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1、桥梁高强轻质混凝土应用技术 摘要：高强轻质混凝土(HSLWC)将高强混凝土技术与高强轻骨料结合在一起,具有轻质、高强、高耐久性、高刚度等特性,是在软土地基上建造公路桥梁、尤其是大跨桥梁的较佳选择。本文综述了国内外高强轻质混凝土在新建公路桥梁和公路旧桥翻新上的应用现状。关键词：高强轻质混凝土；桥梁；应用现状中图分类号：K928文献标识码：A文章编号：一、高强轻质混凝土概述高强轻质混凝土(HSLWC)指采用高强轻骨料(主要是陶粒)配制的强度等级在CL40以上的轻质混凝土(LWC),它在公路桥梁上的应用因其具有以下优点而越来越引起关注
2、:轻质:HSLWC通常比普通混凝土轻20%左右,因而可使配筋量减少;跨度增加;在不增加恒载前提下,截面高度可以增加;无需加固基础或支撑,可以翻新或加宽现有桥梁;减小地震反力。高耐久性:包括高抗渗性、高抗冻融循环能力、高抗除冰盐和化学腐蚀能力、轻骨料与砂浆之间的良好弹性协调性减少了内应力以及相应的微裂纹、轻骨料与砂浆之间的粘结紧密、过渡区致密。低造价:无需改变现有支撑体系,就可以加宽或者替代旧桥面,从而提供了桥梁维修和翻新的灵活性;并通过施工时间的缩短,减少了施工成本;6运输和架设费用大大减少;下部结构和基础造价大大降低;脚手架、模
3、板、配筋费用减少;提供了更大的设计灵活性以满足现代桥梁对结构和美学的需要。优良的使用记录:LWC已在严酷暴露条件下的海洋结构物以及桥梁中成功应用了80多年。尤其适合于桥梁翻修:众多现有桥梁的病害意味着对修补材料的巨大需求。LWC特别适合于在旧有桥面上加盖新桥面或者是加宽桥面,在不增加过多恒载的情况下,提高桥梁耐久性,并提高现有桥梁的承载力,以满足日益扩大的交通量需求。二、国内外应用北美已经用LWC建造了80多座桥的桥面〔l],其中绝大部分用于桥面板的新建或翻修。美国有一家轻骨料生产商仅其产品就已用于140多座桥,包括早在1965年
4、施工的Sebastian水湾桥,采用HSLWC生产预制的超长预应力桥梁;1979年加利福尼亚东部帕罗特渡口的预应力轻质混凝土桥,跨径为195m:2000年开始施工的加州贝尼西亚一马丁内斯特大桥,该桥长达1.9km、9孔主跨160.93m、边跨102.llm,为减轻梁部质量,增加桥梁柔性,最大限度地减小地震力,以满足抗震设防要求,将采用分段悬臂现浇施工41,600方CL45级HSLWC。美国有个州交通厅己经在20多个桥梁中采用设计强度为36MPa、含气量6一9%、气干平衡密度1850kg/m3的HsLWC。1985年,6美国联邦高速
5、公路管理局发布了“轻骨料混凝土桥梁设计指南”。1996年,加州交通厅专门组织召开了一届“轻骨料混凝土桥梁国际会议”。我国桥梁工程应用轻质混凝土也有较长的历史:1968年12月竣工的我国南京长江大桥的上层公路桥面由混凝土板及钢纵梁组成,混凝土行车道板的粗骨料采用粉煤灰陶粒,具有质坚而重量轻的特点,比普通混凝土轻20一25%,这是我国首次在特大桥梁上使用LWC。之后的山东黄河公路大桥的桥面板也采用了LWC,至今使用良好。1969年浙江省宁波市有反帝桥、解放桥等三座公路桥在主梁或桥面板上采用了粉煤灰陶粒混凝土。反帝桥全长304m,解放桥
6、全长242m,最大跨度37m。60年代末至70年代初之间,铁道部大桥局、铁道部科学研究院和上海建筑科学研究所等单位合作就HSLWC在铁路和公路桥梁中的应用进行了比较全面的研究,利用当时的高强粉煤灰陶粒和当时的高强混凝土配制技术,生产出CLSO级的HSLWC,并从1966年开始,采用粉煤灰陶粒混凝土或粘土陶粒混凝土先后建成了三十多座跨度在16.0一21.4m中、小跨度的公路桥,既有钢筋LWC,也有少量的预应力LWC。1976年和1980年两次对这些工程实地调查发现,200号轻质混凝土经过12年后强度增长到400号,15年后还有增长趋
7、势;碳化深度平均1.2一1.4m,6比同龄期普通混凝土的略低;未发现钢筋锈蚀现象;桥面轻质混凝土耐磨性良好,陶粒虽然外露,但并未磨损或者凹损。2000年竣工的天津永定新河大桥是唐津(唐山一天津)高速公路跨越永定新河的一座大型桥梁。其总长度约12km的南北引桥原设计为普通混凝土预应力箱梁结构,经优化设计后由密度等级1900级的CL4O级HSLWC取代普通混凝土,预应力钢筋混凝土箱梁跨度由原来的24m增至35m,桥面也采用轻质混凝土。其抗压强度为50一55MPa,干表观密度为1850一1900kg/m3,弹性模量为26一3lGPa。2
8、001年京珠高速公路蔡甸汉江大桥桥面板使用了1000方CL40等级的轻质混凝土。2002年,天津海河特大桥在天津永定新河大桥应用经验的基础上,将在部分跨的上部结构使用约1万方CL30的泵送轻质混凝土。三、国内外高强轻集料混凝土的发展及优势轻集料混凝
