邊曉明 雷敬偉 劉小翠

(葛洲壩集團(tuán)試驗檢測有限公司，湖北 宜昌 443000)

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談石首長江大橋主墩承臺混凝土溫控措施

邊曉明 雷敬偉 劉小翠

(葛洲壩集團(tuán)試驗檢測有限公司，湖北 宜昌 443000)

以石首長江公路大橋為例，從澆筑分層布置、冷卻循環(huán)水控制、混凝土配合比優(yōu)化、現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)等方面，闡述了大橋主墩承臺混凝土施工的質(zhì)量控制措施，指出承臺澆筑后表面基本無溫度應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生。

斜拉橋，承臺，混凝土，溫度應(yīng)力裂縫

1 工程概況

石首長江公路大橋主橋為雙塔單側(cè)混合梁斜拉橋，橋跨布置為(75+75+75)m+820 m+(300+100)m；混凝土主梁和鋼主梁均采用分離式雙邊箱的PK梁斷面；索塔采用收腿的倒Y形造型，整體式承臺，群樁基礎(chǔ)，行車道數(shù)雙向六車道、設(shè)計速度100 km/h。主墩采用58根2.5 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，圓端矩形承臺，承臺分兩級布置，一級承臺尺寸為67.5 m×35.75 m，厚度為7 m，二級承臺厚2.5 m，底面平面尺寸為51 m×23 m，頂面為46 m×18 m，預(yù)計主墩承臺混凝土澆筑總方量為1.8萬m3左右，屬大體積混凝土范疇。

2 長江大橋大體積承臺混凝土質(zhì)量控制措施

石首長江大橋主墩承臺混凝土質(zhì)量控制從澆筑分層布置、冷卻循環(huán)水控制、混凝土配比優(yōu)化、表層添加聚丙烯纖維、混凝土出機及入模溫度控制、現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)等措施著手，認(rèn)真落實，堅持措施不到位不落實不開倉的原則，混凝土澆筑后取得了比較好的整體效果，表面基本無溫度應(yīng)力裂縫。

2.1 澆筑分層布置

石首長江大橋主墩承臺混凝土澆筑方量較大，采取化整為零分層澆筑的方式，通過分次澆筑使得每一次澆筑的方量降低，可以有效降低混凝土內(nèi)部中心溫度，有利于內(nèi)外溫差及溫度應(yīng)力控制，主墩承臺混凝土分三層澆筑，第一層：一級承臺2.5 m，第二層：一級承臺2.5 m～7.0 m，第三層：二級承臺厚2.5 m，底面平面尺寸為51 m×23 m，頂面為46 m×18 m。

2.2 冷卻循環(huán)水控制

冷卻循環(huán)水管采用57 mm鋼管，一級承臺布置7層，每層12套水管，每套總長180 m，水平管間距1 m，層間距：一級承臺第一澆筑層間距0.9 m，第二澆筑層0.8 m，冷卻水管垂直交叉呈網(wǎng)狀布置。二級承臺布置2層，共7套，每套190 m，水平間距1 m，層間距0.8 m，垂直交叉呈網(wǎng)狀布置。

冷卻循環(huán)水降低混凝土內(nèi)外溫差，冷卻水管按照溫控方案分組布置，在澆筑過程中即通水冷卻，通過整套的冷卻循環(huán)降溫系統(tǒng)控制混凝土內(nèi)部及表面溫差，內(nèi)外溫差控制在不大于25 ℃。

2.3 混凝土配比優(yōu)化

混凝土配比采用礦物摻合料與緩凝型高性能減水劑雙摻配比能有效延緩水化熱溫峰出現(xiàn)的時間，降低溫峰值，減少水泥用量和用水量，密實混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加混凝土的抗裂能力。

該承臺混凝土屬大體積混凝土范疇，配合比優(yōu)化過程中要綜合拌合物性能、力學(xué)、熱物理學(xué)及耐久性能進(jìn)行考慮，選擇絕熱溫升較低并且在早期強度不宜過低的配比，從早期強度抵抗部分溫度應(yīng)力，可以大大降低出現(xiàn)溫度裂縫的幾率。經(jīng)過多輪次的配比優(yōu)化，選取符合本工程用的C40主墩大體積承臺配合比，配合比材料參數(shù)見表1。

表1 配合比材料參數(shù)表

2.4 表層混凝土配比添加聚丙烯纖維

考慮到混凝土塑性收縮引起的微裂紋，防止及抑制混凝土原生裂縫的形成和發(fā)展，在不改變原有配比其他物料比例的前提下，對澆筑至單次結(jié)構(gòu)面50 cm層時，添加聚丙烯纖維，聚丙烯纖維采用上海鞏瑞實業(yè)有限公司生產(chǎn)的12 mm Y型聚丙烯纖維，經(jīng)試拌合添加聚丙烯纖維的混凝土不需要改變原設(shè)計的配合比，也不取代原設(shè)計的受力鋼筋，僅在投料順序上做適當(dāng)調(diào)整，先加集料及水泥干拌，再加聚丙烯纖維拌合，最后加水，攪拌時間需延長20 s～30 s。

工程實際證明添加聚丙烯纖維能有效地控制混凝土塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂紋，防止及抑制混凝土原生裂縫的形成和發(fā)展，大大改善混凝土的防裂抗?jié)B性能，增加混凝土的韌性。

2.5 混凝土出機及入模溫度控制

公路工程因大體積混凝土總體方量偏少，受投資及成本考慮，工程設(shè)計并沒有強制要求混凝土拌合站加裝骨料風(fēng)冷、制冰等控制原材料溫控保證設(shè)施，所以公路工程大體積混凝土質(zhì)量受澆筑季節(jié)的影響較大，對于湖北及長江沿線的工程來說，在無溫控設(shè)施的情況下，澆筑的最佳時期為冬季，其次為春秋季，最不利季節(jié)為夏季，本工程承臺澆筑為6月底～8月底，工程進(jìn)度無法再選擇季節(jié)，只能選取在陰雨天進(jìn)行，澆筑時平均氣溫30 ℃左右，混凝土入模的溫度控制在23 ℃～28 ℃之間。

2.5.1 混凝土原材料控制

1)同水泥廠家協(xié)調(diào)主墩承臺使用的水泥數(shù)量及溫度，要求其提前15 d將水泥用船運至主墩旁碼頭放置冷卻，避免使用剛出廠的新鮮水泥，水泥進(jìn)場溫度不允許超過50 ℃。實際使用時水泥進(jìn)場溫度控制在36 ℃～48 ℃之間，超過50 ℃一律嚴(yán)禁進(jìn)場；要求粉煤灰進(jìn)場溫度控制在40 ℃以下，實際溫度控制在32 ℃～40 ℃；要求礦粉進(jìn)場溫度控制在70 ℃以下，實際溫度控制在52 ℃～70 ℃。

2)對砂石骨料覆蓋遮陽，堆高骨料、底層取料，現(xiàn)場井水連續(xù)噴淋粗骨料冷卻降低其溫度，粗骨料噴淋水降溫應(yīng)在混凝土開盤前3 h～4 h進(jìn)行，并加大碎石含水率的檢測頻率。

3)加冰降低拌合用水溫度。降低拌合用水溫度采取碎冰機碎冰，大功能攪拌器及循環(huán)水加速融冰的方式，在混凝土開盤前將拌合用水的溫度降低至0 ℃～5 ℃之間，從冰水混合物底部抽取不含冰屑的低溫水拌合混凝土。并對貯水槽、水箱及輸水管加遮陰和隔熱設(shè)施，避免陽光直接照射。

2.5.2 攪拌、運輸過程控制

對攪拌站料斗、皮帶運輸機、攪拌樓、運輸罐車、泵送管道及其他相關(guān)設(shè)備遮陰或冷卻，如對運輸罐車反復(fù)淋水降溫，泵送管道用濕罩布、濕麻袋等加以覆蓋，避免陽光照射并反復(fù)曬水降溫等；應(yīng)盡量縮短混凝土運輸和滯留時間，混凝土拌合物從加水至入模的最長時間，夏季施工宜小于1 h。

2.5.3 澆筑工期控制

合理安排工期，混凝土澆筑選在陰雨天進(jìn)行，本工程大體積承臺三次澆筑均選取陰雨天進(jìn)行，澆筑時溫度在22 ℃～33 ℃之間，平均氣溫30 ℃左右，混凝土入模的溫度控制在23 ℃～28 ℃之間。

2.6 混凝土現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施

對于新澆筑的混凝土避免模板受陽光直射，在澆筑混凝土前即搭設(shè)遮陽棚架，在每一次澆筑后進(jìn)行遮陽，在每次整體澆筑完成后對混凝土表面用土工布整體覆蓋，對前兩次澆筑的側(cè)面模板外部注水(套箱模板)。在澆筑二級承臺時，在模板外側(cè)用厚土工布覆蓋并用長江底中心水噴淋降溫，對新老混凝土結(jié)合面處模板進(jìn)行浸水養(yǎng)護(hù)，浸水深度50 cm左右，浸水養(yǎng)護(hù)5 d拆模。

3 承臺澆筑后的實際效果

分三次澆筑1.8萬m3混凝土，實測28 d抗壓強度在44.3 MPa～49.9 MPa之間，承臺整體效果良好，一級承臺第一層無肉眼可見裂縫，一級承臺第二層存在兩條肉眼可見裂縫，臨江面上游18.4 m處存在長2.1 m，寬0.2 mm，深25 cm裂縫一條，臨江面下游8.3 m處存在長1.7 m，寬0.2 mm，深18 cm裂縫一條，已經(jīng)做封堵灌漿處理，經(jīng)后續(xù)監(jiān)控未見新增裂縫，現(xiàn)有裂縫未見繼續(xù)發(fā)育。二級承臺混凝土澆筑拆模后，因倒角造成的氣泡較多，肉眼可見裂縫四條，距承臺中心裂縫一條，其長度0.7 m，寬度0.1 mm，深度4.4 cm；南邊側(cè)面裂縫一條，其長度0.9 m，寬度0.1 mm，深度6.1 cm；臨江長邊裂縫兩條，一條長度1.2 m，寬度0.1 mm，深度5.9 cm；一條長度0.8 m，寬度0.1 mm，深度7.1 cm，經(jīng)過1個月的監(jiān)控，四條裂縫未繼續(xù)發(fā)育。

4 結(jié)語

石首長江大橋主墩承臺混凝土質(zhì)量控制從澆筑分層布置、冷卻循環(huán)水控制、混凝土配比優(yōu)化、表層添加聚丙烯纖維、混凝土出機及入模溫度控制、現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)等措施著手，在混凝土澆筑準(zhǔn)備及澆筑過程中勤檢測，抓落實，強化人員管理及部門的協(xié)調(diào)能力，堅持措施不到位不落實不開倉的原則，混凝土澆筑后取得了比較好的整體效果，表面基本無溫度應(yīng)力裂縫。

Discussion on major pier cushion cap concrete temperature control measures of Shi-Shou Yangtze River Bridge

Bian Xiaoming Lei Jingwei Liu Xiaocui

(GezhoubaGroupTestDetectionCo.,Ltd,Yichang443000,China)

Taking Shi-Shou Yangze River highway bridge as an example,starting from aspects of grouting segmented allocation,cooling recycled water control,concrete mixing proportion optimization and in-situ maintenance,the paper describes major pier cushion cap concrete construction quality control measures of the bridge,and finally points out that: there is now temperature stress cracks occurring in the cushion cap surface casted.

cable-stayed bridge,cushion cap,concrete,temperature crack stress

1009-6825(2016)29-0177-02

2016-08-03

邊曉明(1984- )，男，工程師

U443.25

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