赤通高速公路撒力巴至下洼段張達溝大橋空心薄壁墩混凝土溫控方案研究

王 驍，馬天麗，傅燕峰

(1.長安大學;2.內蒙古自治區交通運輸廳;3.赤峰市公路管理處;4.內蒙古自治區公路局)

赤通高速公路撒力巴至下洼段張達溝大橋空心薄壁墩混凝土溫控方案研究

王 驍1，2，馬天麗3，傅燕峰4

(1.長安大學;2.內蒙古自治區交通運輸廳;3.赤峰市公路管理處;4.內蒙古自治區公路局)

橋梁薄壁墩是橋梁的重要結構，也是裂縫容易發生和發展的部位，對該部位結構加強質量控制十分必要，采取有效溫控措施的情況下，可以確保薄壁墩混凝土不出現有害溫度裂縫。

薄壁墩;防裂;研究;配合比

赤峰-通遼高速公路撒力巴至下洼段的K93+737張達溝大橋橋墩設計為空心薄壁墩，其下部為實心段，截面尺寸為7.8 m×2.2 m，高為1.5 m，空心部位壁厚為0.5 m，高為40 m，混凝土等級C30。橋墩基礎采用樁柱式承臺和樁基礎。樁基礎由6根φ1.6 m，長10 m的挖孔樁組成，混凝土等級C25。承臺截面為矩形，尺寸為11 m×6.8 m，厚2.5 m，混凝土等級C25。橋梁薄壁墩是橋梁的重要結構，也是裂縫容易發生和發展的部位，對該部分結構加強質量控制十分必要。

1 薄壁墩混凝土原材料及配合比

1.1 混凝土原材料

(1)水泥：朝陽水泥廠42.5普硅水泥。(2)粉煤灰：元寶山Ⅰ級粉煤灰。(3)砂：赤峰河砂，細度模數2.4。(4)碎石：赤峰產碎石，粒徑5～40 mm。(5)外加劑：遼寧北四達高效減水劑。(6)水：地下水淡水。

1.2 混凝土配合比

C30混凝土抗壓強度：R7=30.2 MPa;R28=41.8 MPa。混凝土坍落度16～20 cm，混凝土和易性好，不離析泌水，30 min坍落度≥16 cm。

2 薄壁墩溫控計算及分析

2.1 材料及熱特性值

墩身混凝土標號為C30，材料熱特性按經驗取值，見表2。

表2 材料熱特性值

3 計算結果及分析

(1)溫度場特征。

根據計算結果和表3可以看出，承臺和實心段混凝土由于結構尺寸大，澆筑方量大，散熱慢，內部最高溫升高，各層混凝土在澆筑后12 d左右出現溫峰。而對于薄壁墩，由于壁薄混凝土散熱較快，最高溫度一般出現在0.5～1 d。

表3 混凝土溫度場特征參數

(2)應力場特征。

表4 各部位混凝土溫度應力特征值 MPa

可以看出，承臺和實心段處于基礎約束區，拉應力最大，由于冬季的低溫，混凝土溫差較大，最大溫度應力為3.73 MPa，具體結果見表4。

☆未考慮冬季的低溫

表5 各部位混凝土溫度應力特征值 MPa

可以看出，承臺和實心段處于基礎約束區，拉應力最大。由于冬季的低溫，溫差增大而產生較大的拉應力。為減低拉應力，保證混凝土在冬季過后不出現有害溫度裂縫，考慮對混凝土承臺和實心段進行保溫，盡量減低溫差對混凝土的影響。在冬季來臨前，在混凝土外層包裹二層土工布，最大溫度應力為2.08 MPa。通過計算可知，在采取有效溫控措施的情況下，可以確保薄壁墩混凝土不出現有害溫度裂縫。

根據有限元溫度應力計算結果確定了薄壁墩結構溫度控制的監控方案。16 d的監控結果表明，混凝土表面與內部溫差遠小于規范允許的25℃，溫度應力得到了有效的控制，薄壁墩結構沒有出現開裂現象。

［1］中華人民共和國交通部行業標準.公路橋涵設計通用規范［M］.北京：人民交通出版社.

［2］中華人民共和國交通部行業標準.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范［M］.北京：人民交通出版社.

［3］赤峰至通遼高速公路撒力巴至下洼段施工圖設計文件［M］.北京交科公路勘察設計研究院有限公司.

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1008-3383(2012)11-0069-01

2012-06-11