刚构c60混凝土设计要求、施工特点，简述了C60高性能混凝土的设计思路、技术途径、配合比优化试验、长期耐久性试验研究及施工应用情况。

关键词:菜园坝长江大桥;Y型刚构;c60高性能混凝土

中图分类号:Tu44829 文献标识码:A 文章编号:1671一9107(2007)04－0015－3

1工程概况

重庆菜园坝长江大桥采用中承式钢箱系杆拱桥方案，大桥主跨420m，设计新颖独特。其中主墩上部的丫型刚构设计为C60预应力钢筋混凝土结构，刚构水平投影长度约160m，垂直高约48m洲型刚构一侧斜腿顶端断面宽3.6m，高5.Zm，另一侧斜腿顶端断面宽3.6m，高4.0m。

刚构主墩和斜腿固结，上顶截面为5.86mx12m，底截面为gmx14m。在斜腿和主墩交接处设置横梁将上下游丫型刚构连接，横梁截面为六边形，高6m，上宽6m，下宽3m。另外在上下游相邻丫构斜腿中、上部均设4mxsm矩型横梁。整个丫型刚构系统混凝土量约2.2万m“，采用商品混凝土。

2混凝土技术控制重点和难点

独特的预应力钢筋混凝土丫型刚构设计对混凝土的施工水平和质量控制是巨大的考验，其施工难度、施工的时间跨度在国内外桥梁建设中均属少见，相应对耐久性能提 出 了 更高的要求。其主要技术控制重点和难点有:混凝土工作性控制 :丫型刚构的施工期预计2年，重庆夏季持 久400c的高温，冬季多雨严寒，加之主城区经常性堵 车 ， 特别是北岸近千米长距离泵送作业，要求采取可靠措施保证混凝土拌合物坍落度经时损失小，工作性保持好，不泌水、不离析，且质量持续稳定。

水化热的控制 :丫型刚构最小截面尺寸也达3mx4m ，为特大体积高强混凝土，解决既保证强度又尽可能减少水泥用量以最大程度降低水化热，预防温度梯度过大对结构的质量影响是技术控制的重点。

耐久性控制:本工程设计使用寿命100年，远高于一般混凝土结构使用要求。鉴于目前国内外尚未建立高性能混凝土耐久性评估体系和标准，无法根据原材料质量、配合比和施工条件准确预测混凝土的耐久性，因此，根据国内外有关高性能混凝土研究应用成果，采取有效技术措施，提高丫型刚构混凝土的耐久性，是本研究应用的重点。

混凝土体积稳定性控制丫型刚构C60以昆凝土体积稳定性对于菜园坝长江大桥整体结构的施工控制和安全使用至关重要。如何合理选择原材料、控制好相关指标，有效处理强度、施工工作性能和混凝土体积稳定性、耐久性之间的矛盾是混凝土配合比设计重点考虑的技术问题。

3主要技术措施及配合比优化设计

根据国内外高强高性能混凝土研究应用成果和相关技术标准、规范要求，综合考虑该工程的特点，确定采取的混凝土配制技术途径是:优质普通硅酸盐水泥+优质骨料十高效减水剂+高活性矿物掺合料。

3.1 主 要 技术措施

控制水胶比确定混凝土的水胶比控制目标(W/B)为0.32~0.35;控制 水 泥 用量和胶凝材料总量:在保证配制强度条件下，为降低水化热，减少混凝土收缩、徐变，水泥用量控制在380kg/m3一430kg/m3，胶凝材料总量控制在490kg/m3一550kg/m3;使用 与 水 泥适应性好的缓凝型高效减水剂;使用 磨 细 矿渣及硅灰掺合料。

3.2 C60混凝土配合比优化设计

为保证混凝土配合比的合理性、经济性和技术可靠性，在本项目实施前，项目组进行了相关调研，有针对性地提出材料性能控制目标，并选取目前重庆市场质量业绩良好的原材料进行系统对比试验，包括不同厂家生产的42.5、52.5级普通水泥，特细砂，石灰石质机制砂，简阳天然中砂，岳阳中砂，石灰石碎石，硅灰，595级磨细矿渣，蔡系及氨基高效减水剂，聚丙烯纤维等。通过近百组系统对比试验和优化验证试验，确定原材料品种和丫型刚构C60混凝土基本的配合比。

3.3 C60混凝土配合比确定

3.3 .1 原材料确定

水泥:重庆拉法基42.5级普通硅酸盐水泥见表3.1。细 骨料 :简阳中砂。见表3.2。

粗骨料 : 产于重庆中梁山，smm一25mm石灰岩碎石。见表3.30外加 剂 : 氨基+奈系复配高效减水剂，江北特种建材厂生产。见表3.4.矿物 掺 合 料:采用环亚建材公司的磨细矿渣粉和贵州铁含金厂生产的硅灰。见表3.5、3.60

3.3 .2 基本配合比基本配合比见表3.7。由于混凝土施工时间跨度较长，为确保混凝土工作性，仍需根据季节、环境、材料等因素及时调整。

4C 60高性能混凝土物理力学性能和长期耐久性能

2004 年8月，对现场浇筑的混凝土进行取样，系统测试其物理力学及长期耐久性能。试件制作、养护及试验按相关国家标准规范进行。

4.1 物理力学性能:C60混凝土拌合物工作性见表4.1，力学性能见表4.2。

4.2 混凝土抗渗透性能混凝土抗渗透性能间接反映了耐久性，本项目研究测试了混凝土的抗渗水性能和抗氯离子渗透性能，前者按GBJ82一85标准进行，后者参照美国标准SATMC120Z标准规定进行。测试结果见表43。

4.3 混凝土耐酸性能:由于我国尚未制定评定混凝土耐酸性的统一试验方法。本试验根据相关研究并参照国内外有关

标准，选择质量浓度为2%硫酸溶液作酸性腐蚀介质，以一定腐蚀龄期混凝土试样的质量损失和强度损失表征混凝土的抗酸性。测试结果见表4.40

4.4 混凝土收缩性能测试结果见表4.50

从测试数据看，3d~28d内，混凝土收缩随龄期呈快速增长，而后收缩随龄期延长而缓慢增长并趋于稳定。根据国内外有关高强混凝土收缩试验结果，菜园坝长江大桥丫型刚构C60混凝土收缩水平相对较低。

4.5 混凝土徐变性能:结合工程施工状况，分别测试了6d、28d、g0d加载的混凝土徐变性能，结果见表4.60表4.6C60混凝土的徐变性能5C 60高性能混凝土在丫型刚构施工应用情况

丫型刚 构 C60高性能混凝土由永固新型建材公司供应，施工为中铁大桥局。混凝土的浇筑从204年7月份开始，到2006年9月浇筑完成，历时两年多。受施工条件限制，其中北岸入泵位置距浇筑点近千米，为确保泵送的连续性和浇筑质量，采取两级泵送方案，中继泵设置在距北岸500m处。由于参建各方

在质量预控和管理上的密切配合，两年来，混凝土施工较顺利，入模坍落度一般控制在士20mm内，混凝土拌合物工作性稳定，未出现泌水、离析、分层堵管等现象。

施工过程中共抽取C60混凝土出厂检验和交货检验试件576组，分别按丫型刚构墩位，并按季节划分验收批进行强度评定，评定全部合格。表5.1列出了强度综合评定结果。从评定数据可以表明丫型刚构C6以昆凝土达到了设计预控的目标，混凝土强度稳定，离散性不大，质量控制良好。

6结论

针对菜园坝长江大桥丫型刚构设计和施工要求，结合重庆地方原材料特点和环境条件，提出的高强高性能混凝土采用42.5普通水泥+石灰岩碎石十硅灰+矿渣微粉十高效外加剂配制技术途径合理，符合现行相关标准规范的技术要求。

通过系统试验研究，确定的C60高性能混凝土所用原材料和配合比完全满足设计和施工要求。商品混凝土供应站生产试验与施工现场试验结果基本一致，混凝土工作性能良好，强度稳定，离散性较小，表明所确定的配比设计正确、适用、可舀释。

通过对施工过程中抽样测试，丫型刚构C60混凝土的物理力学性、长期耐久性、体积稳定性、耐腐蚀性测试数据符合设计和相关规范标准的要求，具备了高性能混凝土的基本特性— 良好的工作性和优良的耐久性。

结合工程实践针对重点难点开展的高性生能混凝土应用研究获得很好成效，取得的经验和技术数据，对其它混凝土工程都具有重要借鉴和一定价值。