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1、<p> 新通揚(yáng)運(yùn)河特大橋主墩承臺(tái)大體積混凝土溫控設(shè)計(jì)與施工</p><p> 摘要:介紹了新通揚(yáng)運(yùn)河特大橋主墩承臺(tái)大體積混凝土的溫控設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。 </p><p> 關(guān)鍵詞:大體積混凝土溫控裂縫冷卻水管測(cè)溫元件 </p><p> 中圖分類號(hào): TV544+.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): </p><p><
2、;b> 1 前言 </b></p><p> 主墩承臺(tái)為8邊型,順橋向長(zhǎng)28.4m,橫橋向?qū)?9.8m,高5m。承臺(tái)混凝土為C40,單個(gè)承臺(tái)混凝土方量為3658m3。 </p><p> 2 大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)和溫控計(jì)算 </p><p> 承臺(tái)為典型的高性能大體積混凝土結(jié)構(gòu),極易產(chǎn)生裂縫。為盡量減少有害裂縫的產(chǎn)生,須對(duì)混凝土配合比進(jìn)行
3、專項(xiàng)設(shè)計(jì),計(jì)算混凝土中心溫度、表層溫度和內(nèi)表溫差,從而制定有效的溫控措施。 </p><p> 2.1 混凝土配合比設(shè)計(jì) </p><p> 承臺(tái)混凝土分兩次澆筑:第一次澆筑高度為3.0m,方量2195m3;第二次澆筑高度為2.0m,方量為1462m3。針對(duì)混凝土強(qiáng)度、溫控和泵送的特點(diǎn),混凝土采用高集料、低水灰比、低水泥用量和雙摻材料,其性能指標(biāo)如下: </p><
4、p> ?、佟⒒炷量箟簭?qiáng)度 :混凝土28天強(qiáng)度> C40級(jí) </p><p> ?、?、坍落度:18±2cm </p><p> ?、?、含氣量:<3.5% </p><p> ?、堋⒛Y(jié)時(shí)間:40小時(shí)左右,終凝時(shí)間42小時(shí)左右 </p><p><b> 2.2 溫控計(jì)算 </b></p
5、><p> 根據(jù)混凝土配合比、水泥水化熱值和澆筑溫度計(jì)算溫度值。 </p><p> 2.2.1 絕熱溫升 </p><p> 混凝土絕熱溫升的計(jì)算公式如下 </p><p><b> (1-1) </b></p><p><b> 其中: </b></p>
6、<p><b> —齡期(d) </b></p><p> 水泥28天的水化熱,混凝土比熱 </p><p> 計(jì)算結(jié)果表明:在第28天齡期時(shí),混凝土的絕熱溫升為44.188℃。絕熱溫升的變化曲線見(jiàn)圖1。 </p><p> 2.2.2 混凝土中心溫度 </p><p> 塔座澆筑時(shí)間在7月份左右
7、。查得橋位區(qū)自1959~2005年7月份的平均氣溫為27.8℃,則混凝土澆筑溫度定位T0=27.8℃。在考慮冷卻降溫的條件下,混凝土中心溫度的計(jì)算公式為: </p><p><b> ?。?-2) </b></p><p> 計(jì)算結(jié)果表明:采用冷卻水降溫,在第3天齡期時(shí),混凝土內(nèi)部溫度最高,達(dá)到57.848℃,其溫度曲線見(jiàn)圖2。 </p><p&
8、gt; 2.2.3 混凝土表層溫度和平均溫度 </p><p> 塔座頂面采用循環(huán)水蓄水養(yǎng)護(hù),蓄水深度為10cm,混凝土表層溫度計(jì)算公式如下: </p><p><b> (1-3) </b></p><p><b> 其中: </b></p><p> —施工期大氣溫度,為27.8℃ —
9、混凝土計(jì)算厚度(m) </p><p> —混凝土實(shí)際厚度(m),3.0m —混凝土虛厚度(m) </p><p> 計(jì)算結(jié)果表明:在第3天齡期時(shí),混凝土表面溫度最高,達(dá)到37.295℃。混凝土最大內(nèi)表溫差為20.553℃,其溫度曲線見(jiàn)圖2。 </p><p><b> 混凝土平均溫度: </b></p><p>
10、<b> ?。?-4) </b></p><p><b> 其溫度曲線圖2。 </b></p><p> 圖1混凝土絕熱溫升圖 </p><p><b> 圖2溫度曲線圖 </b></p><p> 2.2.4 溫度控制標(biāo)準(zhǔn) </p><p>
11、?、佟⒒炷恋纳舷聦訙夭畈怀^(guò)20℃。 </p><p> ?、凇⒒炷羶?nèi)表溫差≤25℃。 </p><p> ?、邸⒒炷两禍厮俾什怀^(guò)2℃/天。 </p><p> 3 防控裂縫的措施 </p><p> 為有效控制有害裂縫的產(chǎn)生,必須從控制混凝土水化升溫、內(nèi)表溫差、減少混凝土收縮變形、提高混凝土抗裂能力和配筋等方面采取綜合的防控措施
12、。 </p><p> 3.1 降低混凝土的水化升溫 </p><p> 3.1.1、混凝土配比 </p><p> ①、選用低水化熱水泥。 </p><p> ②、采用雙摻技術(shù):摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰,降低水泥用量;摻入高性能緩凝減水劑,延緩混凝土的初凝時(shí)間。 </p><p> 3.1.2、降低混凝土的拌和、澆筑
13、溫度 </p><p> ①、水泥提前6d入罐,延長(zhǎng)水泥的存放時(shí)間,降低水泥的拌和溫度。 </p><p> ②、預(yù)冷集料,堆高骨料,堆放時(shí)間為5d以上,并采取措施避免骨料在日照下溫度回升。 </p><p> ?、?、采用深井水拌和混凝土。 </p><p> ④、加快混凝土運(yùn)輸和入倉(cāng)速度,減少混凝土在運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中的溫度回升。 &l
14、t;/p><p> ?、荨⑦x擇低溫時(shí)段澆筑,盡量安排在夜間或陰天施工。 </p><p> 3.1.3、混凝土分層澆筑 </p><p> 為加快混凝土的內(nèi)部散熱,混凝土采用水平分層澆筑,每層鋪筑厚度不超過(guò)30cm。 </p><p> 3.1.4、通水冷卻 </p><p> 混凝土內(nèi)埋設(shè)冷卻水管通水冷卻,以降低
15、混凝土內(nèi)部溫度。 </p><p> 冷卻水管采用Φ32×1.8mm黑鐵皮管,冷卻水采用深層運(yùn)河水。承臺(tái)共布置5層冷卻水管,每層冷卻水管單根最大長(zhǎng)度≤200m,以利于提高降溫效果。為方便通水管理,各層水管的進(jìn)、出口均設(shè)在承臺(tái)頂面,且伸出塔座30~50cm。冷卻水管的布置見(jiàn)附圖3。 </p><p> 冷卻水管安裝完成后,須試通水檢查,確保無(wú)漏水和阻塞現(xiàn)象。 </p>
16、;<p> 冷卻水采用集水箱供水,單只水箱容量為18m3左右。運(yùn)河水進(jìn)入集水箱沉淀過(guò)濾,減少泥沙含量。集水箱內(nèi)設(shè)進(jìn)水泵一臺(tái),壓泵一臺(tái)。壓泵壓水進(jìn)入分流器,分流器分流進(jìn)入冷卻水管,以保證水的流速和流量,確保降溫效果。每根冷卻水管的通水流量按16~20L/min設(shè)計(jì)。集水箱、分流器的布置見(jiàn)附圖4。考慮到混凝土的澆注時(shí)間較長(zhǎng),冷卻水管應(yīng)在混凝土覆蓋一層即通水冷卻一層,通水時(shí)間20天左右,直至混凝土內(nèi)表溫差小于25℃。在冷卻過(guò)程
17、中須根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)情況及時(shí)調(diào)整水溫和通水流量。 </p><p> 在通水冷卻完畢后,采用同標(biāo)號(hào)的水泥凈漿壓入冷卻管內(nèi)。 </p><p> 3.2 提高混凝土的抗裂能力 </p><p> 3.2.1 優(yōu)化混凝土配比 </p><p> 采用級(jí)配良好的粗骨料,嚴(yán)格按規(guī)范值控制砂石的含泥量,以提高混凝土的抗裂能力。 </p>
18、<p> 3.2.2 配置控裂鋼筋 </p><p> 配置防裂鋼筋的目的是減少混凝土收縮裂縫的寬度,使裂縫寬度小于設(shè)計(jì)規(guī)定的限值,一般≤0.2mm。 </p><p> 按設(shè)計(jì),在承臺(tái)四周和地面布置防裂鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)為定型產(chǎn)品,鋼筋為φ8mm帶肋筋,網(wǎng)格間距10×10cm。網(wǎng)片的凈保護(hù)層嚴(yán)格控制在3~4cm。 </p><p> 3
19、.2.3 保證混凝土的密實(shí)性 </p><p> ?、?、加強(qiáng)混凝土的振搗:采用振動(dòng)棒振搗密實(shí)。 </p><p> ?、?、混凝土頂面的處理:在混凝土初凝前,按測(cè)量標(biāo)高用木刮尺進(jìn)行刮平,然后用木泥抹打磨壓實(shí),最后用鐵抹收光壓實(shí)。在施工過(guò)程中,為防止混凝土表面裂紋的出現(xiàn),采用平板振搗器進(jìn)行二次振搗,增加混凝土收面、壓光遍數(shù)等辦法。 </p><p> 3.3 混凝土表
20、面蓄水、保溫養(yǎng)護(hù),控制混凝土內(nèi)表溫差 </p><p> 為使混凝土表面緩慢降溫,避免溫度驟降,確?;炷羶?nèi)表溫差控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),采取以下措施: </p><p> ?、?、混凝土終凝后頂面開(kāi)始蓄水養(yǎng)生,水深不小于10cm,養(yǎng)護(hù)4~5d。蓄水養(yǎng)護(hù)完畢后,覆蓋塑料薄膜保濕并加蓋雙層土工布保溫養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于20d。 </p><p> ②、延緩拆模時(shí)間,一般不
21、小于5天。模板拆除后,混凝土表面貼雙層塑料薄膜保溫。 </p><p><b> 4 溫度監(jiān)測(cè) </b></p><p><b> 4.1 監(jiān)測(cè)目的 </b></p><p> 采用測(cè)溫元件監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)表溫度,及時(shí)調(diào)整水溫和通水流量,確保溫控效果。 </p><p> 4.2 測(cè)溫元件布置
22、</p><p> 儀器的布點(diǎn)按照突出重點(diǎn)、兼顧全局的原則,在滿足監(jiān)測(cè)要求的前提下,以盡量少的儀器獲得所需的監(jiān)測(cè)資料。根據(jù)對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的溫度變化般規(guī)律,儀器主要布置在承臺(tái)中心線上,以其中半個(gè)斷面為重點(diǎn)。儀器的布置見(jiàn)附圖5。 </p><p><b> 4.3 溫度監(jiān)測(cè) </b></p><p> 儀器埋入后即開(kāi)始正常測(cè)量,測(cè)量頻率先密后疏。
23、混凝土初凝后4d內(nèi)每2h一次,5~10d每4h一次,11~20d每天1~2次,20d以后每天一次。監(jiān)測(cè)時(shí)間為28天左右。 </p><p> 由專人負(fù)責(zé)匯總監(jiān)測(cè)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)匯報(bào),并研究應(yīng)對(duì)措施,確保溫控成功。 </p><p><b> 5結(jié)語(yǔ) </b></p><p> 新通揚(yáng)運(yùn)河特大橋主墩承臺(tái)大體積混凝土采取了有效的溫控措施,成
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