萬州長江三橋南塔主墩大體積承臺溫控技術

申傳貴

（四川公路橋梁建設集團有限公司， 四川 成都 610000）

1 工程概況

萬州長江公路三橋地處重慶市萬州區主城區，橋型布置為 4×57.5+730+4×57.5米雙塔斜拉橋。南塔基礎位于靠近南岸的水域中，三峽蓄水時水深約 53m。主墩承臺為圓形，直徑43m，厚8m。承臺混凝土標號為C40，方量為11617.6m3，承臺分兩次澆筑成型，單次澆筑高度為4m。

圖1 Z09#墩承臺立面布置圖

2 優化混凝土配合比設計

2.1 承臺砼配合比應滿足如下要求：

混凝土設計強度40MPa。

初凝時間≥35h。

坍落度16～20cm。

粗集料規格5～25mm。

混凝土拌合物和易性、流動性良好，滿足泵送要求。

3 冷卻水管布置

根據混凝土內部溫度分布特征布設冷卻水管，承臺混凝土內布設 8層冷卻水管，其水平及豎向間距均為1m，冷卻水管采用外徑為48mm，壁厚為3mm的鋼管，管間接頭采用黑橡膠管。接頭處采用鐵絲捆緊后纏粘膠帶，確保其不漏水。

4 承臺混凝土澆筑

承臺混凝土采用全斷面分層澆筑方式。每次和混凝土下料厚度為30～50cm。插入式振搗器一次振搗。混凝土澆筑時禁止由中心向承臺邊緣趕料，避免趕漿至邊部，產生較大收縮，增大混凝土開裂風險。

5 主墩承臺大體積溫控仿真分析

5.1 混凝土配合比及性能

承臺混凝土設計強度等級為C40，配合比設計見表1，混凝土劈裂抗拉強度根據配合比參考施工經驗取值見表2。

表1 混凝土配合比（kg/m3）

表2 混凝土劈裂抗拉強度參考值

5.2 仿真建模

根據結構對稱性，取承臺混凝土1/4進行溫度應力計算，仿真計算軟件為Midas FEA，計算模型網格剖分圖見圖2。

5.3 仿真計算結果

（1）溫度計算結果：承臺內部最高溫度及最大內表溫差結果見表3；

表3 承臺仿真計算結果

圖2 承臺1/4網格劃分圖（附帶圍堰、封底及塔座混凝土）

由上表及圖可以看出，溫峰及最大內表溫差出現時間約為澆筑后第 3天。內部最高溫度計算值符合《大體積混凝土施工規范》（GB 50496-2009）“混凝土實際溫升不超過 50℃”的規定。內表溫差符合《公路橋涵施工技術規范》（JTGT F50-2011）“大體積混凝土內表溫差控制在25℃以內”的規定。

（2）應力計算結果：承臺溫度應力計算結果見表4；可以看出，承臺各齡期最小抗裂安全系數為1.71（≥1.4），符合安全系數設計要求。

表4 承臺仿真計算結果

（3）結論：承臺內部最高溫度計算值均符合《大體積混凝土施工規范》（GB 50496-2009）“混凝土實際溫升不超過50℃的規定；最小抗裂安全系數為1.71（≥1.4），抗開裂能力較強。

6 施工保證措施

(1)優化混凝土配合比，降低總水化熱值和絕熱溫升：采用低水化熱的P.O42.5水泥，通過摻用適量的高質量的粉煤灰，降低混凝土早期溫度和最終絕熱溫升。

(2)降低混凝土的入倉溫度

(3)采用薄層澆注方法，嚴格控制分層厚度不大于50cm。

(4)砼澆注完畢初凝前采用二次趕壓抹光，控制表面收縮裂紋，減少水分蒸發，改善養護。為防止混凝土內外溫差過大，造成溫度應力大于同期混凝土抗拉強度而產生裂縫，應根據當時的施工情況和環境氣溫，采用了“蓄水法”進行混凝土養護，養護不得少于14天。

(5)加強夏季大體積混凝土施工工作：

在炎熱氣候條件下，混凝土入模時的溫度不宜超過28℃。應避免模板和新澆混凝土受陽光直射，控制混凝土入模前鋼圍堰內壁板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過40℃。

(6)冷卻水管嚴格按照設計圖紙中進行布設，通水溫度不大于20℃，通水量保證不小于1.8m3/h,初凝后（澆筑完成約10小時開始通水），通水天數不少于7天。

(7)第1 二層承臺澆筑完成后，表面進行蓄水養護，表面蓄水深度不小于20cm。

7 結束語

在萬州長江三橋南塔承臺砼施工中，嚴格按照大體積砼的溫控措施和施工質量控制，在保證質量的同時，我們圓滿地完成了南塔承臺 11617.6m3混凝土的澆筑任務并達到預期的質量控制。因此在未來的施工中我們還須不斷總結經驗，這就要求在整個施工過程中必須注意各種條件、因素、材料引起的變化,并且要根據這些變化隨時調整配合比和各種工藝參數，使大體積混凝土溫控施工走上更經濟的道路。