筍溪河特大橋錨碇大體積混凝土溫度控制方法

吳平琴，張基進(jìn)

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州貴陽550000)

筍溪河特大橋錨碇大體積混凝土溫度控制方法

吳平琴，張基進(jìn)

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州貴陽550000)

為了探索控制錨碇大體積混凝土溫度方法，筆者將以筍溪河特大橋?yàn)槔龑刂棋^碇大體積混凝土溫度進(jìn)行探討。首先將對筍溪河特大橋工程進(jìn)行簡要介紹，并分析錨碇大體積混凝土的溫度控制，最終研究筍溪河特大橋工程施工中控制錨碇大混凝土溫度的要點(diǎn)。

大體積混凝土;溫度控制;錨碇

1 工程概況

重慶柏林鎮(zhèn)筍溪河特大橋位于江習(xí)高速，是該路段的重要工程。橋梁位于筍溪河上，橋面距地面最大高度約280 m，橋梁總長度為1 578 m。筍溪河特大橋錨碇采用大體積混凝土結(jié)構(gòu)錨塊，該錨塊主體結(jié)構(gòu)使用的是C30混凝土，后澆段使用的是C30微膨脹混凝土。該橋錨碇混凝土施工的特點(diǎn)包括澆筑方量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多塊和分層多、施工周期長等。

2 溫度控制要點(diǎn)

2.1 精選配料，優(yōu)化配合比

為降低水化熱，本工程選擇材料采取以下措施:首先，優(yōu)選水泥。同體積等質(zhì)量礦渣硅酸鹽水泥絕熱溫升，比普通硅酸鹽水泥要低3℃左右，所以本工程選擇礦渣硅酸鹽水泥;其次，粉煤灰的摻加。為提升混凝土可泵性、降低水化熱峰，本工程選擇施工所在地電廠的Ⅰ級粉煤灰，相對于Ⅱ粉煤灰其具有更強(qiáng)的增強(qiáng)、減水效果，不僅能夠?qū)⒒炷了療釡厣档?，還能夠減少水泥用量。再次，外加劑的摻加。本工程選用的JM－2緩凝高效減水劑能夠提升混凝土強(qiáng)度和減水率，并通過實(shí)現(xiàn)混凝土水化熱平緩釋放，防止混凝土中心部位急劇升溫。

為降低水化熱，本工程確定配合比采取以下措施:首先，對比不同膠凝材料用量。粉煤灰能夠有效減小混凝土水化熱，并能提升后期強(qiáng)度，所以本工程確定配合比時選擇最大粉煤灰摻量30%;其次，對比不同砂率。砂率提升會增加混凝土和易性，但會降低混凝土強(qiáng)度，所以本工程在符合泵送要求情況下盡可能降低砂率，這樣每立方水泥用量就會降低，進(jìn)而有效控制絕熱溫升;最后，確定外加劑摻量。過高外加劑摻量會減小水膠比，高低外加劑摻量會造成混凝土泌水，所以本工程確定膠凝材料的1.8%為外加劑摻量。最終本工程錨碇大體積混凝土配合比情況如表1。

表1 錨碇混凝土配合比(kg/m3)

2.2 混凝土澆筑溫度控制

在混凝土裂縫控制中澆筑溫度控制非常重要，混凝土入模溫度越高溫峰值越高。本工程技術(shù)人員依據(jù)氣溫調(diào)整入模溫度，混凝土入模溫度都在28℃以下。具體操作中工程技術(shù)人員先通過測量水、砂、粉煤灰、水泥溫度預(yù)估澆筑溫度，然后用溫度器進(jìn)行混凝土入槽溫度的實(shí)際測量。本工程控制混凝土入倉溫度中主要采取以下措施:首先，覆蓋施工材料，搭建遮陽棚;增加骨料堆放高度，并定期用水噴灑，從底部取料，使骨料溫度降低;其次，采用制冷設(shè)備制6～8℃冷水，保證拌和水溫度;最后，用麻袋遮蓋混凝土泵管，同通過澆水降低泵管溫度。

2.3 間歇期和分層厚度

為了將下層混凝土約束降至最低，混凝土澆筑應(yīng)當(dāng)滿足連續(xù)、短間歇、薄層的要求。本工程澆筑間歇期最長10 d，多數(shù)間歇期為7～8 d。筍溪河特大橋錨碇組成部分包括散索鞍支墩混凝土、基礎(chǔ)和連接部位混凝土、錨塊混凝土。后澆段沿橋中軸線設(shè)置，長度為2 m，其將錨塊劃分為兩塊。最大錨塊為梯形，尺寸為(28.5 m+23.6 m)×41.6 m/2，南錨塊整體厚度40.6 m，本工程依據(jù)以上大體積混凝土施工經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)要求，在充分考慮工程特點(diǎn)情況下開展錨體的分層澆筑，共分為22層。

2.4 冷卻水管的埋設(shè)

各層混凝土澆筑溫度越高，錨塊最高溫度越高。由于錨塊中部混凝土澆筑散熱慢，具有更高的最高溫升。冷卻水控制后各層最大內(nèi)表溫度在25℃以內(nèi)，最高溫度在50℃以內(nèi)，進(jìn)而預(yù)防溫度裂縫產(chǎn)生。本工程采用φ40×2 mm電焊鐵管作為冷卻水管，并將其布設(shè)與混凝土層中，大于1.5 m厚混凝土的冷卻水管布設(shè)兩層，其余厚度混凝土層的冷卻水管布設(shè)一層，水平方向上冷卻水管間距為1 m。長度為150～200 m冷卻水管需設(shè)置一個進(jìn)口、一個出口，并將進(jìn)出口連接于帶有水閥的進(jìn)出水干管和支管，通過水泵冷卻水被壓入冷卻水管進(jìn)口，最后水流從出口流入冷卻水箱。同時每個獨(dú)立設(shè)置的冷卻循環(huán)系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)包括一個水箱和一臺離心水泵。

圖1 冷卻水管布設(shè)示意圖

2.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土濕度和溫度養(yǎng)護(hù)與混凝土表面的耐久性和抗裂性息息相關(guān)。水化放熱會引起大體積混凝土溫度升高，所以在升溫階段應(yīng)當(dāng)采取有效散熱措施，而在降溫階段，則應(yīng)當(dāng)采取保溫覆蓋措施避免內(nèi)外差距過大。同時還應(yīng)當(dāng)選擇日間氣溫較高時，進(jìn)行錨碇混凝土拆模操作，且拆模時間應(yīng)當(dāng)大于出現(xiàn)溫度峰值的時間。完成拆模操作后，應(yīng)當(dāng)利益用聚乙烯卷材覆蓋保溫，豎向展開材料并在永久暴露面外懸掛，并用兩層草袋或麻袋覆蓋混凝土表層。

2.6 應(yīng)力監(jiān)測和溫度監(jiān)測

為了及時進(jìn)行溫控措施的改進(jìn)和調(diào)整，需要檢測混凝土應(yīng)力和溫度。本工程在每層混凝土中心線位置設(shè)置溫度傳感器，進(jìn)而了解斷面最高溫度分布情況。并在可能發(fā)生最大拉應(yīng)力的位置布置非應(yīng)力計(jì)和應(yīng)力計(jì)，錨碇工程應(yīng)力測點(diǎn)共20個。溫度監(jiān)測方面，峰值出現(xiàn)前監(jiān)測時間間隔為2 h，峰值出現(xiàn)后監(jiān)測間隔為4 h，持續(xù)5 d后監(jiān)測間隔為12 h。埋設(shè)24 h內(nèi)應(yīng)力監(jiān)測的時間間隔為4 h，之后間隔8 h，持續(xù)10 d后改為3 d。另外，還應(yīng)當(dāng)對澆筑溫度、進(jìn)出口水溫和氣溫進(jìn)行監(jiān)測。

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U445

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1008－3383(2017)04－0109－02

2016－10－20

吳平琴(1987－)，男，工程師，研究方向:交通土建和施工管理。