[00111420]大跨径桥梁高性能混凝土质量控制标准研究

与普通桥梁相比,由于特殊的结构特征,大跨径桥梁结构承受的弯拉荷载、弯压荷载、动荷载等均有量级的增大,目前大跨径桥梁混凝土质量控制存在以下缺陷： （1）现有质量控制规范难以反应大跨径桥梁结构混凝土特点,针对性不足; （2）施工过程质量控制不足; （3）耐久性的检测和评价指标严重不足,缺少科学的体系; （4）结构混凝土质量评估方法并不完善,现有的质量控制规范中还以同条件的试块强度、回弹值为指标予以控制,还是以工作性和强度为主控指标,对耐久性的检测考虑不足。 因此,广泛收集中外结构混凝土的质量控制规范、规程和相关研究成果,并结合大跨径桥梁结构混凝土常见质量病害问题分析研究的成果,吸取先进的质量控制技术,建立符合我省大跨径桥梁梁高性能结构混凝土的实际情况的质量控制标准,是摆在桥梁建设者们面前一个紧迫和重要的任务,也将为我国的桥梁建设技术进一步发展奠定基础,值得进行深入的研究。 本项目将在国内外已有的高性能结构混凝土质量控制标准和相关文献资料的基础上,借鉴国内外桥梁的施工、质量管理控制经验,结合江苏省境内大跨径桥梁的特点,系统研究大跨径桥梁质量控制技术,并将之制度化、规范化,编制《大跨径桥梁高性能结构混凝土质量控制标准》,通过在依托工程结构混凝土施工过程中的应用,使之在实际的桥梁施工过程中,具有较强的可操作性和可行性,并争取在后续将其向全国推广。 研究内容主要包括以下四个方面： 1、针对大跨径梁中所使用的不同结构部位混凝土,从质量控制的技术层面,分析其中由于控制技术不足、手段较为落后或现有标准的不完善而可能产生的质量问题、并分析其可能产生的原因。 针对混凝土整个服役期,将混凝土分为三个阶段： （1）塑性状态阶段（混凝土终凝前）; （2）硬化阶段（终凝至28天或开始服役前）; （3）服役阶段。 分析不同阶段常见质量控制不足现象产生的形式、原因,并有针对性的提出质量控制手段和方法。 通过对工作性能、耐久性能、力学性能、外观质量、经济性能等诸多方面,收集整理关于大跨径桥梁中所使用的各类水下不分散混凝土、大流动度混凝土、大体积混凝土等等类型的高性能混凝土的质量控制不足的现象,为后续研究工作打好坚实的基础。 2、现场混凝土表层致密性的质量评估方法的研究 大跨径桥梁用高性能混凝土强度均在C30以上（少量情况下封底混凝土有低于C30以下）,传统的水渗法测定表层致密性能已经失效。从有害物质主体来说,大跨径桥梁水中环境应以有害离子（如Cl-）的侵入为主;大气环境下则是CO2等有害气体,因此表征大跨径桥梁结构混凝土表层致密性能的指标主要有两个： （1）氯离子扩散系数。通过测定表层抵抗有害离子侵入的能力,表征高性能结构混凝土表层致密性能。 （2）碳化深度。碳化的现象是由于空气中CO2的渗入造成,因此碳化深度的高低在一定程度上反应出混凝土对有害气体侵入的抵抗能力,可作为高性能混凝土表层致密性的表征指标。 因此,本项研究中,针对现场混凝土质量评估方法的不足,从经济实用且易于实施的原则出发,提出混凝土表层致密性的质量评估方法。 3、大跨径桥梁结构混凝土质量控制标准研究与编制 在国内外结构混凝土质量控制规范和相关研究成果调研和分析研究的基础上,结合现行的混凝土质量控制规范,形成《大跨径桥梁高性能结构混凝土质量控制标准》,并发给具有丰富质量控制经验的管理、施工、监理等单位,根据反馈情况进一步完善该质量控制标准。 规范拟包括以下三个方面： （1）桥梁结构分为下部结构和上部结构两个部分： 1)下部结构的水下不分散混凝土、大流动性混凝土等; 2)上部结构的低热混凝土、泵送混凝土等。根据不同结构部位的特点,比如深大桩基础必须采用自流平混凝土已解决无法振捣的困难;承台大体积混凝土必须减小水化热和增大体积稳定性;桥墩水位变动区除强度外,对于抵抗干湿循环能力也有较高要求;箱梁高抗裂特性等,提出相应的大跨径桥梁结构用混凝土原材料、配合比设计要求,原材料方面,包括水泥、集料、矿物掺合料、化学外加剂等。 （2）施工过程质量控制标准,主要包括现场配合比的设计和调整;浇注及密实;拆模;、养护;不同气候条件下的施工,如夏季、冬季施工等。如在泰州大桥施工阶段,课题组将对计量设备的准确性、含水率测定频率进行分析和改进,以提高配合比的符合性;通过对运输（罐车、泵送）后拌和物泌水性或压力泌水试验以及布料点的分布情况考察以提高拌和物均匀性;制定垫块间距和布置方法、浇筑前保护层厚度检测、浇筑后保护层厚度测定以满足构造工艺; （3）现场质量控制评价标准,主要包括裂缝宽度;强度及其均匀性（包括试验室试块强度和现场回弹强度）;钢筋保护层厚度符合性与均匀性;现场混凝土服役前的表面致密性等。 4、依托工程应用研究 通过将《大跨径桥梁高性能混凝土质量控制标准》在苏通大桥、崇启大桥、泰州大桥高性能混凝土设计施工过程中的应用,不断吸取好的成功经验,对其他类似工程施工质量控制也具有较大的借鉴意义,有着较好的推广前景和工程价值。 （1）提出了基于混凝土耐久性保障的材料选型、配合比设计、施工和质量评估等方面的控制指标,建立了适用于大跨径桥梁混凝土质量控制体系; （2）首次将混凝土氯离子扩散系数permit检测方法用于工程实际,并提出将permit检测法结合碳化深度检测作为大跨径桥梁混凝土耐久性现场评估方法,具有创新意义; （3）提出了大跨径桥梁高性能混凝土质量控制成套技术,编制了《大跨径桥梁高性能混凝土质量控制标准》。 大跨径桥梁高性能混凝土质量控制标准实现了苏通大桥、崇启大桥、泰州大桥高性能混凝土设计施工过程中应用,取得了良好的社会经济效益,对其他类似工程施工质量控制也具有较大的借鉴意义,有着较好的推广前景和工程价值。