高性能混凝土在桥梁中的应用及施工技术

【摘要】高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，其实质高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性，普通混凝土不能长久作用，只有采用高性能混凝土才有可能避免不该发生的事故。本文介绍了高性能混凝土的优越性、并对其在桥梁中的应用做了简要说明。

【关键词】高性能混凝土；桥梁；施工技术

高性能混凝土为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到高性能混凝土的要求，而是必须通过提高浇筑、捣实的方法，来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性能，延长其在恶劣环境下的使用寿命。

高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，其实质高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性，普通混凝土不能长久作用，如许多混凝土车道在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化而脱落；许多桥面遭受严重破坏；许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。

1.高性能混凝土的优越性

1.1高强度

多数学者认为高性能混凝土必须是高强的，将其强度限制在50-60MPa；也有学者认为，高性能混凝土应根据具体的工程要求，允许向中等强度的混凝土(30-40MPa)适当延伸。

1.2高耐久性

高性能混凝土具有优异的抗渗和抗介质侵蚀能力。因为要求混凝土的高体积稳定性和高抗裂性，使它具有高弹模、低收缩和低温度应变的特性。且在三硬化过程中体积稳定，水化热低，温升小，冷却时温度收缩小，干燥收缩小，具有致密的细观结构，不易产生宏观及微观裂缝，抗透性能优良。

1.3高工作性

即高流动度、可泵性好，或自密实、免振捣。上海金茂大厦、东方明珠电视塔工程施工实现一次泵送C60混凝土达到380米高度。高性能混凝土的拌合物除高流动性外，还必须具有良好的填充和抗离析能力。

1.4经济合理性

由于高性能混凝土中运用大量的工业废渣，副产品等，节约能源并且保护了环境。虽然其单价成本高于普通混凝土，但从总体造价来讲，由于显著减少了“非材料”费用（人工，机械费用）等，建设成本还是比普通混凝土低。另外，利用高性能混凝土建造大跨度的桥梁和高层、超高层建筑，可以大大减轻结构自重，降低基础荷载，减少材料用量和运输量，带来了可观的经济效益。

2.高性能混凝土在桥梁中的应用

高性能混凝土达到了使结构强度高、刚度大、耐久性好的要求，同时能满足工业化预拌生产和机械工化泵送施工，在世界范围内是一项比较成熟的技术。

高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。

我国于70年代中后期，开始在公路桥梁界较大范围内应用预应力混凝土，只不过应用的混凝土标号以C40为主。到80年代，随着交通事业的迅猛发展，我国的公路桥梁用混凝土也在不断发生变化和快速发展，混凝土的强度等级逐步提高。在各市地多的跨江、跨河和跨海的大型桥梁工程中，应用了C50-C65级的泵送混凝土。如：浙江杭州钱塘江二桥（80米跨预应力混凝土连续箱桥梁），广东番禺洛溪大桥（180米跨预应力混凝土连续刚构桥）等。到了90年代，我国公路桥梁上已开始应用C55-C60级的泵送混凝土。如：杨浦大桥主塔（C50泵送混凝土），四川万县长江公路大桥（420m跨劲性骨架箱形拱桥），广东虎门大桥（888m跨悬索桥，中孔270m跨的预应力混凝土连续刚构桥），南京长江二桥（如采用英国专家的设计方案，可将主跨提高到1100多米，但需提供C80-C100的泵送混凝土），杭州湾大桥（70米箱梁采用C50高性能海工混凝土）、东海大桥等。

高性能混凝土技术在国外的发展与应用以北欧和北美为先导，很快在全球范围内展开，目前已在大量工程中应用，尤其是大跨度桥梁。如：丹麦的大贝尔特海峡大桥、丹麦与瑞典之间的欧上海峡大桥、加拿大联盟大桥、日本的明石海峡大桥等，这些跨海大桥的设计例用寿命均在100年以上。

高性能混凝土应用在桥梁工程中的优点是：跨径更长、主梁间距更大、构件更薄、耐久性增强、力学性能加强。

3.高性能混凝土的施工技术

由于高性能混凝土用水量少，水胶比低，拌合时较稠，因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时间内将其搅拌均匀，采用其设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。

设备性能混凝土时，各种原材料的计量要量准确。使出机口拌合物的工作度稳定，波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外，一个重要的控制因素是砂石含水量，即使搅拌制备上装有篝的含水量测定及控制设备，操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，及时加以调整。

高性能混凝土运输与浇筑宜采用罐车和泵送，用手推车运输及浇筑时不仅操作困难，而且也无法实行外加剂的后添加。

由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，须在浇筑后立即进行温养护，以防止塑性收缩裂缝产生，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温度过大出现温度裂缝，必须采取保温措施。

4.提高高性能混凝土发展的措施

4.1加强技术研究

建筑材料的更新换代，最终要依靠技术创新。今后应该将高性能混凝土的研究，特别是针对高性能混凝土耐久性的研究，纳入国家重大科研计划，通过理论研究、模型试验和试点、示范工程等多种措施，加速技术创新和研究成果的推广。

4.2制定相关行政法律法规

推广应用高性能混凝土，同时需要相关的法律法规作保障。建设主管部门应当尽快建立、健全与高性能混凝土应用相关的建设法规，以使设计、施工单位在应用高性能混凝土过程中有据可循，为推广应用高性能混凝土创造一个良好的环境。

4.3组织推广应用工作

推广应用高性能混凝土需要建设参与单位共同努力，需要引起政策制订者、建设主管部门和设计、施工等单位的高度重视，并达成共识，确实认识到推广应用高性能混凝土是我国建设行业实现可持续发展的一项重大举措。

5.结语

总之，高性能混凝土以其优异的性能使得普通混凝土向高性能混凝土发展成为必然趋势。高性能混凝土是混凝土技术进步的标志。我国在发展高性能混方面才刚刚起步，需要科研、教学、设计、施工部门携手协作，共同促时高性能混凝土的发展。

【参考文献】

［１］黄松．混凝土结构的耐久性措施[J]．腐蚀与防护，2007（03）．

［２］白健．高性能混凝土和外加剂技术[J]．工业建筑，2008（04）．

［３］徐建国．高性能混凝土现场生产配制研究[J]．混凝土，2006（03）．