(中鐵二十三局集團第四工程有限公司 四川 成都 61000）

橋梁大體積混凝土承臺的案例研究

艾 奇

(中鐵二十三局集團第四工程有限公司 四川 成都 61000）

為了解決大體積混凝土在施工中，內(nèi)部和外部溫度差值大、內(nèi)外變形不一致而產(chǎn)生裂縫的問題，為防止溫度裂縫的產(chǎn)生，按“內(nèi)降溫外保溫”的原則，措施為內(nèi)部埋設冷卻管來降溫、外部覆蓋布和薄膜來保溫、采用低水化熱的混凝土配比和材料、澆筑中放慢速度及薄層澆筑，同時在混凝土表面增加防裂鋼筋網(wǎng)片，加強表面抗拉強度。本論文對具體工程案例進行分析和總結(jié)，為后續(xù)大體積混凝土承臺施工取得經(jīng)驗、奠定依據(jù)。

橋梁；大體積混凝土；承臺；溫度控制

因為水化熱比較多，大體積混凝土的施工有其特殊性，溫度控制不好就容易產(chǎn)生溫度裂縫，Young Ro Kim、Tahsin Alper Yikici等大量科研人員對此展開了研究[1，2，3]。我國已經(jīng)有不少學者對大體積混凝土施工過程的溫度控制開展了研究[4，5，6]。本文通過研究和分析具體工程案例，總結(jié)大體積混凝土橋梁承臺的施工和溫度控制的經(jīng)驗。

一、案例概況

工程案例是湖北江南高速公路第1合同段荊江分蓄洪區(qū)特大橋，荊江分蓄洪區(qū)特大橋位于長江中游荊江南岸湖北省公安縣境內(nèi)，橋梁起訖K15+248.4～K31+852.6，橋長16604.2m。137#墩屬第36聯(lián)連續(xù)梁主墩承臺，承臺分為左右幅兩個，尺寸為12m╳10.8 m╳3.5m，混凝土設計等級為C30，混凝土方量各為453.6m3。本文對其左右幅的137#墩承臺在大體積混凝土施工中遇到的問題進行研究。

二、大體積混凝土的混凝土澆筑和溫度控制方案

根據(jù)研究，確定混凝土澆筑和溫度控制方案如下：

1.混凝土澆筑

應注意采用先澆筑墩位中心，再沿墩周邊螺旋上升循環(huán)澆筑的方案。放慢澆筑混凝土速度，分層澆筑一次成型。采用薄層澆筑，分層厚度確定為30cm。主要目的是讓混凝土產(chǎn)生的水化熱能夠及時釋放。澆筑采用42m長臂混凝土泵車進行，并配吊車吊斗送料備用。在開始澆筑下部1.5m厚混凝土時，在鋼筋骨架內(nèi)準備混凝土緩沖滑板，防止混凝土落差過大產(chǎn)生離析。澆筑過程中，注意盡量避開冷卻管和測溫元件，保證其穩(wěn)定性。在現(xiàn)場做1組同條件養(yǎng)護試件，每車混凝土進行1次坍落度試驗檢查。

2.混凝土溫度控制

大體積的混凝土溫度控制的核心是確保大體積的混凝土的結(jié)構(gòu)的溫度拉應力不超過各齡期的混凝土抗拉強度。根據(jù)大體積的混凝土的開裂的力學原理和施工溫度控制目標，溫度控制主要方法是:

（1）提高混凝土本身的抗裂性能，本案例采取的措施主要是在混凝土表面增加防裂鋼筋網(wǎng)片，加強表面混凝土抗拉強度。

（2）采取措施有效的降低大體積的混凝土施工和養(yǎng)護過程中內(nèi)部和表面產(chǎn)生的拉應力。

根據(jù)研究，本案例的大體積混凝土的溫度控制的具體措施如下：

1)埋設冷卻管

在承臺混凝土內(nèi)部設置了雙層的冷卻用的鋼管，并在其中通循環(huán)水來冷卻混凝土。冷卻管管口采用特制彎頭和三通與供水軟管連接嚴密。在混凝土的澆筑完成后，承臺冷卻管通水來冷卻混凝土。冷卻水池設在承臺附近5m遠處，水池容量約為3m3,水由水泵抽入冷卻管的進口，出口水循環(huán)回池內(nèi)。

2)埋設測溫點

混凝土內(nèi)部溫度測量點和混凝土表面溫度測量點都按高、中、低三層設置。

3)測量混凝土各項溫度

專人檢測混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度。值得注意的是既要按照要求和工程經(jīng)驗指定測量溫度的計劃，也要根據(jù)實際情況及時調(diào)整。

4)混凝土表面保溫

采用保溫材料來保溫，主要采用塑料薄膜和土工布來實現(xiàn)外表保溫，在混凝土表面初凝后，可將冷卻管出水用于頂面漫水保溫，但是有冰凍天時禁止采用。對大體積混凝土橋梁承臺施工應注意采用動態(tài)養(yǎng)護。

三、施工結(jié)果

本次大體積混凝土施工，溫度控制方面的效果良好，通過測溫原件測出的溫度記錄，混凝土內(nèi)的最高溫為55℃，內(nèi)外溫度的差值不超過25℃。橋梁承臺混凝土按照大體積混凝土是施工方法施工，分層工序的連接合理。

四、施工總結(jié)

本次施工取得了成功。本次施工所采用的施工工藝及各類技術(shù)參數(shù)可以供其他工程參考。

1.最合理的人員配備

根據(jù)工程經(jīng)驗，最合理的人員配備是項目部現(xiàn)場：安全員1名、質(zhì)檢員1名、試驗員2名和技術(shù)員2名，關(guān)鍵工序監(jiān)理全程旁站。

施工人員：2名工班長，8名鋼筋工、6名普工、5名焊工、10名模板工、6名混凝土工，另外還需要拌合站4人、2名泵車司機、1名挖掘機司機。

2.最合理的機械配備

根據(jù)研究，最合理的機械配備是三一重工泵車1臺，挖掘機1臺，吊車1臺，電焊機5臺，另外還需要混凝土拌和站1座，12m3混凝土攪拌輸送車6輛等施工設備。

測量和試驗方面要有全站儀1臺，水準儀1臺，另外還需要坍落度筒1套，測溫元件8組等儀器。

3.最合理的材料配備

經(jīng)過研究，確定最合理的配合比：水泥采用華新P.O42.5，106t；粉煤灰采用華能粉煤灰二級，18t；碎石采用爐子巖碎石5-16mm和16-31.5mm按30:70的比例摻配，分別用106t和246t，洞庭湖天然砂235t，恒利HL-8000外加劑0.8t。

鋼筋方面采用萍鋼Φ28帶肋鋼筋20.5t，萍鋼Φ25帶肋鋼筋8.6t，鄂鋼Φ12帶肋鋼筋0.6t，5mm厚雙面膠帶，鋼模板170m2。

4.最優(yōu)的技術(shù)參數(shù)

經(jīng)過研究，最合理的技術(shù)參數(shù)如下：

澆筑時間（1d）：混凝土工6名，試驗員2名；泵車1臺，12m3罐車6臺；模具4組，坍落度筒一套，Φ50振搗棒5個，溫度計1個，混凝土拌和站1座，水泵1臺；配合比1份，水泥是華新P.O42.5，粉煤灰是華能粉煤灰二級，碎石是爐子巖碎石5-16mm和16-31.5mm按30:70的比例摻配，洞庭湖天然砂，恒利HL-8000外加劑，水是飲用水。測混凝土坍落度平最佳值為170mm，入模溫度平均值為17℃，澆筑時長10小時。設計C30混凝土，混凝土坍落度160mm到200mm。

養(yǎng)護（14d）：2名工人；土工布，裹彩條布。冷卻水進入降溫管降溫。每天溫度測量。

總體上來說，本次施工獲得了相當程度的經(jīng)驗，為后續(xù)承臺施工取得經(jīng)驗、奠定依據(jù)。

五、結(jié)束語

本論文對具體工程案例進行分析，按“內(nèi)降溫外保溫”的措施。控制溫度通過施工工藝改進、布設冷卻管降溫、改變混凝土配比等措施，施工效果良好。匯總了施工人員、設備、材料、技術(shù)措施等方面的經(jīng)驗，對同類施工有一定借鑒作用。

[1]Kim Y, Khil B, Jang S, et al. Effect of Barium-Based Phase Change Material (PCM) to Control the Heat of Hydration On the Mechanical Properties of Mass Concrete[J]. Thermochimica Acta, 2015, 613:100-107.

[2]Tahsin Alper Yikici , Hung-Liang (Roger) Chen. Use of maturity method to estimate compressive strength of mass concrete [J].Construction and Building Materials, 2015, 95:802-812.

[3]高錫鵬，周智，李淵.大體積混凝土橋梁承臺溫度及應力場模擬[J]. 遼寧工程技術(shù)大學學報（自然科學版）, 2015, 34(11):1258-1263.

[4]Young-Ro Kim, Bae-Soo Khil, Seok-Joon Jang,et al. Use of maturity method to estimate compressive strength of mass concrete[J].Thermochimica Acta, 2015, 613:10-17.

[5]黎生南.橋墩承臺大體積混凝土抗裂計算與溫度控制[J].武漢理工大學學報, 2010, 32(24):63-65.

[6]盧哲安, 陳猛,任志剛.橋墩承臺大體積混凝土的溫度控制[J].混凝土, 2008, (4):97-99.

TU445.4

A

1007-6344（2017）06-0022-01

艾奇（1985—），男，四川簡陽人，工程師，研究方向：橋梁工程施工。