浅谈天保湾大桥超高性能轻型组合桥面结构中STC的监控重点

浅谈天保湾大桥超高性能轻型组合桥面结构中STC的监控重点

王文青1杨仕忠2晏逸3

王文青1杨仕忠2晏逸3

1.身份证号码：1401121969****1273

2.身份证号码：5101321975****163X

3.身份证号码：5129211978****005X

摘要：国内外已投入运营的钢桥面系中，均已经不同程度出现典型的病害问题一直影响着桥梁结构的耐久性和行车舒适性，并增加了钢桥面的维护成本。本文就成都天府新区锦江生态整冶项目——天保湾大桥（中承式钢桁架拱桥）桥面铺装采用超高韧性混凝土（STC）进行监控重点的疏理与预控。

关键词：超高性能轻型组合桥面结构；STC；监控重点；

1.引言

钢桥面板疲劳开裂（面板开裂、面板与纵肋角焊缝开裂、纵肋与隔板焊接开裂、纵肋接头开裂）与钢桥面铺装损坏是制约钢桥发展的主要技术瓶颈，目前钢桥面铺装病害有脱层及推移破坏、坑槽破坏、车辙破坏与纵、横向裂缝破坏。

2.为了解决钢桥面系的上述难题，2018年1月23日由四川省住房和城乡建设厅结合GDJTG/TA01-2015标准，发布了DBJ51/T089-2018《四川省城镇超高性能轻型组合桥面结构技术标准》，于2018年5月1日起实施。该标准解决正交异性钢桥面板的典型病害问题，提高钢桥面耐久性，降低钢桥运营成本，减少因钢桥面维护引起的交通阻断。介于本技术的专利，仅参照规范与标准进行了预控疏理，其中超高韧性混凝土（STC）的控制重点为：

2.1超高韧性混凝土SuperToughnessConcrete（STC）由水泥、矿物掺合料、细集料、水、钢纤维和减水剂等组分按一定比例拌和制成，再经凝结硬化后形成的一种具有高抗弯强度、高韧性、高耐久性的水泥基复合材料，简称STC。

该混凝土层是主结构层，按不开裂设计，否则耐久性受影响；虽然STC的材料组成中没有粗集料，但是超高韧性混凝土结合了活性粉末混凝土（RPC）和密配筋混凝土的特点，通过改性RPC为基体材料、密布钢筋加钢纤维的组合，保证了混凝土的超高韧性与抗拉强度。

天保湾大桥桥面系超高韧性混凝土拟用配合比为：水泥：石英砂：核心材料：粗纤维：细纤维：水=800：880：420：125：75：200，按标准中4.1.1中规定水胶比宜为0.16—0.22的要求，经复核计算此配合比的水胶比为0.164（配合比中每方水泥用量800KG），避免了硬化水泥石中的毛细孔形成连通孔后对STC的耐久性造成不利；另外重点监控不同于常规配合比中的各材料控制点为：

1.）采用干混料制备STC时，其性能检验、容重、钢纤维体积率抽查是质量保证的基本措施。

2.）水泥采用《通用硅酸盐水泥》，宜采用42.5级以上硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，且符合现行国家标准GB175之要求。

3.）骨料应为单粒级石英砂和石英粉，性能指标符合GDJTG/TA01-2015标准表3.1.4的规定。石英砂应分为粗粒径砂（1.25mm～0.63mm）、中粒径砂（0.63mm～0.315mm）和细粒径砂（0.315mm～0.16mm）三个粒级。

4.）钢纤维的抗拉强度≥2000（MPa），属高强度钢纤维。

5.）超高韧性混凝土的强度等级应按抗弯拉强度（MPa）来划分，分为STC22、STC25、STC28三个等级，对应抗压强度（MPa）为120、140、180三个等级，相应重点把控其原材料质量。

2.2超高韧性混凝土（STC）施工主控项目

1.）STC层厚满足最低厚度要求，平均层厚按设计要求控制；摊铺过程中将直钢丝插入到STC的底部，以直尺测量钢丝的浸润深度，每40m2检测1处。

2.）桥面横坡≤0.2%，每100m单幅桥面检测1处。

3.）平整度符合≤3mm，（无设计要求时），全桥每车道连续检测，采用铝合金直尺每100m检测一处。

2.3超高韧性混凝土（STC）高温蒸汽养护实测项目（引用GDJTG/TA01-2015标准）

1.）养护膜内温度+5℃，采用温度传感器，每小时检查2次。

2.）养护膜内湿度+5%，采用湿度传感器，每小时检查2次。

3.）养护时间+1h计时器，每小时检查2次。

4.）外观鉴定（1）摊铺过程中，STC应色泽正常，无发干或发亮现象；（2）STC流动性好，倾倒至桥面板时，应能自然流动至钢筋网间。（3）振捣充分和保湿养护后，STC层应均匀完好，且不应有龟裂现象；（4）养护完成后，STC层应均匀完好，且应无收缩裂纹；（5）混凝土层的边角处、不同浇筑时期接缝处等位置应衔接良好，无脱空、台阶现象；（6）接缝区域先浇段STC侧面凿毛处理后，表面粗糙，断面上有大量钢纤维裸露在外。

2.4超高韧性混凝土（STC）性能主控项目

抗压强度（100mm×100mm×100mm立方体试件抗压试验）、抗弯拉强度（100mm×100mm×400mm棱柱体试件抗弯拉试验）、弹性模量（100mm×100mm×300mm棱柱体试件轴压试验）、坍落度试验按水泥混凝土坍落度试验标准方法（≥180mm，≤280mm），均为每50m3检测1组。

3.结束语

超高韧性混凝土（STC）是目前国内外钢桥工程建设广泛使用的结构类型，能使桥面系工程达到高抗弯强度、高韧性、高耐久性的使用标准，避免了钢桥面板疲劳开裂、钢桥面铺装损坏。

参考文献：

[1]《四川省城镇超高性能轻型组合桥面结构技术标准》（DBJ51/T089-2018）

[2]《超高性能轻型组合桥面结构技术标准》（GDJTG/TA01-2015）

[3]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2）