新通揚運河特大橋主墩承臺大體積混凝土溫控設(shè)計與施工

1、<p>　　新通揚運河特大橋主墩承臺大體積混凝土溫控設(shè)計與施工</p><p>　　摘要：介紹了新通揚運河特大橋主墩承臺大體積混凝土的溫控設(shè)計與施工技術(shù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土溫控裂縫冷卻水管測溫元件 </p><p>　　中圖分類號： TV544+.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><

2、;b>　　1 前言 </b></p><p>　　主墩承臺為8邊型，順橋向長28.4m，橫橋向?qū)?9.8m，高5m。承臺混凝土為C40,單個承臺混凝土方量為3658m3。 </p><p>　　2 大體積混凝土配合比設(shè)計和溫控計算 </p><p>　　承臺為典型的高性能大體積混凝土結(jié)構(gòu)，極易產(chǎn)生裂縫。為盡量減少有害裂縫的產(chǎn)生，須對混凝土配合比進(jìn)行

3、專項設(shè)計，計算混凝土中心溫度、表層溫度和內(nèi)表溫差，從而制定有效的溫控措施。 </p><p>　　2.1 混凝土配合比設(shè)計 </p><p>　　承臺混凝土分兩次澆筑：第一次澆筑高度為3.0m，方量2195m3;第二次澆筑高度為2.0m,方量為1462m3。針對混凝土強(qiáng)度、溫控和泵送的特點，混凝土采用高集料、低水灰比、低水泥用量和雙摻材料，其性能指標(biāo)如下： </p><

4、p>　?、?、混凝土抗壓強(qiáng)度 ：混凝土28天強(qiáng)度> C40級 </p><p>　　②、坍落度：18±2cm </p><p>　　③、含氣量：<3.5% </p><p>　?、?、凝結(jié)時間：40小時左右,終凝時間42小時左右 </p><p><b>　　2.2 溫控計算 </b></p

5、><p>　　根據(jù)混凝土配合比、水泥水化熱值和澆筑溫度計算溫度值。 </p><p>　　2.2.1 絕熱溫升 </p><p>　　混凝土絕熱溫升的計算公式如下 </p><p><b>　?。?-1） </b></p><p><b>　　其中： </b></p>

6、<p><b>　　—齡期（d） </b></p><p>　　水泥28天的水化熱，混凝土比熱 </p><p>　　計算結(jié)果表明：在第28天齡期時，混凝土的絕熱溫升為44.188℃。絕熱溫升的變化曲線見圖1。 </p><p>　　2.2.2 混凝土中心溫度 </p><p>　　塔座澆筑時間在7月份左右

7、。查得橋位區(qū)自1959～2005年7月份的平均氣溫為27.8℃，則混凝土澆筑溫度定位T0=27.8℃。在考慮冷卻降溫的條件下，混凝土中心溫度的計算公式為： </p><p><b>　?。?-2） </b></p><p>　　計算結(jié)果表明：采用冷卻水降溫，在第3天齡期時，混凝土內(nèi)部溫度最高，達(dá)到57.848℃，其溫度曲線見圖2。 </p><p&

8、gt;　　2.2.3 混凝土表層溫度和平均溫度 </p><p>　　塔座頂面采用循環(huán)水蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水深度為10cm，混凝土表層溫度計算公式如下： </p><p><b>　　（1-3） </b></p><p><b>　　其中： </b></p><p>　　—施工期大氣溫度,為27.8℃ —

9、混凝土計算厚度（m） </p><p>　　—混凝土實際厚度(m)，3.0m —混凝土虛厚度(m) </p><p>　　計算結(jié)果表明：在第3天齡期時，混凝土表面溫度最高，達(dá)到37.295℃?；炷磷畲髢?nèi)表溫差為20.553℃，其溫度曲線見圖2。 </p><p><b>　　混凝土平均溫度： </b></p><p>

10、<b>　　（1-4） </b></p><p><b>　　其溫度曲線圖2。 </b></p><p>　　圖1混凝土絕熱溫升圖 </p><p><b>　　圖2溫度曲線圖 </b></p><p>　　2.2.4 溫度控制標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　

11、?、佟⒒炷恋纳舷聦訙夭畈怀^20℃。 </p><p>　　②、混凝土內(nèi)表溫差≤25℃。 </p><p>　?、邸⒒炷两禍厮俾什怀^2℃/天。 </p><p>　　3 防控裂縫的措施 </p><p>　　為有效控制有害裂縫的產(chǎn)生，必須從控制混凝土水化升溫、內(nèi)表溫差、減少混凝土收縮變形、提高混凝土抗裂能力和配筋等方面采取綜合的防控措施

12、。 </p><p>　　3.1 降低混凝土的水化升溫 </p><p>　　3.1.1、混凝土配比 </p><p>　　①、選用低水化熱水泥。 </p><p>　?、?、采用雙摻技術(shù)：摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰，降低水泥用量；摻入高性能緩凝減水劑，延緩混凝土的初凝時間。 </p><p>　　3.1.2、降低混凝土的拌和、澆筑

13、溫度 </p><p>　?、?、水泥提前6d入罐，延長水泥的存放時間，降低水泥的拌和溫度。 </p><p>　?、?、預(yù)冷集料，堆高骨料，堆放時間為5d以上，并采取措施避免骨料在日照下溫度回升。 </p><p>　?、?、采用深井水拌和混凝土。 </p><p>　?、?、加快混凝土運輸和入倉速度，減少混凝土在運輸和澆筑過程中的溫度回升。 &l

14、t;/p><p>　　⑤、選擇低溫時段澆筑，盡量安排在夜間或陰天施工。 </p><p>　　3.1.3、混凝土分層澆筑 </p><p>　　為加快混凝土的內(nèi)部散熱，混凝土采用水平分層澆筑，每層鋪筑厚度不超過30cm。 </p><p>　　3.1.4、通水冷卻 </p><p>　　混凝土內(nèi)埋設(shè)冷卻水管通水冷卻，以降低

15、混凝土內(nèi)部溫度。 </p><p>　　冷卻水管采用Φ32×1.8mm黑鐵皮管，冷卻水采用深層運河水。承臺共布置5層冷卻水管，每層冷卻水管單根最大長度≤200m，以利于提高降溫效果。為方便通水管理，各層水管的進(jìn)、出口均設(shè)在承臺頂面，且伸出塔座30～50cm。冷卻水管的布置見附圖3。 </p><p>　　冷卻水管安裝完成后，須試通水檢查，確保無漏水和阻塞現(xiàn)象。 </p>

16、;<p>　　冷卻水采用集水箱供水，單只水箱容量為18m3左右。運河水進(jìn)入集水箱沉淀過濾，減少泥沙含量。集水箱內(nèi)設(shè)進(jìn)水泵一臺，壓泵一臺。壓泵壓水進(jìn)入分流器，分流器分流進(jìn)入冷卻水管，以保證水的流速和流量，確保降溫效果。每根冷卻水管的通水流量按16～20L/min設(shè)計。集水箱、分流器的布置見附圖4?？紤]到混凝土的澆注時間較長，冷卻水管應(yīng)在混凝土覆蓋一層即通水冷卻一層，通水時間20天左右，直至混凝土內(nèi)表溫差小于25℃。在冷卻過程

17、中須根據(jù)溫度監(jiān)測情況及時調(diào)整水溫和通水流量。 </p><p>　　在通水冷卻完畢后，采用同標(biāo)號的水泥凈漿壓入冷卻管內(nèi)。 </p><p>　　3.2 提高混凝土的抗裂能力 </p><p>　　3.2.1 優(yōu)化混凝土配比 </p><p>　　采用級配良好的粗骨料，嚴(yán)格按規(guī)范值控制砂石的含泥量，以提高混凝土的抗裂能力。 </p>

18、<p>　　3.2.2 配置控裂鋼筋 </p><p>　　配置防裂鋼筋的目的是減少混凝土收縮裂縫的寬度，使裂縫寬度小于設(shè)計規(guī)定的限值，一般≤0.2mm。 </p><p>　　按設(shè)計，在承臺四周和地面布置防裂鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)為定型產(chǎn)品，鋼筋為φ8mm帶肋筋，網(wǎng)格間距10×10cm。網(wǎng)片的凈保護(hù)層嚴(yán)格控制在3～4cm。 </p><p>　　3

19、.2.3 保證混凝土的密實性 </p><p>　?、佟⒓訌?qiáng)混凝土的振搗：采用振動棒振搗密實。 </p><p>　?、?、混凝土頂面的處理：在混凝土初凝前，按測量標(biāo)高用木刮尺進(jìn)行刮平，然后用木泥抹打磨壓實，最后用鐵抹收光壓實。在施工過程中，為防止混凝土表面裂紋的出現(xiàn)，采用平板振搗器進(jìn)行二次振搗，增加混凝土收面、壓光遍數(shù)等辦法。 </p><p>　　3.3 混凝土表

20、面蓄水、保溫養(yǎng)護(hù)，控制混凝土內(nèi)表溫差 </p><p>　　為使混凝土表面緩慢降溫，避免溫度驟降，確保混凝土內(nèi)表溫差控制在設(shè)計范圍內(nèi)，采取以下措施： </p><p>　?、?、混凝土終凝后頂面開始蓄水養(yǎng)生，水深不小于10cm，養(yǎng)護(hù)4～5d。蓄水養(yǎng)護(hù)完畢后，覆蓋塑料薄膜保濕并加蓋雙層土工布保溫養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于20d。 </p><p>　?、凇⒀泳彶鹉r間，一般不

21、小于5天。模板拆除后，混凝土表面貼雙層塑料薄膜保溫。 </p><p><b>　　4 溫度監(jiān)測 </b></p><p><b>　　4.1 監(jiān)測目的 </b></p><p>　　采用測溫元件監(jiān)測混凝土內(nèi)表溫度，及時調(diào)整水溫和通水流量，確保溫控效果。 </p><p>　　4.2 測溫元件布置

22、</p><p>　　儀器的布點按照突出重點、兼顧全局的原則，在滿足監(jiān)測要求的前提下，以盡量少的儀器獲得所需的監(jiān)測資料。根據(jù)對稱性結(jié)構(gòu)的溫度變化般規(guī)律，儀器主要布置在承臺中心線上，以其中半個斷面為重點。儀器的布置見附圖5。 </p><p><b>　　4.3 溫度監(jiān)測 </b></p><p>　　儀器埋入后即開始正常測量，測量頻率先密后疏。

23、混凝土初凝后4d內(nèi)每2h一次，5～10d每4h一次，11～20d每天1～2次，20d以后每天一次。監(jiān)測時間為28天左右。 </p><p>　　由專人負(fù)責(zé)匯總監(jiān)測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題及時匯報，并研究應(yīng)對措施，確保溫控成功。 </p><p><b>　　5結(jié)語 </b></p><p>　　新通揚運河特大橋主墩承臺大體積混凝土采取了有效的溫控措施，成