滄口航道橋索塔承臺(tái)大體積混凝土施工技術(shù)探討

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三、施工滄口航道橋索塔承臺(tái)大體積混凝土施工技術(shù)探討

５７滄口航道橋索塔承臺(tái)大體積

混凝土施工技術(shù)探討

王曉乾１黎建寧２

〔１．山東高速青島馬路有限公司２．中交第二馬路工程局有限公司〕

滄口航道橋索塔承臺(tái)大體積混凝土施工技術(shù)探討

青島海灣大橋國際橋梁論壇論文集

目前大體積混凝土的溫控措施為“內(nèi)降外?！薄?nèi)部降溫主要措施是水冷卻法降溫，冷卻水管可采納鋼管或塑料管．夕｜部保溫主要為掩蓋保溫并灑水養(yǎng)護(hù)。。

３海工混凝土協(xié)作比優(yōu)化

水化熱來源于水泥水化反應(yīng)，要減削混凝土的絕熱升溫，主要是優(yōu)化混凝土協(xié)作比，在保證混凝土工作性能及滿意強(qiáng)度要求的前提下，盡量減削水泥用量，適量參與外加劑。經(jīng)過多次優(yōu)化，本工程采納原５２５號(hào)一般水泥，水泥用量為１６４ｋｇ，承臺(tái)Ｃａ３５混凝土的協(xié)作比見〔表１〕。

承臺(tái)Ｃａ３５混凝土協(xié)作比

項(xiàng)且水泥

１６４

ｌ表１碎石２６４５３．９３礦粉２１２１．２９粉煤灰９４０．５７砂７５４４．６０碎石ｌ２７６１．６８才〔１６００．９８外加荊５．３０．０３用量〔Ｉ，ｇ／ｍ３〕配比

４溫控措施試驗(yàn)及結(jié)果

為了避開溫度裂縫的產(chǎn)生，優(yōu)化溫控措施方案，在非通航孑Ｌ橋承臺(tái)進(jìn)行了溫控試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：

在非通航孔橋承臺(tái)采納塑料冷卻管，海水循環(huán)的方法降溫，冷卻管的布設(shè)，水平按環(huán)形布設(shè)，間距為６０ｅｒａ，豎向分４層，每層為一個(gè)循環(huán)單元，各設(shè)１個(gè)進(jìn)水管和出水管。

〔１〕試驗(yàn)的相關(guān)參數(shù)：大氣溫度２２℃，混凝土入模溫度２８℃。

〔２〕結(jié)果：承臺(tái)內(nèi)的最高溫度值涌現(xiàn)在澆筑完成后的第２天，內(nèi)部溫度峰值為６２＇Ｅ，最大溫差為１８℃，無裂縫產(chǎn)生，試驗(yàn)勝利。

〔３〕本方法的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：塑料管布設(shè)較便捷，在承臺(tái)內(nèi)沒有接頭，海水的溫度基本恒定且溫度較低，不需要水箱，循環(huán)水溫能保證。

缺點(diǎn)：循環(huán)水需要過濾，防止海水中的雜物堵塞水管。

５方案比選

在方案初步階段，曾考慮運(yùn)用鋼管作為冷卻管，水箱內(nèi)加冰屑的方法，由于冰屑為購買品。且現(xiàn)場不易保存，水箱的容積也有限，加冰屑受限，水箱內(nèi)的水溫很快被上升，降溫效果不抱負(fù)。

經(jīng)綜合分析，加上在非通航孔橋承臺(tái)勝利的閱歷，通航孔橋承臺(tái)大體積混凝土降溫措施采納塑料冷卻管循環(huán)海水的方法。

６承臺(tái)大體積混凝土的溫控措施

６．１冷卻管布設(shè)

依據(jù)承臺(tái)混凝土的水化熱計(jì)算，進(jìn)行冷卻管布置〔依據(jù)水化熱計(jì)算和非通航孔橋承臺(tái)冷卻管布設(shè)形式設(shè)置〕。

施工時(shí)采納直徑為３３ｒａｍ的塑料管，水平按環(huán)形布設(shè)，間距為６０ｃｍ，豎向分層，基本間距為６０ｅｒａ，每層為一個(gè)循環(huán)單元，各設(shè)１個(gè)進(jìn)水管和出水管。冷卻管不易過長，掌握在ｌＯＯｍ以４４２

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４０℃，集料的溫度為２０℃。依據(jù)Ｃａ３５混凝土的協(xié)作比及相應(yīng)公式，計(jì)算得到混凝土的人模溫度為Ｔ＝２７．６０Ｃ。

施工中盡可能減小混凝土的入模溫度，可以有效掌握混凝土內(nèi)部溫度峰值。

〔２〕大體積混凝土的裂縫掌握

大體積混凝土施工的溫度掌握計(jì)算，考慮兩種溫度應(yīng)力，第一種是混凝土內(nèi)外溫差引起的應(yīng)力〔混凝土同一時(shí)間點(diǎn)橫向溫差〕，第二種是混凝土溫度收縮應(yīng)力〔不同時(shí)間點(diǎn)的縱向溫差〕，都應(yīng)當(dāng)滿意混凝土抗裂的要求。

依據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊》中相關(guān)公式，結(jié)合工程實(shí)際選取基本參數(shù)，計(jì)算得到各齡期混凝土溫度掌握計(jì)算值，詳見表２。

各齡期混凝土參數(shù)計(jì)算結(jié)果一覽表

序號(hào)

ｌ

２表２６１．２９１３１４３．４７１．３７１４７２３．４８１．４３１６１６７．３項(xiàng)目允許最大拉應(yīng)力彈性模量Ｅ〔ｔ〕

混凝土表面與中心ＭＰａＭＰａ２０．６８５１８９．０３０．９３７４５３．６４１．０９９５２３．２５１．２０１１４１４．７

３℃２８．３７２６．８９２４．５９２２．６８２１．１６１９．９７１９．Ｏｌ

的最大溫差

４

５

６

７水化熱絕熱溫度混凝土的收縮變形值收縮當(dāng)量溫差最大綜合溫差

混凝土產(chǎn)生的降溫℃３５．３４７．Ｅ—０５４６．４８１．Ｅ一０４１０．２９５３．８８５４．７４１．Ｅ一０４１３．１５６２．２４６０．８５２．Ｅ一０４１５．７６６８．９３６５．３８２．Ｅ—０４１８．１５７４．３４６８．７４７１．２３２．Ｅ一０４２０．３３７８．７６２．Ｅ一０４２２．３３８２．４１℃℃７．１７４３．３３

８ＭＰａ０．２５０．４５Ｏ．６７Ｏ．８９１．１０１．３ｌ１．５０

收縮應(yīng)力

９

１０〔１〕一〔８〕安全性０．４３０．４８０．４２０．３２Ｏ．１９０．０６一Ｏ．０８安全安全安全安全安全安全擔(dān)心全從上表計(jì)算結(jié)果可知，內(nèi)外溫差值符合規(guī)范溫差要求：混凝土內(nèi)外溫差不大于２５—３０。Ｃ。當(dāng)混凝土達(dá)到８天齡期計(jì)算狀態(tài)時(shí)，基礎(chǔ)混凝土產(chǎn)生的降溫收縮應(yīng)力為：１．５０＞１．４３ＭＰａ，結(jié)構(gòu)擔(dān)心全，此時(shí)需采用保溫養(yǎng)護(hù)措施，提高混凝土穩(wěn)定后的表面溫度，減小最大綜合溫差。

由于實(shí)際混凝土最高溫度值在２—５ｄ齡期時(shí)涌現(xiàn)，故此時(shí)最簡單涌現(xiàn)內(nèi)外溫差超限狀況，此后溫差都較此時(shí)小。偏于安全的，全部時(shí)段的計(jì)算時(shí)仍舊按２５℃溫差取值。

７承臺(tái)混凝土養(yǎng)護(hù)

７．１通水降溫措施

〔１〕冷卻水管運(yùn)用前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，防止管道漏水、阻水，施工完畢后用淡水沖洗管道。〔２〕待混凝土澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高后即開始通水，各層混凝土溫升峰值過后，混凝土內(nèi)部的溫度小于４０℃，混凝土的內(nèi)外溫差小于２５℃。即可以停止通水。

〔３〕早期通水時(shí)，減緩流速，使其更好地汲取混凝土水化熱。在澆筑４～７ｄ內(nèi)可通過水閥掌握逐步加大通水量，最大通水流量應(yīng)大于２５Ｌ／ｍｉｎ。４４４

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〔４〕為了防止上層混凝土澆筑后下層混凝土溫度回升，可采用二次通水冷卻，通水時(shí)間依據(jù)測溫結(jié)果而定，二次通水冷卻降溫速率不得大于１．５℃／ｄ。

〔５〕待通水冷卻全部結(jié)束后，應(yīng)采納同強(qiáng)度水泥漿或砂漿封堵冷卻水管。

７．２掩蓋保溫措施

混凝土澆筑完畢后，應(yīng)馬上掩蓋２層１０ｒａｍ厚的單向土工進(jìn)行保濕、保溫，在１５天的養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)保持混凝土表面一貫處于潮濕狀態(tài)，并防止表面溫度改變過大，減削結(jié)構(gòu)中心與表面的溫度差，使結(jié)構(gòu)中心與表面溫度差始終掌握在２５℃以下。

混凝土在降溫階段如遇氣溫突降天氣，中心與表面溫差大于２５。Ｃ或氣溫低于混凝土表面溫度超過２０℃，需要對(duì)混凝土進(jìn)行更加嚴(yán)格的外部保溫。上表面可采納塑料薄膜加土工布掩蓋，條件允許可蓄水養(yǎng)護(hù)，或搭設(shè)保溫棚，運(yùn)用熱水養(yǎng)護(hù)。

８結(jié)語

本文主要在以下幾方面采用措施來降低混凝土水化熱：

〔１〕優(yōu)化海工混凝土協(xié)作比，降低混凝土水化熱；

〔２〕分層澆筑，減削降溫難度；

〔３〕選用塑料管，因地制宜地采用海水冷卻，降低施工難度；

〔４〕提前在較小規(guī)模的承臺(tái)施工中試驗(yàn)，檢驗(yàn)溫控技術(shù)的效果，方案優(yōu)化后再實(shí)施；．〔５〕細(xì)心組織施工，避開在高溫季節(jié)旋工，降低混凝土入模溫度，做好后期養(yǎng)護(hù)工作。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與措施徑直關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的運(yùn)用性能，假設(shè)不能采用恰當(dāng)?shù)氖┕ご胧?，就很難保證施工質(zhì)量，特別是海上施工條件下的大體積混凝土施工，更需要不斷總結(jié)，