【正文】 積累會使混凝土開裂 。然而在許多國家中 ,混凝土都面臨著耐久性不良的嚴(yán)重問題 ,尤其是處于海洋或惡劣環(huán)境下 ,混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不良的問題更加突出。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究 ,分為材料的耐久性研究、構(gòu)件的耐久性研究和結(jié)構(gòu)耐久性研究三個層次。 所謂混凝土的耐久性 ,是指在使用過程中 ,在內(nèi)部的或外部的 ,人為的或自然的因素作用下 ,混凝土保持自身工作能力的一種性能。 八、 海上 混凝土的耐久性 質(zhì)量控制分析 青島海灣橋一期工程非通航孔橋全長約 ，分為李村河互通主線非通航孔橋、青青島海灣大橋 工程風(fēng)險分析報告 17 島側(cè) —— 滄口航道橋非通航孔橋、滄口航道橋 —— 紅島互通非通航孔橋、紅島互通主線非通航孔橋、紅島互通 —— 紅島航道橋非通航孔橋、紅島航道橋 —— 大沽河航道橋非通航孔橋、黃島側(cè)非通航孔橋，共為七部分，全部為混凝土結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)場采用沙袋或混凝土預(yù)制塊靜預(yù)壓法，按 120%設(shè)計荷載預(yù)壓。支架在自重和風(fēng)荷載作用下的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)不小于 。 鋼管樁搭 設(shè)采用打樁船或大型浮吊，根據(jù)計算確定 基樁入土深度，并要參照棧橋施工經(jīng)驗。立柱間有型鋼平聯(lián)和剪刀撐，平聯(lián)與鋼管間及鋼管節(jié)段間全部采用銷接。 三座航道橋鋼箱梁安裝支架高度大，均在 40 m 以上，支架搭設(shè)面積大，而且處于海上施工，支架的搭設(shè)、拆卸難度大，而且支架系統(tǒng)的承載力、彈性及非彈性變形、穩(wěn)定性是否滿足要求，直接決定三座通航孔橋梁上部結(jié)構(gòu)施工成敗 ，風(fēng)險很 大。 七、通航孔橋鋼箱梁安裝滿堂支架施工風(fēng)險分析 青島海灣大橋有三座通航孔橋，滄口航道橋為雙塔鋼箱梁斜拉橋（ 80m+90 m +260 m +90 m +80 m）；紅島航道橋為獨塔鋼箱梁斜拉橋（ 60 m+ 120 m +120 m+ 60 m）；大沽 河航道橋為獨塔鋼箱懸索橋（ 80 m+190 m+260 m+80 m），三座橋梁鋼箱梁安裝均采用滿堂支架施工法，先插打鋼管樁基礎(chǔ)，在鋼管樁上拼裝主梁支撐平臺，在其上逐 個運 送梁段至設(shè)計位置，然后焊接各梁段。 ④ 紅外線加熱。將鋼筋作為電極，或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面，來電能變?yōu)闊崮埽蕴岣呋炷恋臏囟?。且熱損失較大，勞動條件亦不理想。此法較易控制，加熱溫度均勻。 ② 蒸氣加熱。 ① 火爐加熱。 外部加熱法 主要用于氣溫 — 10℃ 以上，而構(gòu)件并不厚大的工程。做法是：對原材料（水、砂、石）進行加熱，使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后，還儲備有相當(dāng)?shù)臒崃?，以使水泥水化放熱較快，并加強對混凝土的保溫，以保證在溫度降到 0℃ 以前使新澆混 凝土具有足夠的抗凍能力。 ⑤ 選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。在保持混凝土配合比不變的情況 下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。 ② 盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。試驗結(jié)果表明，應(yīng)使用早強硅酸鹽水泥。 調(diào)整配合比方法 青島海灣大橋 工程風(fēng)險分析報告 15 主要適用于在 0℃ 左右的混凝土施工。一 個理想的方案，應(yīng)當(dāng)用最短的工期、最低的施工費用，來獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量，也就是工期、費用、質(zhì)量最佳化。在實際工程中，要根據(jù)施工時的氣溫情況，工程結(jié)構(gòu)狀況（工程量、結(jié)構(gòu)厚大程度與外露情況），工期緊迫程度，水泥的品種及價格，早強劑、減水劑、抗凍劑的性能及價格，保溫材料的性能及價格，熱源的條件等，來選擇合理的施工方法。對于臨界強度，各國規(guī)定取值不等，我國規(guī)定為不低于設(shè)計標(biāo)號 的 30%，也不得低于 35 千克每平方厘米。而對于安全預(yù)養(yǎng)期短，獲得初期強度比較低的混凝土受凍后，后期強度都有不同程度的損失。 混凝土化凍后（即處在正常溫度條件下）繼續(xù)養(yǎng)護，其強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。國內(nèi)外許多學(xué)者對水在混凝土中的形態(tài)進行大量的試驗研究結(jié)果表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期，可以增加其內(nèi)部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。當(dāng)冰凌融化后，又會在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實性及耐久性。這個應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi) 部形成的初期強度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即早期受凍破壞）而降低強度。溫度繼續(xù)下降，當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r，水泥水化作用基本停止，此時強度就不再增長。當(dāng)溫度升高時，水化作用加快，強度增長也青島海灣大橋 工程風(fēng)險分析報告 14 較快；而當(dāng)溫度降低到 0℃ 時，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ? 6． 1 混凝土凝結(jié)和硬化的原理 混凝土冬季施工的一般原理混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥水化作用的結(jié)果。 ⑵ 裸露混凝土受凍，使混凝土喪失強度。 六 海灣大橋冬季施工風(fēng)險分析 膠州灣一般年份 12 月下旬開始結(jié)冰， 2 月中 旬消失，冰期在 60 天左右。當(dāng)進入巖層時，要更加準(zhǔn)確記 錄進尺速度，要更加頻繁的撈取巖樣，并做好各項記錄。 (6)、 由于地質(zhì)巖性的復(fù)雜性，可由設(shè)計代表根據(jù)現(xiàn)場情況確定巖層持力層判 別。 (3)、 力求樁底標(biāo)高大致一致。 施工注意事項 (1)、 由于巖層分布的變化，當(dāng) 原 按嵌巖設(shè)計的樁，樁底巖石達不到鉆進速度控制原則或強度達不到標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)一直向下進行，直到滿足要求為止。 弱風(fēng)化：進入巖層不小于 ，鉆進速度小于 10cｍ /h； 進入巖層不小于 75ｃｍ，鉆進速度不小于 5cm/h。 (3)、微風(fēng)化：棕紅色、棕褐色，角礫結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，巖芯較完整，呈長柱狀、柱狀、碎石狀，錘擊聲脆不易碎。 巖石風(fēng)化程度的直觀鑒別 本段巖石主要為沉積巖、巖漿巖、劃分風(fēng)化層如下： (1)、強風(fēng)化：棕紅色、紫褐色，斑狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，含角礫，巖芯呈碎塊狀，巖芯錘擊聲啞，手掰易碎，裂縫發(fā)育完全，較易鉆進。 (3)、 近靠地質(zhì)鉆孔的巖層抗壓強度。 終孔樁底巖石風(fēng)化程度判別原則 (1)、 巖石發(fā)風(fēng)化程度定性直觀判別內(nèi)容為：巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分、軟硬情況等。 5． 3 鉆孔樁樁底巖石終孔判別風(fēng)險 青島海灣大橋鉆孔樁數(shù)量多，且嵌巖深度大 ，施工過程中終孔判別 至關(guān)重要。施工過程中一旦終孔后檢測發(fā)現(xiàn)樁孔 下部出現(xiàn)傾斜，處理起來比 較麻煩，只能反復(fù)進行掃孔，耗時太多，影響工期，而且成樁質(zhì)量較差。 斜孔處理 青島海灣大橋 工程風(fēng)險分析報告 12 橋位區(qū)軟質(zhì)巖石和硬質(zhì)巖石分布不均勻，尤其是分布于軟質(zhì)巖石 中 的玄武巖，強度差異較大，施工過程中容易出現(xiàn)斜孔現(xiàn)象。而且部分軟質(zhì)巖石浸水易軟化、崩解的特點， 需 以泥漿護壁，減少孔壁土層的破壞。而且施工過程中無泥漿，對膠州灣的環(huán)境保護有利，無泥皮，樁側(cè)磨阻較高。而且由于鉆孔樁嵌入微（弱）風(fēng)化很深，造成鉆孔樁成孔困難，樁基施工周期長，給后續(xù)橋梁 上部結(jié)構(gòu) 施工造成巨大工期壓力。 根據(jù)基樁特點，采用 KP3500 和 ZSD350 等大直徑鉆機施工，須知我國在大直徑鉆機生產(chǎn)方面與國際先進水平差距較大。成孔后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，混凝土由水上攪拌船供應(yīng)。 5． 2 低墩區(qū)非通航孔橋獨樁施工風(fēng)險分析 低墩區(qū)非通航孔橋 采用獨樁獨柱的基礎(chǔ)形式，取消承臺，直接利用樁基護筒作為墩身施工的圍水結(jié)構(gòu)。 因此，在樁基設(shè)計時，既要考慮基巖的埋深情況，又要考慮巖體強度的差異性、不均勻性。 大沽河航道橋，東主墩巖性為泥質(zhì)砂巖、角礫巖，天然單軸抗壓強度 ～ ，屬軟質(zhì)巖石；西主墩巖性為玄武巖，揭露最大厚度為 m，天然單軸抗壓強度 0MPa，屬硬質(zhì)巖石。 軟硬不均勻性 橋位區(qū)巖性主要為沉積巖和巖漿巖，沉積巖為軟質(zhì)巖，其天然抗壓強度一般小于 2MPa，浸水易軟化，易崩解；而巖漿巖的全、強風(fēng)化層性質(zhì)較差，弱微風(fēng)化層天然抗壓強度 15～ 70MPa不等， 屬 較硬質(zhì)巖石。 橋位區(qū)分布的基巖有軟質(zhì)巖、硬質(zhì)巖，具有風(fēng)華差異性、軟硬不均勻性。 K14+250～ K17+600 段，頂板埋深 ～ ； K17+600～ K20+600 段，頂板埋深 ～ ， K20+600～ K27+950 段，頂板埋深 ～ ； K27+950～ K28+600段，頂板埋深 ～ ； K28+600 以西段基巖頂板埋深不超過 10m。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進，硬、軟件的不斷完善， GPS 測量定位技術(shù)將在青島海灣大橋施工中發(fā)揮越來越顯著的作用。在系統(tǒng)設(shè) 計時，重點考慮可靠性的問題，在設(shè)計時采用的主要技術(shù)和方法：一是每個基準(zhǔn)站單獨成域，保證系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計；二是對系統(tǒng)設(shè)備運行時可能發(fā)生的意外情況進行詳盡的分析，并提出相應(yīng)的解決方案；三是完善監(jiān)控機制，及時報警及處理問題。 GPS 與重力測量、水準(zhǔn)測量、三角高程測量相結(jié)合，綜合解算橋梁高程控制點的高程；同時利用正式施工前建立的海上試樁平臺建立高程控制點，有效地縮短高程傳遞 的 距離； 再在前期完工地部分橋墩承臺或墩身上設(shè)立加密控 制點；采用傳統(tǒng)的跨河水準(zhǔn)測量方法進行高程引測，逐步實現(xiàn)兩岸高程的 精密貫通，是實現(xiàn)近海工程遠距離施工中高程放樣的一種有效途徑。 4． 6 GPS 高程測量的精度控制 GPS 定位技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，成功地解決了跨海橋梁工程遠距離施工中平面定位地難題，但受多方面因素的制約， GPS 高程測量的精度仍不十分理想，目前僅能滿足樁基和承臺施工的需要。 應(yīng)在系統(tǒng)測定的偏差值趨于穩(wěn)定后再進行施工定位，以排除“假鎖定”現(xiàn)象，確保位置精度滿足施工要求。 施工過程中 應(yīng)對 GPS 定位結(jié)果進行必要的對比檢核，避免因衛(wèi)星狀況不佳或外界環(huán)境不利等原因造成定位誤差。 合理選布基準(zhǔn)站控制 點，設(shè)置基準(zhǔn)站、控制點間距應(yīng)小于有效作業(yè)半徑的三分之二，最好為三分之一左右。 海上測量定位產(chǎn)生的誤差，主要來源于儀器、衛(wèi)星信號和環(huán)境干擾三方面，包括儀器誤差、天線相位中心變化、衛(wèi)星軌道誤差、多路徑誤差、其他信號干擾、電離層誤差、對流層誤差、氣象因素影響以及 GPS 天線與設(shè)備相對位置的測定誤差。連續(xù)發(fā)布偽距差分信號和載波相位差分信號，使實時用戶能得到不隨距離變化的差分信號。該網(wǎng)將為大橋的建設(shè)管理提供高精度的 GPS 觀測數(shù)據(jù)，使后處理用戶達到毫米級的定位精度。在該網(wǎng)基礎(chǔ)再與原有 GPS 控制網(wǎng)點聯(lián)測構(gòu)成二等控制網(wǎng)。建成青島海灣大橋 GPS 綜合應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，將滿足青島海灣大橋控制點布設(shè)、施工測量、項目監(jiān)理、移動目標(biāo)導(dǎo)航、水下地形測量、地面沉降監(jiān)測、基準(zhǔn)點位移變化、氣象預(yù)報、大橋安全監(jiān)測等對衛(wèi)星的要求。處理中心將執(zhí)行幾個重要的任務(wù)，包括：原始數(shù)據(jù)和并進行質(zhì)量檢查；存儲和壓縮 RINEX 數(shù)據(jù)；改正天線相位中心；系統(tǒng)誤差的模型化及估算；產(chǎn)生數(shù)據(jù)為流動站接收機創(chuàng)建虛擬基站位置；產(chǎn)生流動站所在位置上的 RTK 改正數(shù)據(jù)流；發(fā)送 RTK 改正數(shù)據(jù)到野外的流動站。 VRS 工作原理：首先， GPS 流動站向處理中心發(fā)送它的概略位置，具體的方式是用移動電話鏈路（如 GSM 等）或其他手段發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的位置信息。運用網(wǎng)絡(luò) RTK， 用戶站與參考站距離 可 增加至 40 公里，并且縮短了初始化時間 ，提高了點位精度，增強了可靠性。但它的主要不足就是隨著用戶站 至參考站 間距離的增加，系統(tǒng)誤差（主要為多路徑效應(yīng)、電離層、對流層影響）增加，尤其是在電離層活躍高峰期，作用距離小于 10 公里，這就使 RTK 的應(yīng)用大受限制。 利用數(shù)據(jù)中心對各個流動站的監(jiān)控 功能，可以實時監(jiān)測施工用戶的作業(yè)情況，了解數(shù)據(jù)和施工的質(zhì)量， 在數(shù)據(jù)中心 ， 管理人員可以在室內(nèi)監(jiān)控施工單位的作業(yè)精度情況，也能全盤掌握工地的測量施工情況，為做出正確的決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，減輕業(yè)主和監(jiān)理單位工作量，而能對全程進行科學(xué)管理。通過 GPS 差分服務(wù)系統(tǒng)，可以實時得到大橋當(dāng)?shù)氐娜S坐標(biāo)，并能用于數(shù)據(jù)采集、放樣、監(jiān)測等工作。既可以利用陸地上的控制測量，也可以進行江河、海面的 施工放樣。 這些網(wǎng)的建立不但可以滿足城市動態(tài)控制網(wǎng)的要求，也可以滿足大橋建設(shè)、城市規(guī)劃、城市建設(shè)、城市管理、災(zāi)害預(yù)測、科學(xué)研究等多方面的需求，因此區(qū)域連續(xù)運行的 GPS 網(wǎng)是多用途的網(wǎng)，它應(yīng)是數(shù)字化建設(shè)的基礎(chǔ)工程。它不但具有全天候、全自動、實時導(dǎo)航定位功能還可進行天氣預(yù)報、災(zāi)害預(yù)測、提供無線通信和電網(wǎng)時間標(biāo)準(zhǔn)和電路檢測等功能。 4． 1 連續(xù)運行 GPS 基準(zhǔn)站簡介 連續(xù)運行 GPS 基準(zhǔn)站系統(tǒng)是利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技 術(shù)，在一個城市、一個地區(qū)根據(jù)需要按一定距離建立長年運行的衛(wèi)星永久跟蹤站，通過數(shù)據(jù)信網(wǎng)將跟蹤站的數(shù)據(jù)集中處理，然后發(fā)布給用戶，用戶只需一臺接收機就可進行野外作業(yè)，即可進行毫米級、厘米級、分米級、米級的準(zhǔn)實時、實時的