顶进施工法用钢筋混凝土拱涵的研制.pdf

2 0 1 6年第 3期 3月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C ONCRE T E AND CE MEN T P RODUC T S 2 0 1 6 No ． 3 Ma r c h 顶进施工法用钢筋混凝土拱涵的研制 朱 丽 ， 王庆喜 ， 赵 宝阁 ， 杨 海荣 ， 金作先 ， 王先进 ( 1 ． 辽宁衍水集团水工水泥制品有限公 司， 辽阳 1 1 1 0 0 0 ； 2 ． 辽宁衍水集团建筑设计研究所 ， 辽阳 1 1 1 0 0 0 ) 摘要 ： 探 讨 了城 市综合 管廊用 的几种顶进施工 法钢 筋混凝土拱涵 的断面形 式， 分析 了方形 、 圆形等混凝 土拱 涵 的优势 ， 设 计 了组合型钢 筋混凝 土圆拱 涵。该 涵体 制作 采用芯模振 动工艺 ， 局部采取加 固措施 ， 具有耐久性优 良、 劳动 生产率高、 现 场安 装方便、 顶进 力较 小等优 点。 关 键 词 ： 组 合 型 圆拱 涵 ； 顶 进 施 工 法 ； 芯 模 振 动 工 艺 ； 加 固措 施 ； 混 凝 土耐 久 性 Ab s t r a c t ：S e v e r a l k i n d s o f t h e c r o s s s e c t i o n f o r ms o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e a r c h c u l v e r t f o r u r b a n c o mp r e h e n s i v e u t i l i t v t u n n e l u s i n g j a c k i n g c o n s t r u c t i o n me t h o d a r e d i s c u s s e d ．B a s e d o n t h e a d v a n t a g e s o f s q u a r e a n d c i r c u l a r c o n c r e t e a r c h c u l v e rt ．a c o mb i n a t i o n t y p e c o n c r e t e c i r c u l ar arc h c u l v e r t i s d e s i g n e d ．T h e c o n c r e t e c i r c u l a r a r c h c u l v e rt a r e p r o d u c e d b y u s i n g c o r e mo u l d v i b r a t i o n t e c h n o l o g y a n d l o c al r e i n f o r c e me n t me a s u r e s a n d h a v e t h e a d v a n t a g e s o f e x c e l l e n t d u r a b i l i t y ， h i g h p r o d u c t i v i t y ， e a s y i n s t a l l a t i o n ， a n d t h e s m al l j a c k i n g f o r c e ． Ke y wo r d s ：Co mb i n a t i o n t y p e c o n c r e t e c i r c u l a r a rch c u l v e r t ； J a c k i n g c o n s t r u c t i o n me t h o d ；C o r e mo l 1 l d v i b r a t i o n t e c h n o l o g y ； Re i n f o rce me n t me a s u r e ； D u r abi l i t y o f c o n c r e t e 中图分类号 ： T U5 2 8 ． 7 9 文献标 识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 — 4 6 3 7 ( 2 0 1 6 ) 0 3 — 3 1 — 0 5 O前 言 随着我国城市地下综合管廊建设的全 面启动 ， 特别是预制箱涵产 品标准的制定 ，给设计单位 、 施 ． 工单位和生产企业提出了更高的要求 。 是商机也是 挑战。根据 G B 5 0 8 3 8 --2 0 1 5 { 城市综合管廊工程技 术 规范》 规定 ， 综合 管廊工程 的结构设计使用年 限 应 为 1 0 0年 。 标准 的提 高 。 相应 的施工 规范和验 收 规范更严 ， 对混凝土耐久性问题和涵体接 口提出了 更高的要求。虽然 目前全国在建 的或已建设完毕的 箱涵 ， 7 0 ％以上都是开槽施工 ， 但其涉及到地上建筑 拆迁 。 原有地下 管线被 破坏等一系列 问题 ， 直接和 间接经济损失较大。为此 ， 今后城市地下综合管廊 建设应 以非开挖技术为先 。与开槽施工相 比， 顶进 施工法对地面无破坏 ， 施工 占地面积小 ， 土方量少 ， 作业面积小 ， 不破坏原有管线 ， 不用拆迁 ， 且施工文 明 ， 深受用户好评。 1 顶进施工法用钢筋混凝土拱涵的设计 沈 阳浑南新区综合管廊二期工程使用 的 3 ． h n x 2 ． 9 mx 1 ． 5 m预制钢筋混凝土箱涵生产和施工时遇到 以下问题 ： 原设计 箱涵顶板未设抗裂筋 ． 造成顶板 开裂 ； 安 装过程 中 ， 地基垫 层误差 大 ， 对接 费工 费 时 ， 张拉预应力钢筋时 ， 若地 面不平 ， 造成箱涵底板 悬空 ； 回填土时 ， 不规范作业 ， 挖沟机和铲车碾压箱 涵等 。为此 ， 吸取经验教训 ， 为重新设计顶进施工法 用钢筋混凝土拱涵提供了借鉴和改进措施。考虑因 素如下 ： ①断面设计必须考虑小摩擦力 ， 减小设备 顶进力， 采用小型顶进设备较经济； ②钢筋骨架用 滚焊机焊接 ， 提高企业劳动生产率； ③拱涵受拉区 应设置抗裂筋 ； ④采用 C 5 0混凝土 ， 提高强度等级 ， 增加密实度； ⑤混凝土中加入碳纤维和低碱型膨胀 剂； ⑥必须考虑混凝土耐久性问题， 其中包括冻融、 碳化、 干缩、 碱骨料反应、 电通量、 徐变等； ⑦拱涵的 二次防水问题； ⑧接口形式； ⑨接口的二次防水； ⑩ 拱涵的连接形式。 1 ． 1 混凝土拱涵的断面设计 1 ． 1 ． 1 四种断面形式优缺点 比较 图 1 为钢筋混凝土拱涵 的四种断面形式。 ( 1 ) 方案一： ①空间合理 ， 断面利用率高； ②钢 筋骨架采用机械点焊 ， 生产效率高 ． 承 口方形钢圈 制作时易超差； ③矩形结构受力不合理， 钢筋用量 大； ④顶进时， 阻力大， 摩擦力大； ⑤掘进速度慢， 死 角多需多刀切土； ⑥注浆量大 ， 膨润土和速凝剂用 量大 ， 成本高。 ( 2 ) 方 案二 ： ① 方案二与方案 四优缺点基本相 同； ②与方案四相比， 增加一块底板， 增加成本； ③ 圆形钢筋骨架用滚焊机焊接 ， 生产率高； ④垫板下 一 3】一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 6年第 3期 混凝土与水泥制 品 总第 2 3 9期 丑 L L — ( a ) 方 案一 ( b ) 方案二 ( c ) 方案 三 图 1 钢筋混凝 土拱 涵断面形式 ( 单位 ： m i l 1 ) 可铺设管线 ， 合理利用空间； ⑤阻力小 ， 摩擦力最 小， 所以顶进力小； ⑥上顶部受力合理， 不易开裂。 ( 3 ) 方案三 ： ①方案三与方案四优缺点基本相 同； ②几何图形为椭圆， 空间大， 可分为两个仓； ③ 受力合理 ， 节约钢筋 ， 上顶部不开裂 ； ④ 中间有一道 防火墙 ， 存放易燃易爆天然气管线 ； ⑤防火墙每隔 一 段距离设置防火门， 便于检修 ； ⑥钢筋骨架和磨 具制作难度大 ． 生产率低 。 ( 4 ) 方案四 ： ①空间合理 ， 断面利用率适 中； ② 钢筋骨架 采用滚焊机 焊接 ， 生产率 高 ， 承 口钢板为 半圆形加工精度高； ③上半部圆形， 受力合理， 顶部 不易开裂 ； ④顶进时， 摩擦力小， 阻力小； ⑤圆拱断 面掘进速度快 ， 盾 构机所用刀片种类少 ； ⑥ 注浆量 少 ， 工程总成本低 。 1 ． 1 ． 2 不 同方案的净面积和混凝土对 比分析 经 比较 ， 综合方案一 和方案 四的优点 ， 设 计 出 方案五断面形式 ， 见图 2 。结合 图 2 、 图 3 ， 按照每 i n 计算 ， 得 出：方案一 的断面净 面积为 6 ． 2 m 2 ~． 混凝土 用量为 2 ． 8 3 m ； 方案五 的断面净面积为 6 ． 2 m 、 混凝 土 用量 为 2 ． 7 9 m 。 一 3 2一 ／ ／ ／ ／ ／ ， ／ ／ ， ／ ／ ． ／ 口 q 口 ／ 通风报警诮铆 ／ ／ 积明 照明 ／ ， a盈 ／ 莹 ／ 力 管 阿 ／ ， 置 口 a Z ccc ／ ．"．z-．x．-．x．．~ ．一Jt a c c = ／ ／ 钢架 ／ ／ ／ -／ ／ ／ ／ ， ／ ／ ， ／ ／7 ／ lL 5 Q 2 6 0 0 2 5 ’ 图 3 方案 一剖面图 ( 单位 ： ml l 1 ) 群— ( d ) 方案 四 对 比计算数据可知 ， 方案五的断面面积与方案 一 相同 ， 混凝 土用量少于方案一 ， 底板长度大 于方 案一 ， 便于布置大直径管线。并且受力合理 ， 钢筋用 量少 ， 制作 、 运输 、 安装、 顶进施工均优于方案一。 1 ． 2结构设计 经过对上述几种断面的计算和 比较 。 最终确定 采用上部拱形 断面 ，下部槽形 的断面形式( 方案 五 ) 。该断面形式具有利用空间大 、 受力合理 、 同等 面积所用材料少 ， 顶进力 降到最小 、 钢筋 骨架可采 用 机 械 化 焊 接 、生 产 效 率 高 等 优 点 。参 照 G B 5 0 0 1 0 --2 0 1 0 ( 混凝土结构设计 规范》 及 G B 5 0 0 O 9 — 2 0 1 2 { 建 筑结构荷载规范》 中有关 内容进行荷 载 收 集 和配筋计算 。结构构件正截 面的受力 裂缝为 二 级 ， 荷载按标准组合计算 ， 构件 受拉边缘混凝土拉 应力不得大于混凝土抗拉强度标准值 ． 设计和使 用 条 件 如下 ： ( 1 ) 适用 地质条 件 ， 拱 涵需坐 落在 原土 层上 ， ≥1 2 0 k P a ， 地质条件与设计不符时 ， 地基作相应处 理 ， 防止严重的不均匀沉降发生。 ( 2 ) 拱涵埋置深度 H= 6 m， 雪荷载和堆积荷载取 其一 。 ( 3 ) 地基 由黏性土、 砂土及碎石构成。 ( 4 ) 拱涵混凝土结构耐久性 ， 拱涵设计使用 寿 命 1 0 0年 ， 埋置在潮湿环境中 ， 处 于干湿交替 ， 水位 处于频繁变动状态 。混凝 土结 构的环境类别 为二 类。标准规定最大水胶 比不大于 O ． 5 ， 最低强度等级 C 3 0 ， 最大 C l 一 含量小于 0 ． 1 5 ％， 混凝土中最大碱含量 3 k ~m 3 ， 混凝土的抗渗等级不小于 P 6 。经初步设计 考虑到拱涵使用环境成本 、 强度 、 耐久性等因素 ， 由 P 6提高到 P 8 ， 混凝土强度等级 由 C 3 0提高到 C 5 0 。 混凝土配 比按 C 5 O抗 渗 、 抗裂混 凝土配制 ， 弹性模 量 E = 3 ． 4 5 x l 0 4 MP a ， 轴心抗压设计值f ~ = 2 3 ． 1 N ／ mm 2 。 ( 5 ) 钢筋可采用冷拔低碳钢丝、 冷轧带肋钢筋 、 热轧盘圆。 1 ． 2 ． 1 拱涵受力及弯矩图 ( 1 ) 拱 涵 受力 分析 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 朱丽 ， 王庆喜 ， 赵宝阁， 等 顶进施工法用钢筋混凝土拱涵的研制 拱涵 分为上下两部份 ， 分别制作后 ， 运输到施 工现场后拼装成一整体 ， 便于顶进施工。拱涵处于 工作状 态受力情况 ， 可视为铰联结 ， 可近似 的计算 圆拱、 槽形侧板和底板配筋面积。 受力示意图见图 4 。 工卫 图 4 混凝土拱涵 的受力示 意图( 单位 ： mm) ( 2 ) 荷载收集 基 于 G B 5 0 o 1 O 一2 0 1 0及 G B 5 0 0 6 9 ~2 0 0 2《 给 排水工程 构筑物结构设 计规范》 中有关系数 ， 可分 别求得荷载值。 ①圆拱主要受： 土垂直压力( G 1 ) 、 圆 拱 自重 ( G 2 ) 、拱上腔压力( G 3 ) 、地 面堆积荷载 ( G 4) 、 土的侧压力( G 5 ) ， 拱涵上不走车 ， 未考虑汽车 荷载。 ②槽形侧板主要受： 土的侧压力( G 5 ) 、 侧板 自 重( G 6 ) 、 上部圆拱传递力( G 7 ) 。 ③槽形底板受： 上部 传递力 ( G 8 ) 、 槽底板 自重 ( G 9 ) 、 管线支撑架传递力 ( G1 0 ) 、 槽底板活荷载 ( G1 1 ) 。G1 0为输水 管 、 电缆 线 、 钢架 自重等合力 。 G1 1 为底板处 于工作状态下活 荷载 ， 参照 G B 5 0 0 0 9 ~2 0 1 2 ， 取 2 ． 0 k N ／ m 2 。 ( 3 ) 弯矩简图和截面配筋 经计算拱形 B点和槽形底板 A点弯矩最大 ， 弯 矩示意 图见图 5和 图 6 。拱涵 A点 、 B点 、 C点按受 弯构件计算配筋 面积。查《 建筑设计手册》 中弯矩系 B 图 5 上部拱形 弯矩图( 单位 ： m m) 1． 三 ! ． l 图 6 下部槽形弯矩 图( 单 位 ： m m) 数 ， 分别求出 A、 B、 C点最大弯矩 ， 应用公式求 出配 筋面积 ， 底板截面图见图 7 。 纵 向受力筋 ／ ／ ／ ／ ／ ． ?{{i＼ n 景 6 =l 0 o O ． 图 7底 板 截 面图 ( 单 位 ： mm) ( 1 ) 确定截面有效高度 h 。 。 h o = h 一 ( 2 ) 计算混凝土受压区高度 ， 并判断是否属超 筋梁 。( 板 ) X = h ~ ／ h o2 2 M 一 ，若 ≤ 。 ， 不 属 于 超 筋 梁 。 T u U c ( ， ( 3 ) 计算 钢筋截面面积 A ， 若 A ≥p 九时 ， 不 是少筋梁 。( 板) A 1 Y ( 4 ) 选 配钢筋查结构设计手册 即知 钢筋直径 ， 面 积误差 1 ％以 内。 1 ． 2 ． 2 拱涵构造要求 ( 1 ) 抗裂筋 ： 拱涵受力特点是上部拱顶 内层受 拉 ， 外层受压。底板 内层受拉 ， 外层受压 。侧板 内层 受拉 ， 支座负 弯矩 ， 上部拱顶 B点和底板 A点受力 最大 。在工作状态下 ， 混凝土保护层过大 ， 上部 内层 极易开裂，造成钢筋锈蚀。拱涵设计使用年限 1 0 0 年 ， 在结构易开裂处必须设置抗裂筋 ， 确保上部拱 顶内层和底部 内层不开裂 。可设钢筋 网片 ， 放置在 保护层 中 ， 钢筋为 5 @4 0 ， 也可利用碳纤 维布代替 钢筋网片。 ( 2 ) 拱涵接口型式： ①钢承口胶圈柔性连接， 优 点 ： 技术成熟 ， 密封好 ， 遇水膨胀胶条弹性高 ， 膨胀 率大 ， 能有效防止水渗漏 ； 缺点 ： 承 口钢套环耐久性 差 ， 随时间延长 ， 发生锈蚀 ， 形成疏松的氧化铁锈并 产生膨胀 ， 密封胶圈与钢套环之间出现缝 隙 ， 造成 接 口处渗漏。经理论计算 ，厚度 1 0 — 2 0 mm的钢板 ， 发生电化学完全反应时间约 4 0年 。反应速度与埋 填土的湿度、 温度等有关。②承插口胶圈柔性预应 力钢丝束对接 ， 优点 ： 安装对接速度快 ， 每 4座拱涵 拼装在一起 ， 用预应力钢丝连接 。 紧固效果好 ， 胶 圈 受到最 大紧压力作用 ， 密封效果好 ， 接 口不存在渗 漏现象 。缺点： 该紧固方案仅适用开槽施工 ， 目前还 不适用顶进施工法。③承插口胶圈柔性螺栓连接， 优点 ： 对接快 ， 每顶进一座连接一次 。 紧 固力 的大小 可调 ， 密封效果好 ， 接 口不渗漏 ， 可把几百米 的拱涵 一 3 3— 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 6年第 3期 混凝土与水泥制品 总第 2 3 9期 连成一整体 ， 能有效防止拱涵旋转的问题 。缺点 ： 制 涵技术难度大 。 必须在距拱涵承 口 3 0 0 ram处设置若 干孔洞 ， 用槽钢 与钢筋连接 ， 锚固筋长度为 4 0 d， 槽 钢钻 0 3 0的孔 ， 以备联接两拱涵螺栓穿孔之用 。 ( 3 ) 拱涵二次防水 ： 拱涵埋置在地下 6 m深处 ， 地下水位高 ， 水 压力大 ， 拱涵在工作状态时 ， 随时间 的延长 ， 存在少数拱涵涵体渗漏 。为确保万无一失 ， 必须考虑二次防水问题 ， 方案如下： ①拱涵对接安 装结束后 ， 用 防水 密封膏 封住承插 口处缝 隙 ， 拱涵 内表面刮两遍防水、 防霉菌大 白膏做到既美观又适 用。②制作拱涵时在钢筋骨架上设置一道碳纤维防 水布或薄钢板 ， 预埋在混凝 土中起到二次防渗漏作 用 ， 可根据拱涵受力特点设置 ， 一般放在受压 区， 不 宜放在受拉区， 否则 ， 对涵体强度有影响。 ( 4 ) 吊孔设置 ： 小 型拱涵 自重达 1 0多 吨 ， 大 型 拱涵可达上百吨 ， 考虑到施工现场吊装方便 ， 设置 4 个 吊孔 。 吊孔距拱 涵重 心约 1 1 2． 预埋 件 为无缝钢 管 吊孔 ， 与钢板焊接 ， 安放 吊孔时， 在吊孑 L 处设置加 固钢筋。 ( 5 ) 拱涵注浆孔 和吊孑 L 在施工安装完毕后清理 干净 ， 用膨胀砂浆堵实、 堵严 ， 抹平后再刮二遍防水 大 白膏 。 ( 6 ) 两拱 涵连接处 螺栓作防腐处理 ， 紧固螺栓 时， 抹上黄油固定好后用塑料薄膜缠好 。 2顶进施工法用钢筋混凝土拱涵的制作 2 ． 1 生 产工 艺 利用芯模振动设备制造预制混凝土拱涵 ， 工艺 流程 图见 图 8 。 ． ， 1 匦 L ． 1 ． 一广 _ —上一 I 钢 筋 骨 架{ 1 脱 外膜卜 蒸养 区1 L ———————— ——__ J L — — — — — — _- J L — — — — — — — — — — 一r— l 吊 装存放H翻 转H蒸养H 抹光l 图 8工艺流程图 2 ． 2 芯模振动工艺对混凝土性能的要求 芯模振动工艺优点为 即时脱模 ， 但是 ， 在 自重 作用下会产 生不均匀下沉 ， 因而要求混凝 土具有足 够 的黏聚力 ， 脱模后的混凝土制品在钢筋骨架 的约 束下不塌陷。 能承受 自身重量作用 ， 不产生变形。 半 干硬性混凝 土拌 合物颗粒松散 ， 振动力的作用使混 凝 土液化 ， 在重 力和其他力的共 同作用下 ， 逐渐堆 积紧密 ， 使混凝土处于稳定 ， 黏聚力加大 ， 水泥砂 浆 填充石子颗粒空 隙 ， 混凝土包裹钢筋 骨架 ， 形 成一 一 3 4一 整体结构 。 ’ 2 ． 3 芯模振动工艺的优点 ( 1 ) 采用地下封闭立式成型 ， 仅用两套模具 ， 成 型后立即脱模 ，相对支模等工艺节约大量模具 ， 降 低产品成本 。 ( 2 ) 可采用半干硬性混凝土 ， 无废 水泥浆排放 ， 较环保 。在混凝土强度等级相同的情况下 ， 与其他 工艺相比， 可减少水泥用量 ， 降低混凝土成本 。 ( 3 ) 气 温在 2 O ℃以上 ， 一般不需要进行蒸 汽养 护 ， 利用水泥的水化热和太阳能 ， 进行保温养护 。 ( 4 ) 生产效率高 ， 可保证工程应急 ， 在底托数量 充足前提下 ，每条生产线一天一般能生 产拱 涵 4 o 座 以上 。 2 ． 4 钢筋骨架的制作 ( 1 ) 为 了提高劳动 生产 率 ， 钢筋 骨架全部利用 滚焊机焊接成圆形。 ( 2 ) 按设计 图纸 中尺寸切割成 拱形 ， 为 了防止 圆形骨架切割成半 圆拱形后变形 ， 先焊结三根拉结 筋后才切割。 ( 3 ) 切割下来另 一个 半 圆拱 型骨架 ， 可用在 下 一 拱 形钢筋 骨架 中 ， 全 部焊 牢 ， 局 部加 固 ， 依此 类 推 ， 做到不浪费每一根钢材 。 ( 4 ) ~ lJ 用对称两排 1 O个垂直 自动 乙炔切割机 ， 切割 圆形钢筋骨架快速准确 ，比手工切割提 高 l 0 倍 功 效 。 2 ． 5 原材料的选购及指标要求 ( 1 ) 采用 C 5 0 、 P 8抗渗混凝土 ， 承插 口局部采用 C 6 0高强混凝土 ， 掺人膨．胀剂提高混凝土抗渗性能 ， 钢筋混凝土保护层厚度 3 0 — 4 0 mm。 ( 2 ) 钢筋采用冷轧及热轧带肋钢筋 ， H P B 2 3 5 、 HR B 3 3 5 、 H RB 4 0 0抗拉设 计 强度 可查 G B 5 0 0 1 0 --2 0 1 0 标准。 ( 3 ) 水泥采用 5 2 ． 5级普通硅 酸盐水 泥 ， 各项指 标按 G B 1 7 5 --2 0 0 7 ~ 通用硅酸盐水泥》 执行 。 ( 4 ) 砂子采用中砂 ， 细度模数 2 ． 6 ～ 2 ． 8 ， 颗粒级配 Ⅱ区 ， 级 配类别 I类 ， MB < I ． 4 ， 其他 指标执行 G B ／ T 1 4 6 8 5 --2 0 1 1 《 建设用碎石 、 卵石》 。 ( 5 ) 石子 ， 颗粒级配 5 — 1 6 mm、 1 6 ～ 2 5 ram， 类别 I 类 。 含泥量≤0 ． 5 ％， 其他指标执行 G B ／ Y 1 4 6 8 5 --2 0 1 1 。 ( 6 ) 膨胀剂 ， 采用 明矾石膨胀剂 ， 严禁含 C r， 掺 人量 5 ％～ 8 ％。 ( 7 ) 混凝 土 中 C I - < O ． 0 6 ％， 宜 采用 非碱 活 性 骨 料 。当砂 、 石中含有少量碱活性骨料时 ， 混凝 土中每 IT I 碱含量< 3 ． 0 k g ， 水泥含碱量< 0 ． 6 ％。 ( 8 ) 其它组份为防水剂 、 碳纤维 、 高效减水剂 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 朱丽 ， 王庆喜 ， 赵宝阁， 等 顶进施工法用钢筋混凝土拱涵 的研制 ( 9 ) 混凝土 配 比： 水泥： S 9 5级矿 粉： 砂子 ： 石子： ( 3 ) 掺人防冻剂 ， 降低混凝土的冰点。一般采用 水 ： 其 它= 3 5 0 ： 1 5 0 ： 7 2 0 ： 9 7 0 ： 1 6 0 ： 5 0 。 3 顶 进 施工 法用 钢筋 混凝 土 拱涵 的耐 久性 混凝 土的耐久性是评价其 长期性能 的重要 指 标 ， 其包括碱骨 料反应 、 抗冻性 能 、 抗水 渗透性 能 、 抗硫酸盐性能 、 抗氯离子渗透性 能 、 抗碳化性能 和 抗裂性能。拱涵设计使用 1 0 0年时必须考虑耐久性 问题 。 3 ． 1 混凝 土 的抗 冻性 拱涵埋置在冻土层 6 m以下 。沈 阳最大冻土深 度为 1 ． 8 m， 不存在抗冻性问题 ， 但是 ， 由于抗冻性是 混凝土重要指标 ， 因此 ， 有必要进行讨论 。 3 ． 1 ． 1 影响因素 ( 1 ) 坚 固、 密实骨料配制的混凝土 ， 抗冻性好 。 ( 2 ) 水胶 比较小的混凝土配比， 抗冻性较好。 ( 3 ) 外加剂 的应用 可在一定程度上改善混凝土 的抗冻性 ． 如 ： 减水剂 、 引气剂 、 抗冻剂。 ( 4 ) 砂 率适 当提高 ， 能改善混凝土的和易性 ， 捣 实充分 ， 使混凝 土的密实度提高 ， 可提高混凝 土的 抗冻性能。 3 ． 1 ． 2 提高混凝土抗冻性措施 ( 1 ) 优化混凝土配合 比设计 ， 宜采用普硅水泥 ， 在极寒冷地区。 宜用 C 5 0以上混凝土。 ( 2 ) 选 择水胶 比较小 的干硬性混凝 土 ， 如 ： 0 ． 3 ～ 0 ． 3 5。 C a ( N O ， ) ， 不得含有 N a + 和 l ( + 的成分。 ( 4 ) 提高芯棒转速， 激振力增大 ， 使混凝土密实 度提高， 防止毛细孔吸水。 ( 5 ) 严禁采用吸水率大的砂 、 石 ， 如 ： 泡沫砂 、 硅 灰 石 。 3 ． 2 徐变引起的裂缝 混凝土在持续荷载作用下 ， 随时间增长发生变 形而产生裂缝。弹性模量大 ， 徐变小 ， 反之徐变大 。 混凝土配 比优 良， 提高混凝土强度等级 ， 振捣密实 ， 配筋率适 当增大 ， 设 置抗裂筋片 ， 可有效防止徐 变 产生 的裂缝。 ’ 3 ． 3 混凝 土 的收缩 收缩是混凝土的一个重要性能 ， 收缩使混凝 土 内部产生微裂缝 ， 破坏 了混凝土 的微观结构 ， 影 响 收缩 的因素较多 ， 种类也 多 ， 有塑性 收缩 、 干燥 收 缩、 化学反应引起收缩以及温度差引起的收缩。 影响收缩的因素有： ①骨料含量越多 。 收缩越 小； ②骨料种类， 一般采用石岩、 石灰岩收缩较小； ③单位用水量小的混凝土配比， 收缩较小； ④相对 湿度越低 ， 混凝土的收缩越大； ⑤延长潮湿养护期 可以推迟收缩； ⑥配筋率越高收缩越小。 3 ． 4 建议 根据拱涵所处环境类别及等级 ， 应采取相应措 施 ， 具体如表 1所示。 ’ 表． 1 提高拱 涵混凝土结构耐久性的相应措施 收稿 日期 ； 2 0 1 6 - 0 1 - 2 4 作者简介 ： 朱 丽 ( 1 9 8 7 一 ) ， 女 ， 常务副总经理 。 通讯作者 ： 王先进( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 高级工程师 。 通讯地址： 辽宁省 辽阳市白塔 区文城 尚品小区 2 0号楼 联 系电话 ： 1 5 0 4 1 9 4 9 6 7 5 E- ma i l ： 3 4 8 1 0 8 3 0 0@q q． c o m 一 35～ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m