趙 磊

（中鐵大橋局集團第一工程有限公司，河南 鄭州 450053）

1 工程簡介

宜萬鐵路宜昌長江大橋，其主跨采用結構為（130+2*275+130）m縱橫豎三向預應力混凝土連續(xù)剛構柔性拱結構,其跨度和結構形式在同類橋梁中居世界第一。主梁頂面寬14.4米，底寬9.2~12.727米，斜腹板斜率5.5：1的單箱雙室變截面箱梁結構，三個主墩的0#塊高14.5米，每個0#塊的混凝土方量有三千多方，加上其它材料總共近萬噸，有"萬噸0#塊"之稱，施工時其質量控制難度較大。每個主墩的梁體有30個塊段，其中0#-7#塊的混凝土都在250方以上，根據混凝土的體積和結構尺寸，前7個塊段均為需要特殊施工工藝的大體積混凝土。所有主梁的混凝土都采用C60高性能混凝土。

2 混凝土配合比的設計

宜萬鐵路宜昌長江大橋的主梁的混凝土都采用C60高性能混凝土，高性能混凝土配合比設計首先要保證其滿足耐久性要求，耐久性包括抗?jié)B性、抗凍性、抗化學侵蝕性、抗碳化性和體積穩(wěn)定性以及堿-集料反應等。還要保證其低收縮性、最大密實性和較小的徐變等性能。結合工地的實際情況，在配合比設計時我們要同時滿足以下幾點：

2.1 在保證質量的情況下使混凝土四天強度達到90%，以便工程的塊段施工的工期要求。

2.2 由于泵送的高度高、距離遠和鋼筋布置結構復雜，要求混凝土有特別好的工作性和可泵性，工作性是保證混凝土澆筑質量的關鍵，還要求高性能混凝土拌合物具有高流動性（坍落度應不小于200mm）、自密性、坍落度損失小，同時還應具有體積穩(wěn)定性好、不離析、不泌水等特性。

2.3 由于本工程施工時各個塊段的體積較大，要求混凝土具有低水化熱、低水膠比和低用水量，只有這樣才能保證大體積混凝土不開裂，盡量不采用內部預埋散熱管，保證混凝土的耐久性。

通過大量的室內實驗，我們要解決以上問題的主要技術途徑是：采用P·O42.5水泥，摻入活性礦物細摻料和聚羧酸高效減水劑。

水泥的確定：根據水泥的水化熱、強度和工地的實際施工情況，決定采用P·O42.5水泥。

活性礦物細摻料的確定：

通過大量的混凝土實驗比對和對混凝土的膠凝材料微觀分析，宜萬鐵路宜昌長江大橋采用的是比表面積大于600m2/kg的超細礦物摻和料，礦物摻和料是由性能好的一級粉煤灰和高爐礦渣按3：1的比例混合在加工磨細而成，其主要指標見表1：

?

?

經過實驗我們選擇了在混凝土中摻入15% 、20% 、25% 、30%的摻和料，綜合比較最終確定在混凝土中摻入20%（占膠凝材料）的礦物摻和料用來改善混凝土的性能，這樣礦物細微顆粒均勻分散到水泥漿體中，填充水泥石孔隙，改善混凝土的孔結構，達到最大密實度，提高混凝土的抗?jié)B性。同時礦物摻和料的摻入取代了部分水泥，降低了混凝土初期水化熱，減少了溫度裂縫。

高效減水劑的確定：

配合比確定初期，我們采用的是萘系和氨基磺酸鹽系減水劑，用這兩種外加劑混凝土的各項指標雖然能滿足C60高性能混凝土的各項指標，但是可泵性稍差，混凝土粘度大，4天強度不能達90%以上。經過討論對比并試驗我們采用了目前減水率達到40%以上的聚羧酸鹽類外加劑，采用這種外加劑能在水膠比0.28的情況下獲得高流動性，混凝土工作性能滿足現場施工要求。

最終確定的配合比如表2：

其中編號為C166的為冬季使用，編號為C161的為夏季使用。

配合比確定后，我們對其進行了一系列的室內實驗，主要有膠凝材料混合后的顆粒分析，混凝土耐久性的六大指標，混凝土的干縮和徐變，混凝土的水化熱，混凝土德強度增長等實驗。結果證明我們的混凝土配合比完全滿足高性能混凝土的各項要求，在質量上特別是在收縮和徐變上比同類混凝土有很大的提高。

該配比為首次在鐵路大跨度預應力梁上使用此種型號的減水劑和大量摻入礦物摻和料的工程。

根據使用的膠凝材料數量，經水化熱公式計算，混凝土的絕對溫升在55℃左右。綜合考慮不需要再施工時內部布置散熱管降溫。

3 混凝土的施工控制

在工程中我們首先要施工11號墩的0#塊，混凝土量在3000方左右，體積較大，高度在14.5米，底板厚在1.5米左右。由于高度大，模板側壓力和底板壓倉板的壓力都特別大，再加上混凝土方量較大，施工中很難控制。施工日期在溫度較高的2006年的7月底，采用以上配合比，在工程中取得了較好的效果。宜萬鐵路宜昌長江大橋的三個主墩施工中我們在采用了高性能混凝土的基礎上，摻入了較多緩凝保塑劑，用于延長混凝土的放熱速度和混凝土的升溫峰值，并做好混凝土的養(yǎng)護工作，在箱內和頂面采用蓄水養(yǎng)護，側面和底部不間斷撒水養(yǎng)護。同時預埋測溫元件對混凝土不同的部位每隔2到4個小時進行監(jiān)測，總結大體積高性能混凝土的內部溫度隨著齡期的變化情況，并根劇溫度的變化采取措施。在監(jiān)測中測得混凝土芯部溫度最高達到90℃左右，但是混凝土30厘米表層溫度和環(huán)境溫度之差均小于20℃，在后期的檢查中混凝土沒有出現有害裂紋。下表是我們監(jiān)測的11號墩0#塊部分溫度見表3：

在其它塊段的施工中，我們根據環(huán)境條件、施工情況和水泥的三天強度。靈活調整和使用配合比，在前7個塊段都預埋了測溫線，時時監(jiān)控混凝土的溫度，為現場提供更好的服務。

4 大體積高強高性能混凝土施工總結

在過去普通的大體積混凝土施工中，混凝土的溫度高峰期多出現在第三天到第五天，溫度上升較快，隨著水泥水化的完成溫度迅速下降，易造成混凝土表面產生裂紋，嚴重時影響混凝土的質量，通常要采取內部降溫或外部保溫措施來保證混凝土的質量。

從我們施工中可以看出，采用摻加20%經過配制和加工的礦物摻和料的大體積高性能混凝土，不僅在性能和強度滿足質量和施工需要外，而且對于大體積混凝土施工也較為有利，其溫度高峰期出現在混凝土施工完的第三天到第七天之間，其峰值比較平緩，有效地降低了混凝土的梯度溫差，減小了混凝土由于溫差變化而產生的拉應力，混凝土的表層30厘米內的溫度與環(huán)境溫度之差小于20℃，從而預防了混凝土的開裂。從而避免了混凝土內部使用散熱管降溫，不僅使結構的安全得到保證，而且也取得了很好的經濟效益。

[1]李保華.大體積混凝土溫度監(jiān)測與裂縫控制[D].遼寧工程技術大學，2006.

[2]宋錕.筏板基礎大體積混凝土溫度裂縫控制研究[D]，遼寧工程技術大學，2005.