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摘要：結(jié)合虎門大橋懸索橋工程，介紹了錨碇的結(jié)構(gòu)組成，包括基礎(chǔ)、錨體、錨碇鋼框架，主要從結(jié)構(gòu)優(yōu)化、混凝土材料、施工溫度控制三個層面對錨碇大體積混凝土防裂施工工藝展開探討，并提出施工要點，以保證工程的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：懸索橋；錨碇；大體積混凝土；防裂

1工程概況

虎門大橋懸索橋主跨長888m，橋面凈寬30m，雙向六車道。橋下通航凈空寬300m、高60m，主纜矢跨比為1/10.5，每側(cè)主纜含110根預制索股，主纜與加勁梁間采用平行豎直吊索。錨碇為重力式錨碇，具體含兩部分，其中東錨碇為明挖擴大基礎(chǔ)、西錨碇為地下連續(xù)墻基礎(chǔ)，錨體均為重力式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。該懸索橋的立面圖如圖1所示。

2錨碇的結(jié)構(gòu)組成

錨碇由基礎(chǔ)、錨體和錨碇鋼框架三部分組成。2.1基礎(chǔ)東錨碇基礎(chǔ)為明挖擴大基礎(chǔ)，西錨碇基礎(chǔ)為圓形地下連續(xù)墻構(gòu)造，連續(xù)墻內(nèi)經(jīng)土石方開挖作業(yè)后用20號混凝土填芯。從結(jié)構(gòu)尺寸的角度來看，具有錨體尺寸超過圓形連續(xù)墻的特點，因此，懸出部分在連續(xù)墻后部的上、下游處分別設(shè)3根鉆孔灌注樁，樁徑統(tǒng)一按1.2m控制。

2.2錨體

東錨碇錨體的結(jié)構(gòu)組成包含散索鞍墩、后錨塊、鞍部以及后錨塊連續(xù)墻。西錨碇的錨體為上下游相互獨立的結(jié)構(gòu)，以散索鞍墩、后錨塊、鞍部為核心組成，共同發(fā)揮受力作用。其中，散索鞍墩的關(guān)鍵作用是承受主纜徑向力，后錨塊則用于承受主纜索股拉力，鞍部設(shè)置在散索鞍與錨塊間，起聯(lián)系作用，可作為傳力結(jié)構(gòu)使用[1]。東、西兩部分錨體施工中，在散索鞍墩和后錨塊間的鞍部上方設(shè)側(cè)墻，墻體頂部鋪設(shè)預制板，通過各結(jié)構(gòu)的共同組合形成封閉錨室。

2.3錨碇鋼框架

以錨桿、錨梁、錨桿支架為主體結(jié)構(gòu)共同組成錨碇鋼框梁。主纜的110根預制索股布設(shè)在錨室內(nèi)，以放射狀散開，再錨固至外露的錨桿上。該連接采用了單束錨固和雙束錨固兩種連接方法。

3錨碇結(jié)構(gòu)優(yōu)化層面的防裂工藝

錨碇屬大體積混凝土結(jié)構(gòu)，在混凝土澆筑過程中受水泥水化熱的影響，內(nèi)部的溫度大幅度提升，外部溫度在空氣等自然環(huán)境作用下快速下降，隨混凝土澆筑進程的推進，內(nèi)外部溫差加大，由此產(chǎn)生裂縫，影響整體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。因此，在大體積混凝土施工中需采取有效的防裂措施。

3.1調(diào)整結(jié)構(gòu)

（1）條件允許時宜選擇深埋式結(jié)構(gòu)，在不影響結(jié)構(gòu)正常使用的前提下挖空非關(guān)鍵直接受力部分，并用回填土方壓重，以確保結(jié)構(gòu)受力的合理性。此外，在采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法后還有利于擴散散熱面積，避免熱量堆積。（2）以錨碇受力情況為立足點，采取特定強度等級的混凝土。其中，錨碇在主纜錨固體部分以C40為宜，其他基礎(chǔ)采用強度等級為C25的混凝土。

3.2確定合適的驗收齡期

錨碇施工過程中的受力條件復雜，其承受結(jié)構(gòu)重力以及因施工而形成的次內(nèi)力，且錨碇的受力具有逐步遞進的變化關(guān)系，在約4個月的主纜架設(shè)階段，錨碇受力尚未達到最終受力的30%。鑒于此情況，不再采取正常標準齡期（28d）的抗壓強度，而是60d齡期的抗壓強度，將其作為質(zhì)量驗收的關(guān)鍵依據(jù)，此時可以在一定程度上緩解混凝土的水化熱問題，進而增強防裂效果。

4混凝土材料優(yōu)化層面的防裂工藝

材料特性會對錨碇的施工質(zhì)量造成影響。在大體積混凝土施工中，宜優(yōu)先采用低水化熱的水泥，在保證整體強度的前提下?lián)饺脒m量粉煤灰，以減少水泥用量，從源頭上抑制水化熱[2]。此外，可摻入適量的外加劑用于改善混合料的性能。4.1原材料的選取（1）水泥。根據(jù)不同強度等級的混凝土選用相適應的水泥材料，C25混凝土生產(chǎn)中選用425號低熱礦渣硅酸鹽水泥，強度等級為C40時則調(diào)整為525號中熱硅酸鹽水泥。（2）粉煤灰。分情況考慮，C25、C40兩種混凝土的摻量分別為96kg/m3和102.5kg/m3。（3）細集料。細度模數(shù)控制在2.3～3.1，其中C25、C40兩類混凝土分別采用青砂、黃砂。此外，各類細集料均要同時滿足級配良好、質(zhì)地堅硬、潔凈干燥的基本要求。（4）粗集料。錨碇基礎(chǔ)部分，該處的C25混凝土生產(chǎn)中采用的粗集料為碎石，其他部分均為碎卵石；C40混凝土中粗集料選用5～40mm連續(xù)級配的碎石。（5）外加劑。外加劑可用于改善混凝土的性能，減少用水量，具體選擇的是緩凝型高效減水劑，摻量為0.7%。通過該材料的應用將混凝土的初凝時間穩(wěn)定在22～28h。此時可確保在上層混凝土澆筑時下層的混凝土未初凝，并且延緩混凝土內(nèi)部溫度峰值的發(fā)生時間。（6）拌和水采用流動江水或塘水。

4.2混凝土配合比

結(jié)合前述的分析確定錨碇混凝土的配合比，確保生產(chǎn)出的混凝土同時滿足低水化熱、高強度、緩凝、可泵性等多重優(yōu)勢。具體配合比如表1所示。

5施工溫度控制層面的防裂工藝

溫度控制是抑制大體積混凝土裂縫的關(guān)鍵途徑，溫度控制具有持續(xù)性。例如混凝土在生產(chǎn)、運輸、澆筑、養(yǎng)護等階段的溫度均應得到有效控制。

5.1遵循分塊、分層的施工原則

錨碇澆筑方量4.3×104m3，工作量較大，若采取一次施工的方法容易提高錨碇內(nèi)部混凝土的溫度。對此，采取分塊、分層的作業(yè)方法，共劃分為7塊，A塊、B塊、C塊的分層厚度分別為1.0～2.0m、1.5～2.33mm、1.5～3.33mm，后澆段兩側(cè)的分層基本一致。按照分塊、分層的方法，逐步完成各部分的混凝土澆筑作業(yè)，降低溫差。

5.2原材料溫度控制

澆筑是錨碇施工中的重點環(huán)節(jié)，澆筑溫度的控制水平將在很大程度上決定混凝土內(nèi)部是否有開裂的情況[3]。在控制混凝土澆筑溫度時需視現(xiàn)場條件而定。夏季高溫施工環(huán)境中，需冷卻拌和用水，對待使用的砂石料進行遮蓋處理，以免因陽光直射而導致溫度大幅度提高，可適當噴淋冷卻，要求水泥進場溫度不高于50℃。此外，在工期允許時盡可能安排在夜間和清晨兩個溫度較低的時段澆筑混凝土，此時也有利于控制混凝土的澆筑溫度。

5.3澆筑溫度的控制

混凝土開盤前，圍繞水泥、粉煤灰、砂、石、水展開溫度檢測，根據(jù)所得結(jié)果估算澆筑溫度，作為施工中的控制依據(jù)。氣溫較低時溫度對混凝土澆筑施工的干擾較小，溫度控制措施更為簡單，但不宜在夜間澆筑，原因在于此時的環(huán)境溫度較低，容易出現(xiàn)錨碇混凝土凍傷的情況，從而影響施工質(zhì)量；氣溫較高時容易出現(xiàn)實際澆筑溫度超標的情況，此時宜安排在夜間等溫度較低的時段澆筑混凝土，例如在夜間20：00后開盤，次日8：00前澆筑。

5.4澆筑間歇期的控制

大體積混凝土采取分層澆筑的方法，在施工中嚴格控制各層澆筑間歇期，通常不超過8d，且只有在下層混凝土溫度峰值過后才可以覆蓋上層混凝土。受現(xiàn)場環(huán)境等因素的影響，部分情況下的層間間歇期偏長，需要在通過技術(shù)可行性論證后適當調(diào)整上層混凝土的層厚，同時對停歇的混凝土采取養(yǎng)護措施。例如覆蓋麻袋、適量灑水，使該部分混凝土的溫度和濕度均被穩(wěn)定在許可范圍內(nèi)。

6結(jié)語

在懸索橋施工中，錨碇為重點施工內(nèi)容，其屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，在施工中易因控制不當出現(xiàn)裂縫。本文結(jié)合工程實例，著重圍繞錨碇大體積混凝土施工期間的防裂工藝進行探討，主要包括原材料質(zhì)量控制、施工溫度控制等方面，希望研究內(nèi)容可為同類工程提供參考。

參考文獻：

[1]褚鳳龍，劉卓.大連星海灣跨海大橋錨碇錨體大體積混凝土溫控技術(shù)[J].公路交通科技（應用技術(shù)版），2017（6）：17-20.

[2]張暉.棋盤洲長江大橋北錨碇大體積混凝土溫控防裂技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2019（9）：82-87.

[3]劉曉濤，張志文.大體積混凝土水化熱溫度應力分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2017（7）：156-158，161.24

作者:陳林 單位:廣東虎門大橋有限公司