大截面混凝土沉井早期裂缝预防措施现场试验研究

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发布时间：2021-09-09

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大截面混凝土沉井早期裂缝预防措施现场试验研究
胡伟明，马建林，李军堂，蒋炳楠，余允峰
(1．西南交通大学土木工程学院，四川成都610031；2．中铁大桥局集团有限公司，湖北武汉430050)
摘要：多数混凝土的早期裂缝是由混凝土收缩引起的，尽管对于混凝土收缩的研究已取得较大进展，但
至今还未被业界完全掌握。本文针对沪通长江大桥超大截面混凝土沉井，通过理论分析，确定引起混凝
土收缩的主要因素为温降收缩、干燥收缩和自收缩，继而组织现场试验，分析各因素对该项目现浇混凝
土收缩的影响。研究结果表明：控制温度梯度的工程措施对该项目混凝土收缩的作用不明显；通长布置
抗裂钢筋可缓解在变截面处出现收缩应力过大的现象；后浇段有助于释放由于混凝土收缩产生的拉应
力，进而避免收缩裂缝的产生。研究成果直接用于指导沪通大桥大截面沉井现场施工，并可为今后类似
工程提供数据参考。
关键词：沪通长江大桥大截面混凝土沉井早期裂缝防裂措施现场试验
中图分类号：U443．13 1 文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2016．03．O1
混凝土早期开裂是指结构在施工期间，荷载尚未
完全施加时，部分现浇混凝土在拆模或养护过程中出
现的裂缝。研究表明，对于混凝土早期裂缝，荷载并不
是导致其产生的主要原因，90％以上的早期裂缝是由
于混凝土收缩引起，尤其是细长型大截面混凝土结构，
收缩更是混凝土开裂的主要诱因。尽管目前对于混凝
土收缩的研究已取得较大进展，但因收缩现象的复杂
性，至今还未被业界完全掌握” 。本文通过现场试
验，从现场施工的角度分析不同工程措施及工艺在预
防混凝土早期开裂中的作用。
1 超大截面沉井混凝土收缩力学模型
1．1 沉井工程概况
沪通长江大桥主塔28 墩基础采用倒圆角的矩形
沉井基础方案。矩形沉井井身平面尺寸为86．9 m×
58．7 m，倒圆半径为7．45 in，混凝土沉井壁厚1．8 m，
隔墙厚I．3 113．，为方便吸泥取土下沉，沉井平面布置为
24个13 m×13 m井孔。沉井下部44 m高的范围为
钢沉井，其余为钢筋混凝土沉井，底节及顶节高8 in，
其余每节高约6 m。沉井平面见图1。
1．2 混凝土收缩力学模型
现有研究成果表明，对于混凝土早期裂缝影
收稿日期：2015-09—28；修回日期：2015—12—25
基金项目：中国铁路总公司科技研究开发计划(2013G001．A．2)
第一作者：胡伟明(1985一)，男，博士研究生。
通讯作者：马建林(1958一)，男，教授，博士。
1／2沉井顶面
图1 沉井平面(单位：cm)
响较大的因素主要是温降收缩、干燥收缩和自收缩。
对于本文研究的沉井，从平面上看，是由许多尺寸相同
的局部单元组合而成，故可选取沉井平面的一个局部单
元作为计算分析对象。隔墙相交的地方定义为A构件，
两个A构件之间的隔墙定义为B构件，如图2所示。因
A构件为轴对称且为对称受力，可进一步将B构件两端
的A构件简化为固定端，成为B构件的约束。