新通扬运河特大桥主墩承台大体积混凝土温控设计与施工.doc

1、新通扬运河特大桥主墩承台大体积混凝土温控设计与施工摘要：介绍了新通扬运河特大桥主墩承台大体积混凝土的温控设计与施工技术。 关键词：大体积混凝土温控裂缝冷却水管测温元件 中图分类号： TV544+.91 文献标识码： A 文章编号： 1 前言 主墩承台为 8 边型，顺桥向长 28.4m，横桥向宽 29.8m，高 5m。承台混凝土为 C40,单个承台混凝土方量为 3658m3。 2 大体积混凝土配合比设计和温控计算 承台为典型的高性能大体积混凝土结构，极易产生裂缝。为尽量减少有害裂缝的产生，须对混凝土配合比进行专项设计，计算混凝土中心温度、表层温度和内表温差，从而制定有效的温控措施。 2.1 混凝

2、土配合比设计 承台混凝土分两次浇筑：第一次浇筑高度为 3.0m，方量 2195m3;第二次浇筑高度为 2.0m,方量为 1462m3。针对混凝土强度、温控和泵送的特点，混凝土采用高集料、低水灰比、低水泥用量和双掺材料，其性能指标如下： 、混凝土抗压强度 ：混凝土 28 天强度 C40 级 、坍落度：182cm 、含气量：3.5% 、凝结时间：40 小时左右,终凝时间 42 小时左右 2.2 温控计算 根据混凝土配合比、水泥水化热值和浇筑温度计算温度值。 2.2.1 绝热温升 混凝土绝热温升的计算公式如下 （1-1） 其中： 龄期（d） 水泥 28 天的水化热，混凝土比热 计算结果表明：在第 2

3、8 天龄期时，混凝土的绝热温升为 44.188。绝热温升的变化曲线见图 1。 2.2.2 混凝土中心温度 塔座浇筑时间在 7 月份左右。查得桥位区自 19592005 年 7 月份的平均气温为 27.8，则混凝土浇筑温度定位 T0=27.8。在考虑冷却降温的条件下，混凝土中心温度的计算公式为： （1-2） 计算结果表明：采用冷却水降温，在第 3 天龄期时，混凝土内部温度最高，达到 57.848，其温度曲线见图 2。 2.2.3 混凝土表层温度和平均温度 塔座顶面采用循环水蓄水养护，蓄水深度为 10cm，混凝土表层温度计算公式如下： （1-3） 其中： 施工期大气温度,为 27.8 混凝土计算厚

4、度（m） 混凝土实际厚度(m)，3.0m 混凝土虚厚度(m) 计算结果表明：在第 3 天龄期时，混凝土表面温度最高，达到37.295。混凝土最大内表温差为 20.553，其温度曲线见图 2。 混凝土平均温度： （1-4） 其温度曲线图 2。 图 1 混凝土绝热温升图 图 2 温度曲线图 2.2.4 温度控制标准 、混凝土的上下层温差不超过 20。 、混凝土内表温差25。 、混凝土降温速率不超过 2/天。 3 防控裂缝的措施 为有效控制有害裂缝的产生，必须从控制混凝土水化升温、内表温差、减少混凝土收缩变形、提高混凝土抗裂能力和配筋等方面采取综合的防控措施。 3.1 降低混凝土的水化升温 3.1.

5、1、混凝土配比 、选用低水化热水泥。 、采用双掺技术：掺入优质粉煤灰，降低水泥用量；掺入高性能缓凝减水剂，延缓混凝土的初凝时间。 3.1.2、降低混凝土的拌和、浇筑温度 、水泥提前 6d 入罐，延长水泥的存放时间，降低水泥的拌和温度。、预冷集料，堆高骨料，堆放时间为 5d 以上，并采取措施避免骨料在日照下温度回升。 、采用深井水拌和混凝土。 、加快混凝土运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升。 、选择低温时段浇筑，尽量安排在夜间或阴天施工。 3.1.3、混凝土分层浇筑 为加快混凝土的内部散热，混凝土采用水平分层浇筑，每层铺筑厚度不超过 30cm。 3.1.4、通水冷却 混凝土内

6、埋设冷却水管通水冷却，以降低混凝土内部温度。 冷却水管采用 321.8mm 黑铁皮管，冷却水采用深层运河水。承台共布置 5 层冷却水管，每层冷却水管单根最大长度200m，以利于提高降温效果。为方便通水管理，各层水管的进、出口均设在承台顶面，且伸出塔座 3050cm。冷却水管的布置见附图 3。 冷却水管安装完成后，须试通水检查，确保无漏水和阻塞现象。 冷却水采用集水箱供水，单只水箱容量为 18m3 左右。运河水进入集水箱沉淀过滤，减少泥沙含量。集水箱内设进水泵一台，压泵一台。压泵压水进入分流器，分流器分流进入冷却水管，以保证水的流速和流量，确保降温效果。每根冷却水管的通水流量按 1620L/mi

7、n 设计。集水箱、分流器的布置见附图 4。考虑到混凝土的浇注时间较长，冷却水管应在混凝土覆盖一层即通水冷却一层，通水时间 20 天左右，直至混凝土内表温差小于 25。在冷却过程中须根据温度监测情况及时调整水温和通水流量。 在通水冷却完毕后，采用同标号的水泥净浆压入冷却管内。 3.2 提高混凝土的抗裂能力 3.2.1 优化混凝土配比 采用级配良好的粗骨料，严格按规范值控制砂石的含泥量，以提高混凝土的抗裂能力。 3.2.2 配置控裂钢筋 配置防裂钢筋的目的是减少混凝土收缩裂缝的宽度，使裂缝宽度小于设计规定的限值，一般0.2mm。 按设计，在承台四周和地面布置防裂钢筋网。钢筋网为定型产品，钢筋为 8

8、mm 带肋筋，网格间距 1010cm。网片的净保护层严格控制在34cm。 3.2.3 保证混凝土的密实性 、加强混凝土的振捣：采用振动棒振捣密实。 、混凝土顶面的处理：在混凝土初凝前，按测量标高用木刮尺进行刮平，然后用木泥抹打磨压实，最后用铁抹收光压实。在施工过程中，为防止混凝土表面裂纹的出现，采用平板振捣器进行二次振捣，增加混凝土收面、压光遍数等办法。 3.3 混凝土表面蓄水、保温养护，控制混凝土内表温差 为使混凝土表面缓慢降温，避免温度骤降，确保混凝土内表温差控制在设计范围内，采取以下措施： 、混凝土终凝后顶面开始蓄水养生，水深不小于 10cm，养护45d。蓄水养护完毕后，覆盖塑料薄膜保湿

9、并加盖双层土工布保温养护，养护时间不少于 20d。 、延缓拆模时间，一般不小于 5 天。模板拆除后，混凝土表面贴双层塑料薄膜保温。 4 温度监测 4.1 监测目的 采用测温元件监测混凝土内表温度，及时调整水温和通水流量，确保温控效果。 4.2 测温元件布置 仪器的布点按照突出重点、兼顾全局的原则，在满足监测要求的前提下，以尽量少的仪器获得所需的监测资料。根据对称性结构的温度变化般规律，仪器主要布置在承台中心线上，以其中半个断面为重点。仪器的布置见附图 5。 4.3 温度监测 仪器埋入后即开始正常测量，测量频率先密后疏。混凝土初凝后 4d内每 2h 一次，510d 每 4h 一次，1120d 每天 12 次，20d 以后每天一次。监测时间为 28 天左右。 由专人负责汇总监测结果，发现问题及时汇报，并研究应对措施，确保温控成功。 5 结语 新通扬运河特大桥主墩承台大体积混凝土采取了有效的温控措施，成功避免了混凝土有害裂缝的产生，可为相似桥梁的建设提供有益的借鉴。