芒稻河特大桥大体积混凝土施工技术

周金霞

（中铁十五局集团有限公司，江苏　南京　21000）

芒稻河特大桥大体积混凝土施工技术

周金霞

（中铁十五局集团有限公司，江苏南京21000）

大体积混凝土内外温差过大会引起温度裂缝，严重影响混凝土结构安全。通过严格选材、合理配置混凝土配合比，强化混凝土施工过程的混凝土拌制、运输、浇注、振捣、内部降温以及成品养护等措施，有效解决了大体积混凝土温度裂缝隐患，保证了桥梁结构工程质量。

原材料选用；配合比设计；施工方案；裂缝控制；养护措施

1　工程概况

芒稻河特大桥起讫里程为K8+285.460～K9+558.860，全长1273.40m，中心里程为K8+908.66。主桥上部结构为65+110+65m变截面预应力砼连续箱梁，采用单箱单室截面，单箱底宽8.5m，两侧悬臂长4.2m，全宽16.9m，为双线特大桥。主墩承台混凝土方量约2800m3，混凝土设计强度等级C30。

2　大体积混凝土简述

大体积混凝土，是指混凝土结构物实体最小边长尺寸≥1m的部位所用的混凝土，大体积混凝土即为体积较大又就地浇筑、成型、养护的混凝土。大体积混凝土结构如大坝、反应堆体、高层建筑深基础底板及其他重力底座结构物。大体积混凝土施工难点在于水泥水化热释放比较集中，从而混凝土内外温差会较大，混凝土极易产生温度裂缝，严重影响桥梁结构安全和正常使用。

3　大体积混凝土配合比

由于在大体积混凝土施工过程中，普通硅酸盐水泥为中热性水泥，水化热值偏高，容易提高混凝土温度，导致内外温差偏大，则容易产生温差裂缝。针对以上问题我们在外加剂和掺合料的掺量上作了一番研究。首先混凝土用水量减少，提高混凝土振实的密实性，降低混凝土的自身收缩性能；其次选用优质外加剂，适当减少水泥用量，从而降低水化热总量；第三，延缓混凝土凝结时间，延迟高温峰值的出现时间。

故混凝土配合比设计中，外加剂选用江苏博特SBTJM-9泵送砼高效减水剂（它是一种具有缓凝、早强和泵送功能的高效减水剂），掺入量为0.9％；粉煤灰掺量为25％，混凝土初凝时间为12小时35分。既可以推迟混凝土水化热峰值的发展，又同时推迟水化热放热高峰时间。避免因水化热造成的裂缝。

3.1水泥

采用扬州亚东水泥有限公司生产的P.O42.5水泥。水泥的细度、标准稠度、凝结时间、安定性、胶砂强度实测值均满足规范要求。

3.2粗集料

采用安徽马鞍山连续技配粗集料，降底混凝土的干缩和温升。但主要考虑到泵送混凝土和易性的要求，及结构物布筋较密因素。实际选用了16～31.5mm掺量70％及5～16mm掺量30％两种碎石进行掺配，满足混凝土可泵性和流动性。

3.3细骨料

采用江西赣江中砂，细度模数2.8，含泥量0.5％；其性能检验指标符合规范要求。

3.4掺和料

采用扬州二电Ⅱ级粉煤灰，其品质检验指标符合规范要求。既超量替代部分水泥从而降底混凝土水化热，又可以改善混凝土拌合物工作性和可泵性，确定掺量为25％。

3.5外加剂

采用江苏博特SBTJM-9缓凝泵送砼高效减水剂。其品质检验指标符合规范要求，掺入量为0.9％。

4　混凝土控制要点

混凝土施工严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）大体积混凝土相关要求执行，并特别注意以下方面：

4.1混凝土拌制配料前，各种衡器清计量部门进行计量标定，称料误差符合规范要求，各种原材料严格按确定的施工配合比拌制。

4.2水泥使用前充分冷却，施工时水泥温度＜40℃。粗、细集料从底部取料，避免表面暴晒料直接使用。延长混凝土的搅拌时间，使各种材料充分拌合均匀，提高混凝土的和易性。混凝土浇注尽量选择夜间施工，入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不超过40℃。当气温高于入仓温度时，加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升，混凝土运输车经常洒水降温。

4.3混凝土拌合物坍落度控制在160±20mm为宜，缩短混凝土运输时间，尽量减小坍落度损失。

5　大体积混凝土施工组织

5.1混凝土组织

本工程混凝土供应采取现场混凝土搅拌站现场拌制，两台2000L强制式搅拌机组成。平均每1.3m3搅拌时间为60S计，1小时能出80m3混凝土。混凝土运输车5辆，每辆装料7.8m3。满足施工需要，扣除机械故障及混凝土罐车倒运时间，每小时实际能浇筑混凝土大约50m3左右。

5.2混凝土浇筑方案

芒稻河特大桥主墩承台为大体积混凝土，为了防止混凝土开裂，选用低水化热的水泥品种，尽量减少拌合物用水量，在施工工艺上进行优化，即“薄层浇筑，连续推进；及时通水冷却降低混凝土内外温差”。混凝土浇筑应水平分层浇筑，每层浇筑厚度不大于30cm，同时应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土，混凝土浇筑顺序由上游至下游再由下游至上游往复循环浇筑。

在最下边一层冷却管被混凝土覆盖以后，即进行该层冷却管连续通水，以后类同。混凝土浇筑完成定浆后应即时用湿草袋覆盖保温、养护。混凝土养护和冷却水循环24h监控，监控期限以大体积混凝土体内外温差不大于25度为止，同时混凝土养护时间不得小于7d。

5.3浇筑中注意以下问题

混凝土浇筑不应留冷缝，保证浇筑的交接时间控制在初凝前。保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振。保证混凝土供应，确保不留冷缝。

混凝土振捣要及时，同时不漏振，但也不能过振，防止离析。根据施工方案按时测试混凝土内外温差值，根据温差值规定及时调整冷却管水流速度。

6　大体积混凝土温度裂缝控制措施

将大体积混凝土内部大量水化热迅速排至体外，有利于控制混凝土因内外温差产生的裂缝。本工程采用冷却管循环导流体系钢管-32-YB234-64黑铁管，外径42.25mm、壁厚3.25mm。绑扎在Φ25钢筋上，混凝土在浇筑后5—6h采取间断浇水措施和冷却管道通水降温，尽量的控制表面温及混凝土内部温度差值。混凝土浇筑6小时后，安排专人每隔2小时进行温差检测，冷却管进水口温度测为22℃，冷却管出水口温度测为40℃。当混凝土内温度升高与混凝土表面温度相差200C时，通过加大水的流速，出水口流量视内外温差控制在10～20L/min，将水化热迅速排出体外。当外界气温较高时迅速洒水降温，保证内外温差＜20℃ ，进水口温度及出水口温度控制在＜10℃。避免混凝土因内外温差产生裂缝。实际工程期间出现过温差＞20℃的情况，及时采取了冷却管道通水降温措施，此后温差控制在20℃以内。混凝土浇捣终凝后降温保养，根据本区域气温，混凝土表面浇水、内部采用冷却管导水散温系统即可。在养护期间，随时检测混凝土表面的干湿情况及温差（内表温差达18℃时及时加大冷却管道通水流速度，将内、外温差控制在20℃内）。

7　温度控制

7.1温度理论计算

7.1.1混凝土拌合温度

TC=∑TiWC/∑WC，式中：

C－混凝土拌合温度（℃）；

W－混凝土组成材料量（kg）；

C－混凝土组成材料比热［J/（㎏.K）］；

Ti－混凝土组成材料温度（℃）；

比热量见表1

表1　每m3混凝土组成材料物理性能指标

7.1.2混凝土出罐温度

搅拌站搅拌机为敞开式的，故T=TC=15℃

7.1.3现场混凝土浇筑温度检测平均值为：Tj=27℃

7.1.4混凝土内部的最高温度

Th－混凝土绝热升值；

CO—每1M3混凝土水泥用量（Kg/m3）；

CC—混凝土热比（0.96）；

e—常数（2.718）；

m—经验系数（0.3；

t—3 天龄期（d）

3天时水化热温度最大，所以混凝土内部温度也在此时最高。经计算：Tmax=27+33.24=60.24

7.2混凝土养护

混凝土养护采用两台1.5KW抽水泵，一台作为养护使用置于双壁钢围堰内从冷却管排出的散热水中，散热水温度26℃。一台置于双壁钢围堰外河水中，河水温度为21℃。当时的自然气温是15～25℃，，混凝土的表面温度35℃，混凝土内部温度60.3℃，内外温差25.3℃。进水口温度为21℃，出水口温度为40℃，进出水口温差＞10℃。所以混凝土表面采用间段性浇水养护，混凝土内部冷却管只要加快流水速度，既可达到设计要求的内外温差＜20℃，进出水口温差＜10℃。

8　结语

芒稻河特大桥主墩承台配合比设计通过严格的选材，科学试配，混凝土各方面性能就能得到预期的效果。混凝土施工配合比通过严格计量控制，就能满足混凝土的各种性能指标及设计强度。大体积混凝土内外温差施工前要经过严密的验算，采用冷却管导水散热系统，选择合理的养护方法，在施工过程中采取信息化监控，内外温差控制在＜20℃以内，出入水口温差＜10℃，可以有效避免温度裂缝，保证桥梁结构安全和正常使用。

［1］闫小琳.桥梁承台大体积混凝土施工技术［J］.交通世界（运输.车辆）.2015（Z1）.

U445.57

文章编号：1003-5168（2015）-12-0130-2