王 驍，馬天麗，傅燕峰

(1.長安大學(xué);2.內(nèi)蒙古自治區(qū)交通運輸廳;3.赤峰市公路管理處;4.內(nèi)蒙古自治區(qū)公路局)

赤通高速公路撒力巴至下洼段張達溝大橋空心薄壁墩混凝土溫控方案研究

王 驍1，2，馬天麗3，傅燕峰4

(1.長安大學(xué);2.內(nèi)蒙古自治區(qū)交通運輸廳;3.赤峰市公路管理處;4.內(nèi)蒙古自治區(qū)公路局)

橋梁薄壁墩是橋梁的重要結(jié)構(gòu)，也是裂縫容易發(fā)生和發(fā)展的部位，對該部位結(jié)構(gòu)加強質(zhì)量控制十分必要，采取有效溫控措施的情況下，可以確保薄壁墩混凝土不出現(xiàn)有害溫度裂縫。

薄壁墩;防裂;研究;配合比

赤峰-通遼高速公路撒力巴至下洼段的K93+737張達溝大橋橋墩設(shè)計為空心薄壁墩，其下部為實心段，截面尺寸為7.8 m×2.2 m，高為1.5 m，空心部位壁厚為0.5 m，高為40 m，混凝土等級C30。橋墩基礎(chǔ)采用樁柱式承臺和樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)由6根φ1.6 m，長10 m的挖孔樁組成，混凝土等級C25。承臺截面為矩形，尺寸為11 m×6.8 m，厚2.5 m，混凝土等級C25。橋梁薄壁墩是橋梁的重要結(jié)構(gòu)，也是裂縫容易發(fā)生和發(fā)展的部位，對該部分結(jié)構(gòu)加強質(zhì)量控制十分必要。

1 薄壁墩混凝土原材料及配合比

1.1 混凝土原材料

(1)水泥：朝陽水泥廠42.5普硅水泥。(2)粉煤灰：元寶山Ⅰ級粉煤灰。(3)砂：赤峰河砂，細度模數(shù)2.4。(4)碎石：赤峰產(chǎn)碎石，粒徑5～40 mm。(5)外加劑：遼寧北四達高效減水劑。(6)水：地下水淡水。

1.2 混凝土配合比

C30混凝土抗壓強度：R7=30.2 MPa;R28=41.8 MPa?；炷撂涠?6～20 cm，混凝土和易性好，不離析泌水，30 min坍落度≥16 cm。

2 薄壁墩溫控計算及分析

2.1 材料及熱特性值

墩身混凝土標(biāo)號為C30，材料熱特性按經(jīng)驗取值，見表2。

表2 材料熱特性值

3 計算結(jié)果及分析

(1)溫度場特征。

根據(jù)計算結(jié)果和表3可以看出，承臺和實心段混凝土由于結(jié)構(gòu)尺寸大，澆筑方量大，散熱慢，內(nèi)部最高溫升高，各層混凝土在澆筑后12 d左右出現(xiàn)溫峰。而對于薄壁墩，由于壁薄混凝土散熱較快，最高溫度一般出現(xiàn)在0.5～1 d。

表3 混凝土溫度場特征參數(shù)

(2)應(yīng)力場特征。

表4 各部位混凝土溫度應(yīng)力特征值 MPa

可以看出，承臺和實心段處于基礎(chǔ)約束區(qū)，拉應(yīng)力最大，由于冬季的低溫，混凝土溫差較大，最大溫度應(yīng)力為3.73 MPa，具體結(jié)果見表4。

☆未考慮冬季的低溫

表5 各部位混凝土溫度應(yīng)力特征值 MPa

可以看出，承臺和實心段處于基礎(chǔ)約束區(qū)，拉應(yīng)力最大。由于冬季的低溫，溫差增大而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。為減低拉應(yīng)力，保證混凝土在冬季過后不出現(xiàn)有害溫度裂縫，考慮對混凝土承臺和實心段進行保溫，盡量減低溫差對混凝土的影響。在冬季來臨前，在混凝土外層包裹二層土工布，最大溫度應(yīng)力為2.08 MPa。通過計算可知，在采取有效溫控措施的情況下，可以確保薄壁墩混凝土不出現(xiàn)有害溫度裂縫。

根據(jù)有限元溫度應(yīng)力計算結(jié)果確定了薄壁墩結(jié)構(gòu)溫度控制的監(jiān)控方案。16 d的監(jiān)控結(jié)果表明，混凝土表面與內(nèi)部溫差遠小于規(guī)范允許的25℃，溫度應(yīng)力得到了有效的控制，薄壁墩結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

［1］中華人民共和國交通部行業(yè)標(biāo)準.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范［M］.北京：人民交通出版社.

［2］中華人民共和國交通部行業(yè)標(biāo)準.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范［M］.北京：人民交通出版社.

［3］赤峰至通遼高速公路撒力巴至下洼段施工圖設(shè)計文件［M］.北京交科公路勘察設(shè)計研究院有限公司.

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1008-3383(2012)11-0069-01

2012-06-11