一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法技术

本发明专利技术提供一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法，混凝土渡槽的制作原料为混凝土中加入膨胀剂，所述混凝土和膨胀剂的质量比为79:1。所述添加膨胀剂的混凝土作为大体积混凝土结构的堵头、后浇带和二期混凝土使用，水工建筑物全断面采用补偿收缩混凝土结构，所述添加膨胀剂的混凝土用于大跨度薄壁预应力渡槽结构。本发明专利技术大体积混凝土结构的大跨度薄壁预应力渡槽结构强度高，费用低且节约工期。本发明专利技术所用的原料易得，成本低，薄壁、高强、大跨度，具有较好的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法
本专利技术涉及桥梁施工
，具体涉及一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法。
技术介绍
混凝土作为最大宗的人造工程材料，原料丰富、价格低廉、可就地取材且易成型、耐久性好，可制成不同强度等级的混凝土，成为现代工程结构的首选材料并得到了广泛应用。然而混凝土是一种非均质脆性材料，混凝土在水化、硬化过程中均会发生体积收缩，混凝土中水泥的水化会释放大量的水化热，当混凝土的收缩应力大于本身的极限拉应力时，混凝土将产生开裂。在混凝土开裂问题中，百分之八十是混凝土材料受到非荷载应力引起的，其中，混凝土的收缩是引发结构早期开裂最为重要的原因。试验研究及工程应用表明：在混凝土中加入适量的膨胀剂，产生适度体积膨胀，可以有效地减小混凝土的收缩。近几十年来国内外的工程应用表明，补偿收缩混凝土能够避免或减少开裂风险。《补偿收缩混凝土应用技术规程》(JGJ/T178-2009)实施以来，在建筑行业得到了一定的推广应用，在水利行业虽然也有应用，但往往作为大体积混凝土结构的局部堵头、后浇带、二期混凝土等使用，水工建筑物全断面采用补偿收缩混凝土结构的鲜有案例，特别是对混凝土性能要求较高的大跨度薄壁预应力渡槽结构，经技术查新，国内外尚无案例。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大体积混凝土结构的大跨度薄壁预应力渡槽结构的薄壁预应力混凝土渡槽施工方法。本专利技术的技术方案：一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法，混凝土渡槽的制作原料为混凝土中加入膨胀剂，所述混凝土和膨胀剂的质量比为79:1。所述添加膨胀剂的混凝土作为大体积混凝土结构的堵头、后浇带和二期混凝土使用，水工建筑物全断面采用补偿收缩混凝土结构；所述大体积指混凝土指结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有还裂缝产生的混凝土。优选的，所述添加膨胀剂的混凝土用于大跨度薄壁预应力渡槽结构。优选的，所述渡槽梁底高程高于164.16m，槽身水底以下部分纵梁高度不大于1.2m；渡槽单跨跨度为30m，渡槽采用纵向预应力结构；槽身段全长540m，共计18跨，单槽孔输水，净断面4.0×2.2m。优选的，所述渡槽槽身混凝土技术指标：C50W6F200，水泥用量不少于300kg/m3、不大于400kg/m3，胶凝材料总量不小于350kg/m3、不大于480kg/m3；不采用碱活性骨料；最大水胶比0.4，最大碱含量3.0kg/m3；氯离子含量不超过胶凝材料总量的0.06％。优选的，所述渡槽槽身混凝土轴心抗压强度标准值取fck＝32.4N/mm2，抗压强度设计值fc＝23.1N/mm2；轴心抗拉强度标准值取ftk＝2.64N/mm2，抗拉强度设计值ft＝1.89N/mm2；钢筋采用HRB400，抗拉强度标准值fyk＝400N/mm2，抗拉强度设计值fy＝360N/mm2；槽身预应力采用后张法施工，预应力钢材选择常用的1×7、钢绞线，公称面积Aps＝140.0mm2，抗拉强度标准值fptk＝1860N/mm2，抗拉强度设计值fpy＝1320N/mm2，抗压强度设计值f′py＝390N/mm2，张拉控制应力σcon＝0.7fptk＝1302N/mm2，施工时超张拉5％、不放张。优选的，所述渡槽槽身底板厚0.3m，其底部横向设底肋，间距2.0m，其中跨中底肋宽0.4m、高0.45m，两端肋宽0.6m、高0.45m；侧墙厚0.5m，端部设0.6m宽、0.15m高侧肋，与端底肋对应；纵梁总高3.2m，顶部设1.2m宽人行道板，纵梁底板以下部分扩大成马蹄状，马蹄宽0.8m、高1.0m，马蹄与侧墙及底板连接处设抹角，抹角宽0.15m、高0.3m。优选的，所述渡槽单跨槽身纵向需布置钢绞线和钢束孔道；每根底肋下部布设钢筋，竖向、横向迎水侧布设钢筋间距125mm，其余部位均按最小配筋率或构造配筋，最大钢筋间距150mm。优选的，所述混凝土包括水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料和外加剂；所述混凝土中水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料和外加剂的质量比为1：0.118：1.588:2.825:0.030。优选的，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂；所述粗骨料的粒径为5mm～20mm，所述细骨料的粒径为0.16-5mm。优选的，所述膨胀剂为硫铝酸钙-氧化钙类Ⅱ型膨胀剂。本专利技术的有益效果：本专利技术大体积混凝土结构的大跨度薄壁预应力渡槽结构强度高，费用低且节约工期。本专利技术所用的原料易得，成本低，薄壁、高强、大跨度，具有较好的实际应用价值。附图说明图1为本专利技术砂料筛分曲线图；图2为本专利技术参数与混凝土抗压强度关系图；图3为本专利技术膨胀剂不同掺量与各龄期混凝土强度关系图；图4为本专利技术膨胀剂不同掺量条件下的限制膨胀率图；图5为本专利技术拆模时间对抗压强度的影响关系图。具体实施方式由于混凝土产生裂缝的因素如此之多，因此普通混凝土产生裂缝几乎是不可避免的。当混凝土的收缩值大于极限变形值，收缩变形引起的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，混凝土将产生裂缝，导致混凝土的整体性、耐久性下降。由于不同原因致使开裂和收缩.使得人们需要一种能够减少开裂和收缩的新型混凝土，所以，膨胀混凝土应运而生。膨胀混凝土的一种就是在混凝土配制过程中掺加膨胀剂，制作补偿收缩混凝土。我国目前补偿收缩混凝土应用的理论基础是吴中伟院士提出的补偿收缩理论。他指出：混凝土最后达到的变形值D(限制膨胀变形或限制收缩变形)等于最大限制膨胀变形ε2减去限制收缩S2，加上弹性伸长εr，加上塑性伸长，加上或减去混凝土徐变。当D≤混凝土的极限拉伸值εk＝2×10-4时，混凝土不会开裂。所以，限制膨胀率直接反映了补偿收缩混凝土的膨胀量大小，是衡量膨胀剂补偿收缩作用、抗裂防渗作用大小的关键指标。其大小直接决定了混凝土的自应力的大小能否达到补偿收缩和防止开裂的作用。为探索薄壁预应力混凝土在长期输水情况下如何减少干缩裂缝，计划采用全断面补偿收缩预应力混凝土方式，利用膨胀剂可提高混凝土密实性及补偿收缩、抗裂防渗的作用，从而达到提高混凝土建筑物寿命的目的。本申请以石家庄市冶河灌区引冶总干渠小作河渡槽工程为依托，拟采用全断面浇筑掺加膨胀剂混凝土、薄壁预应力混凝土结构温控养护、施工质量保障体系等多项技术措施的方式，观察混凝土在不同龄期及不同温、湿度环境下的裂缝变化情况，并与已建成的未掺加膨胀剂的类似工程进行比较，以期得到一种可改善水工预应力混凝建筑物结构耐久性的设计和施工综合措施方案，为推动水工混凝土结构向节约、薄壁、高强、大跨度等方向发展提供参考基础。渡槽槽身全断面补偿收缩预应力结构设计路线原小作河渡槽工程概况冶河灌区位于河北省中南部，地处石家庄市西部山区丘陵和平原衔接地带，西依太行山脉，南接井陉、元氏两县，北靠岗南、黄壁庄两座大型水库。灌区是由岗南水库和冶河双重水源统一调配的，具有灌溉、输水双项功能的灌溉工程。灌区骨干工程包括引岗总干渠、引冶总干渠和五本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法，其特征在于，混凝土渡槽的制作原料为混凝土中加入膨胀剂，所述混凝土和膨胀剂的质量比为79:1；添加膨胀剂的混凝土作为大体积混凝土结构的堵头、后浇带和二期混凝土使用，水工建筑物全断面采用补偿收缩混凝土结构；所述大体积指混凝土指结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致裂缝产生的混凝土。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法，其特征在于，混凝土渡槽的制作原料为混凝土中加入膨胀剂，所述混凝土和膨胀剂的质量比为79:1；添加膨胀剂的混凝土作为大体积混凝土结构的堵头、后浇带和二期混凝土使用，水工建筑物全断面采用补偿收缩混凝土结构；所述大体积指混凝土指结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致裂缝产生的混凝土。


2.根据权利要求1所述的一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法，其特征在于，所述添加膨胀剂的混凝土用于大跨度薄壁预应力渡槽结构。


3.根据权利要求2所述的一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法，其特征在于，所述渡槽的梁底高程高于164.16m，所述渡槽的槽身水底以下部分纵梁高度不大于1.2m；渡槽单跨跨度为30m，渡槽采用纵向预应力结构；槽身段全长540m，共计18跨，单槽孔输水，净断面4.0×2.2m。


4.根据权利要求3所述的一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法，其特征在于，所述渡槽槽身混凝土技术指标：C50W6F200，水泥用量不少于300kg／m3、不大于400kg／m3，胶凝材料总量不小于350kg／m3、不大于480kg／m3；不采用碱活性骨料；最大水胶比0.4，最大碱含量3.0kg／m3；氯离子含量不超过胶凝材料总量的0.06%。


5.根据权利要求3所述的一种薄壁预应力混凝土渡槽施工方法，其特征在于，所述渡槽槽身混凝土轴心抗压强度标准值取fck=32.4N/mm2，抗压强度设计值fc=23.1N/mm2；轴心抗拉强度标准值取ftk=2.64N/mm2，抗拉强度设计值ft=1.89N/mm2；
钢筋采用HRB400，抗拉强度标准值fyk=400N/mm2，抗拉强度设计值fy=360N/mm2；槽身预应力采用后张法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文田，赵玉芹，彭荣梅，刘雪丽，赵军涛，商东坡，尹风刚，刘晓宁，郭师领，韩俊杰，辛志，白雄雄，
申请(专利权)人：河北省水利工程局，
类型：发明
国别省市：河北;13