1、天橋特大橋承臺(tái)大體積混凝土施工溫度控制1 前言承臺(tái)大體積混凝土工程混凝土量大，澆筑時(shí)光長(zhǎng)，混凝土砂、石材料和與往有所不同，為確保承臺(tái)大體積混凝土施工質(zhì)量，有效控制溫度變形裂縫不是單純的結(jié)構(gòu)理論問(wèn)題，而是涉及到結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)造設(shè)計(jì)、材料組成和其物理力學(xué)指標(biāo)、施工設(shè)備、施工工藝等方面的綜合技術(shù)問(wèn)題。因此務(wù)必對(duì)混凝土的溫度舉行有效的控制使之不消失有害溫度裂縫確?；炷潦┕さ馁|(zhì)量。2 工程概況天橋特大橋主墩基礎(chǔ)為長(zhǎng)23.6m，寬20.6m，高6.0m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，混凝土方量為2916.96m3，均實(shí)行一次性澆筑完成。承臺(tái)基礎(chǔ)為250cm16根挖孔灌注樁。為避開(kāi)承臺(tái)混凝土消

2、失有害溫度裂縫，我們先期對(duì)承臺(tái)混凝土舉行了計(jì)算，并按照計(jì)算結(jié)果決定了承臺(tái)混凝土不消失有害溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)制定出了現(xiàn)場(chǎng)溫控措施。3 溫控計(jì)算承臺(tái)混凝土在施工過(guò)程中，因?yàn)樗療岬淖饔茫鋬?nèi)部溫度變化歷經(jīng)升溫期、降溫期、穩(wěn)定期三個(gè)階段。隨著混凝土不同階段混凝土也隨之消失伸縮，當(dāng)混凝土體積變化受到約束，就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。倘若該應(yīng)力超過(guò)其同期混凝土的抗拉強(qiáng)度， 混凝土就會(huì)消失溫度裂縫。因此大體積混凝土務(wù)必采用溫控防裂措施。3.1 計(jì)算條件3.1.1 按照承臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 天橋特大橋承臺(tái)采用一次整體澆注，承臺(tái)中布置5層50mm的冷卻管，因?yàn)榉抡娣治鲇?jì)算中參數(shù)和邊界取值與實(shí)際施工過(guò)程有一定的偏差，因此有

3、可能使仿真計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果有一定的誤差。通過(guò)對(duì)天橋特大橋承臺(tái)水化熱舉行仿真分析，可知內(nèi)部最高溫度將達(dá)到52.4，內(nèi)外溫差達(dá)到14.4，因此在施工和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中通過(guò)控制冷卻管通水可以達(dá)到控制水化熱的目的。3.1.2 基巖按中風(fēng)化巖考慮，其彈性模量取30GPa；3.1.3混凝土按6層澆筑，澆筑厚度分離為1m、1m、1m、1m、1m、1m。3.2 溫度場(chǎng)主要特征混凝土澆筑后一般在23d后即達(dá)到溫度峰值，溫峰持續(xù)10h后溫度開(kāi)頭下降，初期降溫速度較快，以后降溫速率漸漸減慢，至1220d后降溫平緩，溫度趨于準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)。第一層混凝土內(nèi)部最高溫度約為43，其次層混凝土內(nèi)部最高溫度約為48。第三層混凝土

4、內(nèi)部最高溫度約為52.4。第四層混凝土內(nèi)部最高溫度約為48。第五層混凝土內(nèi)部最高溫度約為46。3.3 力場(chǎng)主要特征混凝土應(yīng)力計(jì)算顯示，混凝土應(yīng)力最大值消失在其次層底部和第三層中部。3.4 結(jié)果分析按照計(jì)算結(jié)果承臺(tái)混凝土早期(14d左右)最大溫度應(yīng)力為1.1MPa，而此時(shí)C30混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度1.4-2.3MPa，抗裂平安系數(shù)K1.4，后期也有1.5以上的抗裂平安系數(shù)，不會(huì)產(chǎn)生有害溫度裂縫。3.5 溫度控制標(biāo)準(zhǔn)按照計(jì)算成績(jī)，在施工期內(nèi)為保證承臺(tái)不消失有害溫度裂縫，本工程實(shí)行如下溫控標(biāo)準(zhǔn)：3.5.1 混凝土最大絕熱溫升不應(yīng)超高60；3.5.2 混凝土內(nèi)表溫差不超過(guò)25；3.5.3 混凝土降溫速率

5、不超過(guò)2.0/d。3.5.4 水泥入場(chǎng)溫度不應(yīng)超過(guò)50，否則應(yīng)實(shí)行相應(yīng)措施；3.5.5 混凝土澆筑溫度不超過(guò)20，否則應(yīng)實(shí)行相應(yīng)措施。4 現(xiàn)場(chǎng)溫控措施4.1 混凝土協(xié)作比的優(yōu)化為降低水化熱溫升合理抉擇級(jí)配良好的砂、石料，抉擇優(yōu)良的混凝土外加劑，控制混凝土協(xié)作比，節(jié)省水泥用量，是降低混凝土內(nèi)部水化熱溫升的重要環(huán)節(jié)。4.1.1 混凝土原材料質(zhì)量控制a.水泥：水泥使用溫度不得超過(guò)50，否則務(wù)必實(shí)行措施降低水泥溫度。b.粉煤灰：粉煤灰為畢節(jié)電廠生產(chǎn)的級(jí)粉煤灰，入場(chǎng)后應(yīng)分批檢驗(yàn)。c.砂：采用中粗砂。細(xì)度模數(shù)為2.33.1，屬級(jí)配范圍，含泥量2%，入場(chǎng)后應(yīng)分批檢驗(yàn)。d.碎石：碎石主要采用顆粒級(jí)配為531.

6、5mm繼續(xù)級(jí)配或二級(jí)配。石子務(wù)必分批檢驗(yàn)嚴(yán)格控制其含泥量不超過(guò)1.5%。e.外加劑：摻加緩凝型高效減水劑徐州超力超力聚羧酸CQP緩凝型高效減水劑。4.1.2 混凝土協(xié)作比混凝土初始坍落度控制在1218cm，初凝時(shí)光大于12h。施工采用協(xié)作比如表1。4.1.3 現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工要求a.施工當(dāng)中由實(shí)驗(yàn)室派實(shí)驗(yàn)員專人負(fù)責(zé)施工協(xié)作比，嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量，使其和易性滿意施工要求。b.自高處向模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r，為防止混凝土離析，在施工中按以下要求舉行操作：當(dāng)直接從高處卸料時(shí)，高度不應(yīng)超過(guò)2m；當(dāng)高度超過(guò)2m時(shí)，應(yīng)通過(guò)運(yùn)用混凝土輸送軟管送料；在串筒出料口下面混凝土積累高度不應(yīng)超過(guò)1m，準(zhǔn)時(shí)攤平，分層振搗。c

7、.混凝土按規(guī)定厚度、挨次和方向分層澆筑，務(wù)必在下層混凝土初凝前澆筑完畢上層混凝土?；炷练謱訚仓穸炔灰顺^(guò)1m，并保持2臺(tái)混凝土泵輸送泵從畢節(jié)岸和威寧岸輸送混凝土舉行澆注。d.澆筑時(shí)采用振動(dòng)器振搗振實(shí)：用70插入式振動(dòng)器時(shí)，與側(cè)模應(yīng)保持2040cm距離，并避免測(cè)溫預(yù)埋管1015cm，應(yīng)插入下層混凝土1015cm；對(duì)每一部位混凝土務(wù)必振動(dòng)到密實(shí)為止。密實(shí)的標(biāo)志是：混凝土停止下沉，不再冒氣泡，表面呈平坦、泛漿。4.1.4 現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑溫度的控制在每次開(kāi)盤(pán)之前，實(shí)驗(yàn)室要量測(cè)水泥、砂、石、水的溫度，特地記錄，計(jì)算其出機(jī)溫度，并估算澆筑溫度，計(jì)算方法如下：混凝土的出機(jī)溫度T0 T0=(0.20+QS

8、)WSTS+(0.20+Qg)WgTg+0.20WCTC+(WW-QSWS)TW/0.20(WS+WG+WC)+WW式中：QS、Qg分離為砂、石的含水量，以%計(jì)；WS、Wg、WC、TW分離為每方混凝土中砂、石、水泥和水的分量(粉煤灰計(jì)入水泥中)；TS、TG、TC、TW分離為砂、石、水泥和水的溫度?；炷恋臐仓囟萒p=T0+(Tn-t0)(1+2+3+n)式中：Tn混凝土運(yùn)送和澆筑時(shí)氣溫：1、2、3、n有關(guān)的系數(shù)，其數(shù)值如下：a.混凝土裝、卸和運(yùn)轉(zhuǎn)，每次=0.03；b.混凝土運(yùn)送時(shí)=A，為運(yùn)送時(shí)光以分鐘計(jì)；c.澆筑過(guò)程中=0.03，為澆筑振搗時(shí)光以分鐘計(jì)。嚴(yán)格控制混凝土原材料的溫度，考慮混凝土

9、方量大需要水泥量大，本項(xiàng)目組織20輛散裝水泥運(yùn)送車，保證水泥的提供，同時(shí)，在畢節(jié)岸與威寧岸拌合站水泥庫(kù)房?jī)?chǔ)存400T袋裝水泥；因天氣陰天多，砂、石料溫度不高；拌和水溫度僅達(dá)到17左右。4.2 埋設(shè)冷卻水管及其要求(1)按照混凝土內(nèi)部溫度分布特征，在每層混凝土中埋設(shè)冷卻水管，原設(shè)計(jì)冷卻水管為32mm的黑鐵管改成501mm的薄壁鋼管，其水平間距為1m，冷卻水管距混凝土表面大于10cm，冷卻水管進(jìn)出口集中布置，以利于統(tǒng)一管理。(2)冷卻水管使用及其控制冷卻水管使用前應(yīng)舉行壓水實(shí)驗(yàn)，防止管道漏水、阻水。在混凝土澆筑中設(shè)2人特地負(fù)責(zé)檢查漏水并準(zhǔn)時(shí)舉行防漏處理。混凝土澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高10cm后即開(kāi)頭

10、通水，各層混凝土峰值過(guò)后即停止通水，通水流量應(yīng)達(dá)到30L/min，通水時(shí)光按照測(cè)溫結(jié)果決定；嚴(yán)格控制進(jìn)出水溫度，保證冷卻水管進(jìn)水溫度與混凝土內(nèi)部最高溫度之差不超過(guò)25。待主通水冷卻所有結(jié)束后，應(yīng)采用同強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿封堵冷卻水管。4.3控制混凝土澆筑間歇期與混凝土養(yǎng)護(hù)每次混凝土澆筑間歇期應(yīng)控制在5天。養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土強(qiáng)度正常增長(zhǎng)及削減收縮裂縫具有重要意義，因此施工中非常重視混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。承臺(tái)頂面采用塑料膜掩蓋并蓄水養(yǎng)護(hù)，側(cè)面主要實(shí)行灑水養(yǎng)護(hù)做法如下：在混凝土側(cè)面采用吊掛棉被養(yǎng)護(hù)，并推遲拆模時(shí)光，拆模時(shí)光23d，拆模后用塑料薄膜包裹保濕，防止混凝土消失裂縫。4.4 混凝土溫控施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)(1)

11、溫度測(cè)試內(nèi)容。按照溫度計(jì)算成績(jī)，為做到信息化施工，真切反映各層混凝土的溫控效果，以便消失異樣狀況準(zhǔn)時(shí)實(shí)行有效措施.(2)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求。各項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目宜在混凝土澆筑后立刻舉行，繼續(xù)不斷?；炷恋臏囟葴y(cè)試，峰值以前每2h監(jiān)測(cè)一次，峰值消失后每4h監(jiān)測(cè)一次，持續(xù)7d，然后轉(zhuǎn)入天天測(cè)2次，直到溫度變化基本穩(wěn)定。(3)監(jiān)測(cè)所用器具。溫度監(jiān)測(cè)儀采用501mm的薄壁鋼管，內(nèi)裝灌滿清水。5 內(nèi)部溫度檢測(cè)結(jié)果(1)承臺(tái)中心部位的溫度變化邏輯承臺(tái)第一層澆筑后中心部位溫度24h后比入倉(cāng)溫度上升20，差不多39h達(dá)到溫度最高值，增大水流量至最大。其次層澆筑在第一層澆筑完畢全進(jìn)入其次層混凝土澆筑，因?yàn)橄聦踊炷翆?duì)上層新澆

12、混凝土的影響，其次層中心部位達(dá)到最高值，達(dá)50.1，持續(xù)時(shí)光17h，即較急劇下降，冷卻水停止，稍有反彈，8d后趨向安穩(wěn)。第三層澆筑在其次層澆筑完畢后進(jìn)入第三層混凝土澆筑，同其次層一樣，因?yàn)橄聦訉?duì)上層新澆混凝土的影響，其中心溫度最高達(dá)到52.2，此溫度持續(xù)12h。第四層混凝土澆筑后，其最高溫度達(dá)到47.6，加大水流量為最大，高溫持續(xù)3天。第五層混凝土溫度最高達(dá)到40.9，三天后溫度有所下降，達(dá)到36.1左右。(2)邊緣溫度變化狀況因?yàn)殚沤?dāng)?shù)貧鉁夭桓?，邊緣溫度隨氣溫影響較小?；炷羶?nèi)表溫差一直小于溫控25.0標(biāo)準(zhǔn)，末造成損害。(3)冷卻水溫度狀況承臺(tái)所布冷卻水管是根據(jù)原設(shè)計(jì)施工，只是在溫度開(kāi)頭上升時(shí)流量加大，冷卻水通水時(shí)光控制在混凝土一開(kāi)頭有溫升即開(kāi)頭通水，待達(dá)到最高溫度開(kāi)