高速公路橋梁承臺大體積混凝土施工技術

王冠凱

（河北路橋集團有限公司，河北 石家莊050011）

隨著我國經濟和科技的發展，橋梁工程建設事業也在突飛猛進，越來越多的大跨度橋梁不斷出現。隨著橋梁跨度的增大，橋梁結構中，基礎、橋墩、承臺等構件的體積也相應增大。橋梁承臺作為橋梁承重構件的重要支撐結構，隨著大跨度橋梁的出現而出現于大體積混凝土施工中。

對于承臺的大體積混凝土施工來說，鑒于其體積大、結構厚而且鋼筋多等特點，對承臺混凝土強度、剛度、穩定性、耐久性及溫度控制等也提出更高要求。因此對于承臺的大體積混凝土施工，加強對混凝土施工質量控制對于整個橋梁今后的使用和安全起著重要的作用，否則很容易出現混凝土開裂等問題，從而使得大體積混凝土構件更容易受到侵蝕。因此在橋梁工程大體積混凝土的施工過程中，加強裂縫控制具有非常重要的意義。

1 工程概況

某高速公路特大橋的主橋為預應力混凝土連續梁橋。橋梁截面的總寬度為28m，橋梁中央設置有1m 的凈寬分隔帶。引橋部分也同樣為預應力混凝土連續梁橋。橋梁主墩涉及大體積混凝土承臺施工。承臺的具體尺寸為18.2m×13.2m×6m。混凝土的強度等級為C30，一共需要消耗混凝土1 442.34m3。

2 承臺大體積混凝土的施工方案

在大體積混凝土承臺施工中，應做好混凝土的溫度控制，且確保一次澆筑完成。通常情況下，承臺混凝土應進行水平分層澆筑，每層厚度一般控制為30cm，考慮到冷水管位置的布置情況，本工程承臺共分20 層進行澆筑。混凝土的澆筑應按照從下到上、從西到東的順序進行。此外在進行冷卻水管的布置時，應將水平和垂直間距均控制為1m。本承臺中一共需要布置4 層冷卻水管，水管所采用的材料為直徑45mm、壁厚3mm的無縫鋼管。兩節鋼管之間應采用帶筋塑料軟管加以連接。

3 配合比設計

當進行大體積混凝土配合比設計時，應綜合考慮力學混凝土性能指標和耐久性以及大體積承臺混凝土的抗裂要求。本工程采用的水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥，同時采用優質粉煤灰和高效能外加劑作為提高承臺抗裂性能的主要技術措施。通過這幾種材料配合比的合理設計可以有效地提高混凝土的和易性和施工性能。

混凝土的主要技術指標：本工程所使用的混凝土初凝時間為11～15h，終凝時間為15～18h；坍落度，混凝土靜置1h后，損失達到20mm。表1所示為混凝土的物理力學性能和極限拉伸值。表2所示為混凝土的干縮指標。經過碳化試驗，本工程混凝土滿足抗碳化性能，同時混凝土可泵性良好。

表1 混凝土的物理力學性能和極限拉伸值

表2 混凝土的干縮指標

4 溫度控制措施

大體積混凝土施工的一個關鍵環節是混凝土溫度控制，這是降低混凝土開裂的關鍵。

4.1 混凝土穩定性控制的主要內容

（1）控制混凝土原材料的穩定性和入模溫度，確保滿足要求。

（2）控制基礎溫差，以避免混凝土出現貫穿性裂縫。

（3）控制混凝土的內外溫差，以避免混凝土表面出現裂縫。

（4）控制混凝土層間溫差，以避免混凝土層間出現裂縫。

（5）控制混凝土的內部溫度，確保內部溫度均勻，從而降低混凝土的溫度梯度，并將其控制在允許的范圍之內。

4.2 混凝土溫度控制措施

（1）原材料的溫度控制

溫度控制的一項重要措施為控制混凝土拌和物的出機溫度，主要是通過降低混凝土原材料的溫度以實現控制出機溫度的目的。

①在水中加入冰塊進行循環，以降低水溫，本工程水溫達到9℃左右，一般每隔2h進行一次水溫測量。

②由于混凝土混合料中骨料所占比例較大，比熱又小，對混凝土出機溫度的影響較大，因此控制出機溫度的一個有效措施就是降低骨料溫度，具體方法為設置遮陽蓬，降低太陽對骨料的照射，同時在混合料拌和之前，對骨料噴灑適量的冰水以降低溫度，一般每2h測量一次骨料溫度。

（2）混凝土澆筑溫度控制措施

當采取多種降溫措施所得到的低溫混凝土拌制完成之后，要及時將其運輸到施工現場，中途盡量減少運輸的路程和泵送次數，從而減小溫度的回升。當混凝土運輸到施工現場之后，均應對每車混凝土的溫度和坍落度進行檢測，如果不能滿足要求，不得入泵。本工程根據混凝土澆筑體積量安排2臺輸送泵，以保證混凝土澆筑進度滿足施工要求，同時為了防止意外，還應配1臺備用輸送泵。輸送泵的管泵應合理布置，并覆蓋麻袋，同時澆水保濕，從而減少太陽輻射，降低溫度。

在混凝土內部預埋冷卻水管（如圖1所示）以有效降低混凝土內部溫度。當進行循環水管的安裝時，應注意檢查水管和接頭的質量。水管安裝完成之后，應進行壓水檢查，一旦發現漏水問題，應及時處理。冷卻水的溫度應根據混凝土的溫度進行控制，一般情況下水溫與混凝土之間的溫差應控制在22℃以內。在混凝土覆蓋層澆筑完成6～16h 后，即可使冷卻水管通水，或者在監測到混凝土升溫時開始通水。一般情況下，通水的持續時間應控制為15d。通水期間，應對混凝土內的溫度進行檢測。

圖1 承臺冷卻水管布置平面圖（單位：cm）

混凝土溫度冷卻處理過程可分三期進行。

第一期：在混凝土澆筑完成之后，通過在冷卻水管中通水使混凝土降溫。第一期冷卻完成之后使混凝土內外的溫差控制在25℃以內。

第二期：通過交替通水從而將混凝土的溫度降低到最終溫度。

第三期：混凝土溫度冷卻完成之后，應對冷卻管進行同混凝土強度的水泥壓漿處理。

（3）表面保護

為了預防太陽暴曬和風吹影響，應在承臺頂面進行覆蓋養護。另外，對于長時間暴露在外的混凝土，應進行覆蓋。為了有效控制混凝土的最高溫度，應將覆蓋材料緊貼表面。

5 混凝土的養生處理

在大體積混凝土施工過程中，混凝土養生是另一重點任務。養生的主要工作是將混凝土溫度保持在適當的范圍之內，從而有效控制混凝土的內外溫差，促使混凝土順利完成強度的生成以及裂縫的發展。

當混凝土澆筑完成之后，應在混凝土頂面覆蓋一層養護膜，并加蓋一層麻袋以有效保持水分和溫度穩定。在養護期間，前7d 是關鍵期，應經常進行灑水保濕。當然，整個養護期內都應保持混凝土表面濕潤。

6 結語

隨著橋梁跨度的增大，橋梁結構中，基礎、橋墩、承臺等構件的體積也相應增大。在大體積混凝土施工過程中，倘若施工處理不當則會造成混凝土開裂，嚴重時更會造成混凝土構件受到侵蝕。對于承臺大體積混凝土施工來說，其水化熱相當大，必須對其采取合理的溫控措施來控制其水化熱。本文結合某橋梁大體積承臺施工，對工程承臺混凝土采取水平分層澆筑的措施。考慮到冷水管的布置情況，本工程承臺一共分成20 層進行澆筑且將每層厚度控制為30cm，同時本承臺中一共布置4層冷卻水管。工程實施效果表明，本工程所采取的技術措施適用于大體積承臺施工，可為類似工程提供借鑒。

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