橋梁大體積混凝土承臺的案例研究

(中鐵二十三局集團第四工程有限公司 四川 成都 61000）

橋梁大體積混凝土承臺的案例研究

艾 奇

(中鐵二十三局集團第四工程有限公司 四川 成都 61000）

為了解決大體積混凝土在施工中，內部和外部溫度差值大、內外變形不一致而產生裂縫的問題，為防止溫度裂縫的產生，按“內降溫外保溫”的原則，措施為內部埋設冷卻管來降溫、外部覆蓋布和薄膜來保溫、采用低水化熱的混凝土配比和材料、澆筑中放慢速度及薄層澆筑，同時在混凝土表面增加防裂鋼筋網片，加強表面抗拉強度。本論文對具體工程案例進行分析和總結，為后續大體積混凝土承臺施工取得經驗、奠定依據。

橋梁；大體積混凝土；承臺；溫度控制

因為水化熱比較多，大體積混凝土的施工有其特殊性，溫度控制不好就容易產生溫度裂縫，Young Ro Kim、Tahsin Alper Yikici等大量科研人員對此展開了研究[1，2，3]。我國已經有不少學者對大體積混凝土施工過程的溫度控制開展了研究[4，5，6]。本文通過研究和分析具體工程案例，總結大體積混凝土橋梁承臺的施工和溫度控制的經驗。

一、案例概況

工程案例是湖北江南高速公路第1合同段荊江分蓄洪區特大橋，荊江分蓄洪區特大橋位于長江中游荊江南岸湖北省公安縣境內，橋梁起訖K15+248.4～K31+852.6，橋長16604.2m。137#墩屬第36聯連續梁主墩承臺，承臺分為左右幅兩個，尺寸為12m╳10.8 m╳3.5m，混凝土設計等級為C30，混凝土方量各為453.6m3。本文對其左右幅的137#墩承臺在大體積混凝土施工中遇到的問題進行研究。

二、大體積混凝土的混凝土澆筑和溫度控制方案

根據研究，確定混凝土澆筑和溫度控制方案如下：

1.混凝土澆筑

應注意采用先澆筑墩位中心，再沿墩周邊螺旋上升循環澆筑的方案。放慢澆筑混凝土速度，分層澆筑一次成型。采用薄層澆筑，分層厚度確定為30cm。主要目的是讓混凝土產生的水化熱能夠及時釋放。澆筑采用42m長臂混凝土泵車進行，并配吊車吊斗送料備用。在開始澆筑下部1.5m厚混凝土時，在鋼筋骨架內準備混凝土緩沖滑板，防止混凝土落差過大產生離析。澆筑過程中，注意盡量避開冷卻管和測溫元件，保證其穩定性。在現場做1組同條件養護試件，每車混凝土進行1次坍落度試驗檢查。

2.混凝土溫度控制

大體積的混凝土溫度控制的核心是確保大體積的混凝土的結構的溫度拉應力不超過各齡期的混凝土抗拉強度。根據大體積的混凝土的開裂的力學原理和施工溫度控制目標，溫度控制主要方法是:

（1）提高混凝土本身的抗裂性能，本案例采取的措施主要是在混凝土表面增加防裂鋼筋網片，加強表面混凝土抗拉強度。

（2）采取措施有效的降低大體積的混凝土施工和養護過程中內部和表面產生的拉應力。

根據研究，本案例的大體積混凝土的溫度控制的具體措施如下：

1)埋設冷卻管

在承臺混凝土內部設置了雙層的冷卻用的鋼管，并在其中通循環水來冷卻混凝土。冷卻管管口采用特制彎頭和三通與供水軟管連接嚴密。在混凝土的澆筑完成后，承臺冷卻管通水來冷卻混凝土。冷卻水池設在承臺附近5m遠處，水池容量約為3m3,水由水泵抽入冷卻管的進口，出口水循環回池內。

2)埋設測溫點

混凝土內部溫度測量點和混凝土表面溫度測量點都按高、中、低三層設置。

3)測量混凝土各項溫度

專人檢測混凝土表面溫度與內部溫度。值得注意的是既要按照要求和工程經驗指定測量溫度的計劃，也要根據實際情況及時調整。

4)混凝土表面保溫

采用保溫材料來保溫，主要采用塑料薄膜和土工布來實現外表保溫，在混凝土表面初凝后，可將冷卻管出水用于頂面漫水保溫，但是有冰凍天時禁止采用。對大體積混凝土橋梁承臺施工應注意采用動態養護。

三、施工結果

本次大體積混凝土施工，溫度控制方面的效果良好，通過測溫原件測出的溫度記錄，混凝土內的最高溫為55℃，內外溫度的差值不超過25℃。橋梁承臺混凝土按照大體積混凝土是施工方法施工，分層工序的連接合理。

四、施工總結

本次施工取得了成功。本次施工所采用的施工工藝及各類技術參數可以供其他工程參考。

1.最合理的人員配備

根據工程經驗，最合理的人員配備是項目部現場：安全員1名、質檢員1名、試驗員2名和技術員2名，關鍵工序監理全程旁站。

施工人員：2名工班長，8名鋼筋工、6名普工、5名焊工、10名模板工、6名混凝土工，另外還需要拌合站4人、2名泵車司機、1名挖掘機司機。

2.最合理的機械配備

根據研究，最合理的機械配備是三一重工泵車1臺，挖掘機1臺，吊車1臺，電焊機5臺，另外還需要混凝土拌和站1座，12m3混凝土攪拌輸送車6輛等施工設備。

測量和試驗方面要有全站儀1臺，水準儀1臺，另外還需要坍落度筒1套，測溫元件8組等儀器。

3.最合理的材料配備

經過研究，確定最合理的配合比：水泥采用華新P.O42.5，106t；粉煤灰采用華能粉煤灰二級，18t；碎石采用爐子巖碎石5-16mm和16-31.5mm按30:70的比例摻配，分別用106t和246t，洞庭湖天然砂235t，恒利HL-8000外加劑0.8t。

鋼筋方面采用萍鋼Φ28帶肋鋼筋20.5t，萍鋼Φ25帶肋鋼筋8.6t，鄂鋼Φ12帶肋鋼筋0.6t，5mm厚雙面膠帶，鋼模板170m2。

4.最優的技術參數

經過研究，最合理的技術參數如下：

澆筑時間（1d）：混凝土工6名，試驗員2名；泵車1臺，12m3罐車6臺；模具4組，坍落度筒一套，Φ50振搗棒5個，溫度計1個，混凝土拌和站1座，水泵1臺；配合比1份，水泥是華新P.O42.5，粉煤灰是華能粉煤灰二級，碎石是爐子巖碎石5-16mm和16-31.5mm按30:70的比例摻配，洞庭湖天然砂，恒利HL-8000外加劑，水是飲用水。測混凝土坍落度平最佳值為170mm，入模溫度平均值為17℃，澆筑時長10小時。設計C30混凝土，混凝土坍落度160mm到200mm。

養護（14d）：2名工人；土工布，裹彩條布。冷卻水進入降溫管降溫。每天溫度測量。

總體上來說，本次施工獲得了相當程度的經驗，為后續承臺施工取得經驗、奠定依據。

五、結束語

本論文對具體工程案例進行分析，按“內降溫外保溫”的措施。控制溫度通過施工工藝改進、布設冷卻管降溫、改變混凝土配比等措施，施工效果良好。匯總了施工人員、設備、材料、技術措施等方面的經驗，對同類施工有一定借鑒作用。

[1]Kim Y, Khil B, Jang S, et al. Effect of Barium-Based Phase Change Material (PCM) to Control the Heat of Hydration On the Mechanical Properties of Mass Concrete[J]. Thermochimica Acta, 2015, 613:100-107.

[2]Tahsin Alper Yikici , Hung-Liang (Roger) Chen. Use of maturity method to estimate compressive strength of mass concrete [J].Construction and Building Materials, 2015, 95:802-812.

[3]高錫鵬，周智，李淵.大體積混凝土橋梁承臺溫度及應力場模擬[J]. 遼寧工程技術大學學報（自然科學版）, 2015, 34(11):1258-1263.

[4]Young-Ro Kim, Bae-Soo Khil, Seok-Joon Jang,et al. Use of maturity method to estimate compressive strength of mass concrete[J].Thermochimica Acta, 2015, 613:10-17.

[5]黎生南.橋墩承臺大體積混凝土抗裂計算與溫度控制[J].武漢理工大學學報, 2010, 32(24):63-65.

[6]盧哲安, 陳猛,任志剛.橋墩承臺大體積混凝土的溫度控制[J].混凝土, 2008, (4):97-99.

TU445.4

A

1007-6344（2017）06-0022-01

艾奇（1985—），男，四川簡陽人，工程師，研究方向：橋梁工程施工。