大桥项目主墩承台混凝土施工的温控技术.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD0 引言混凝土作为建筑领域不可或缺的重要工程材料,资源丰富、价格低廉、施工方便,在建筑工程、桥梁工程中得到了大规模应用。但由于其浇筑过程中水化反应强烈,内部升温过快,造成内外温差显著增大,从而形成温度裂缝,影响结构使用安全,缩短使用寿命。为此,本文根据某大桥项目施工实践,对大体积混凝土浇筑温控技术进行研究,提出科学有效的温度措施,通过施工监测结果分析,进一步验证该温控技术的可行性。1 工程概况某桥梁工程设计长度964m,主桥跨径组合为(85+3120+70)m,采用预应力连续刚构桥。主墩包括9#、10#、11#墩,基础承台尺寸22.0 m9.3 m4.0 m,混
2、凝土强度等级为C30,单体浇筑方量约782.674 m3,属大体积混凝土施工,需采取必要的温控措施。2 大体积混凝土特征相较于普通混凝土,大体积混凝土具有结构厚重、体积大、技术要求高、水化热大等特点,不同国家对大体积混凝土定义存在一定差异。美国、日本及我国现行混凝土施工规范针对大体积混凝土的定义较为模糊,但均认为当混凝土尺寸达到一定程度必须采取温控措施,抑制内部水化反应,防止温升过快,从而防止温度裂缝,保证结构安全。桥梁工程中的基础、承台、主塔均属于大体积混凝土。其具体特征如下:体型庞大,各种材料用量较大,针对大型桥梁结构,施工环境复杂、技术要求高,受外界环境影响较大,因此其温控难度较大;抗拉
3、强度小,通常与钢筋共同使用,通过钢筋优良的抗拉性能优化自身承载能力。但由于大体积混凝土配筋较少,因此与普通钢筋混凝土结构相比,所需抗拉性能更强;针对桥梁工程大体积混凝土,不仅需要具有足够的强度、刚度、稳定性,还需要具有较强的抗渗、防水能力。桥梁工程桥墩、承台结构均属大体积混凝土结构,混凝土浇筑时内部水化反应产生大量热量,由于混凝土材料自身散热性能较差,导致内部热量持续累积,温度不断升高,当温度达到峰值,若不采取必要的温控手段,会使混凝土内外形成较大温差。初期混凝土强度较低,承载性能较差,无法承受温缩应力作用,一旦超出承载范围,势必会形成裂缝,裂缝持续发展会进一步形成危害较大的结构裂缝,降低结构
4、稳定性,影响使用安全和使用年限。3 大体积混凝土温度控制方案3.1 原材料选择和混凝土配合比优化大体积混凝土浇筑时,因内部水化热大规模汇聚,使混凝土内外温差过大,形成温差应力,因此应选用水化热较低的水泥,并对配合比进行科学优化,以达到控制温度,防止裂缝的目的。具体如下:1)选择性能优良的原材料,并科学调整配合比,采取对照试验进行比较分析,在保证质量满足要求的基础上,合理减少水泥用量,降低水化反应;2)混凝土浇筑通常采用泵送方式,因此需适当提高混凝土和易性,以有效提升施工效率,通过工程实践,得出该桥梁配合比,见表1。表1 优化后C30承台配合比(混凝土材料用量)单位:kg/m3水180水泥220
5、粉煤灰110矿粉120砂712石1 058减水剂8.4收稿日期:2023-03-17作者简介:王子娇(1996),女,山西和顺人,硕士,从事工程管理工作。大桥项目主墩承台混凝土施工的温控技术王子娇(山西路桥第一工程有限公司,山西 太原 030006)摘要:桥梁基础承台混凝土浇筑为典型的大体积混凝土施工,浇筑过程中内部水化反应产生大量热量,造成其内部温度持续升高无法消散,内外形成较大温差,极易引发结构裂缝,威胁结构使用安全。鉴于此,结合某桥梁工程施工实践,针对桥梁主墩承台混凝土施工温控技术进行综合探究,阐述了大体积混凝土特征,分析了承台结构大体积混凝土温度控制方案,提出了承台混凝土温度监测的内容
6、、要求、标准及测温点布设原则,通过监测结果分析,验证该温控技术的可行性、有效性。关键词:公路桥梁项目;主墩承台;大体积混凝土;温度监测;温控技术中图分类号:U445.4文献标识码:B131总663期2023年第33期(11月 下)3.2 承台大体积混凝土分层浇筑措施承台混凝土浇筑采用全面分层与斜面分层相结合的浇筑方式,以增强混凝土散热能力,降低内外温差,防止结构裂缝。具体情况如下:1)全面分层法。此方法通常沿承台长边方向进行,由一侧向另一侧逐步推进,上层混凝土浇筑应待下层混凝土初凝后进行。2)斜面分层法。当混凝土构件高与长之比小于13时,应自下而上进行振捣,防止产生施工缝,分层施工示意见图1。
7、图1 斜面分层法3)根据本桥梁工程实际情况,基础承台混凝土浇筑时,下部3.0 m采取斜面分层法施工,顶部2.0 m采取全面分层方式浇筑。3.3 承台冷却管埋设及控制要求工程实践中,如果基础承台平面尺寸过大,一般采用一次成型方式进行施工。对其温度进行控制时,除调整配合比外,还可采用在承台内部敷设冷却管的方式,通过冷水循环将混凝土内部水化热排除,大幅降低内部温度,减小内外温差。具体方法如下:1)冷却管规格为502.5 mm镀锌钢管,布设间距严格按照规范要求执行,为防止冷却管出现堵管问题,本工程冷却管应分层单独布设;2)结合本桥梁工程承台具体尺寸,共布设4层冷却管,混凝土浇筑过程中严格按照每层厚度情
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