精品文檔-下載后可編輯新通揚運河特大橋塔座［內(nèi)容摘要］介紹了新通揚運河特大橋塔座大體積混凝土的溫控設(shè)計與施工技術(shù)。

［關(guān)鍵詞］大體積混凝土；溫控；裂縫；透水模板布；冷卻水管；測溫元件

1、前言

新通揚運河特大橋塔座為正8邊型棱臺，頂面縱橫向均長18m，底面縱橫向均長21m，高2.5m，混凝土為C50,總方量為792.2m3。

2、大體積混凝土配合比設(shè)計和溫控計算

塔座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。

2.1、混凝土配合比設(shè)計

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：

①、混凝土抗壓強(qiáng)度：混凝土28天強(qiáng)度>C50級

②、坍落度：18±2cm

③、含氣量：

④、凝結(jié)時間：混凝土澆筑時間約22h,則其初凝時間定為24小時左右,終凝時間26小時左右

其中：

水泥：采用P?O52.5水泥

細(xì)集料：采用級配良好的中砂，含泥量不大于1.5%。

粗集料：5～31.5mm的連續(xù)級配碎石，含泥量不大于0.5%。

外加劑：采用PCA(Ⅰ)高性能緩凝減水劑。

水：深井水。

2.2、溫控計算

根據(jù)混凝土配合比、水泥水化熱值計算溫控值。

2.2.1、溫度計算

2.2.1.1、絕熱溫升

混凝土絕熱溫升的計算公式如下

（1-1）

其中：

―齡期（d）

水泥28天的水化熱，混凝土比熱

計算結(jié)果表明：在第28天齡期時，混凝土的絕熱溫升為67.808℃。絕熱溫升的變化曲線見圖1。

圖1混凝土絕熱溫升圖

2.2.1.2、混凝土中心溫度

塔座澆筑時間在8月份左右。查得橋位區(qū)8月份的歷年平均氣溫為27.3℃，則混凝土澆筑溫度定位T0=27.3℃。在考慮冷卻降溫的條件下，混凝土中心溫度的計算公式為：

（1-2）

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66.875℃，其溫度曲線見圖2。

2.2.1.3、混凝土表層溫度和平均溫度

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：

（1-3）

其中：

―施工期大氣溫度,為27.3℃―混凝土計算厚度（m）

―混凝土實際厚度(m)，2.5m

―混凝土虛厚度(m)

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42.296℃。混凝土最大內(nèi)表溫差為24.579℃，其溫度曲線見圖2。

混凝土平均溫度：

（1-4）

其溫度曲線圖2。

圖2溫度曲線圖

2.2.2、溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

①、混凝土的上下層溫差不超過20℃。

②、混凝土內(nèi)表溫差≤25℃。

③、混凝土降溫速率不超過2℃/天。

3、防控裂縫的措施

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。

3.1、降低混凝土的水化升溫

3.1.1、混凝土配比

①、選用低水化熱水泥。

②、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。

3.1.2、降低混凝土的拌和、澆筑溫度

①、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。

②、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。

③、采用深井水拌和混凝土。

④、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。

⑤、選擇低溫時段澆筑，盡量安排在夜間或陰天施工。

3.1.3、混凝土分層澆筑

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。

3.1.4、通水冷卻

混凝土內(nèi)埋設(shè)冷卻水管通水冷卻，以降低混凝土內(nèi)部溫度。

冷卻水管采用Φ32×1.8mm黑鐵皮管，冷卻水采用深層運河水。塔座共布置3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)在塔座頂面，且伸出塔座30～50cm。冷卻水管的布置見圖3。

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。

冷卻水采用集水箱供水，單只水箱容量為12m3左右。運河水進(jìn)入集水箱沉淀過濾，

圖3塔座冷卻水管布置圖

圖4冷卻系統(tǒng)布置圖

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、分流器的布置見圖4。

考慮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℃。在冷卻過程中須根據(jù)溫度監(jiān)測情況及時調(diào)整水溫和通水流量。

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)。

3.2、提高混凝土的抗裂能力

3.2.1、采用透水模板布

塔座斜面混凝土表面極易產(chǎn)生氣泡、砂線、裂縫等質(zhì)量通病，為了減少裂縫的產(chǎn)生，保證塔座混凝土外觀質(zhì)量，塔座模板采用透水模板布施工。透水布具有透氣、吸水、排水功能，能夠有效排除混凝土表面的氣泡和泌水，同時在混凝土表面形成一層致密的保護(hù)膜，減少裂縫的產(chǎn)生。

3.2.2、混凝土配比

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。

3.2.3、配置控裂鋼筋

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。

按設(shè)計，在塔座四周和頂面布置防裂鋼筋網(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。

3.2.4、保證混凝土的密實性

①、加強(qiáng)混凝土的振搗：采用振動棒振搗密實。

②、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。

3.3、混凝土表面蓄水、保溫養(yǎng)護(hù)，控制混凝土內(nèi)表溫差

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：

①、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。

②、延緩拆模時間，一般不小于5天。模板拆除后，混凝土表面貼雙層塑料薄膜保溫。

4、溫度監(jiān)測

4.1、監(jiān)測目的

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。

4.2、測溫元件布置

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，儀器主要布置在塔座中心線上，以其中半個斷面為重點。儀器的布置見圖5。

圖5測溫元件的布置

4.3、溫度監(jiān)測

儀器埋入后即開始正常測量，測量頻率先密后疏?；炷脸跄?d內(nèi)每2h一次，5～10d每4h一次，11～2