萬(wàn)州長(zhǎng)江三橋南塔主墩大體積承臺(tái)溫控技術(shù)

申傳貴

（四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司， 四川 成都 610000）

1 工程概況

萬(wàn)州長(zhǎng)江公路三橋地處重慶市萬(wàn)州區(qū)主城區(qū)，橋型布置為 4×57.5+730+4×57.5米雙塔斜拉橋。南塔基礎(chǔ)位于靠近南岸的水域中，三峽蓄水時(shí)水深約 53m。主墩承臺(tái)為圓形，直徑43m，厚8m。承臺(tái)混凝土標(biāo)號(hào)為C40，方量為11617.6m3，承臺(tái)分兩次澆筑成型，單次澆筑高度為4m。

圖1 Z09#墩承臺(tái)立面布置圖

2 優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 承臺(tái)砼配合比應(yīng)滿足如下要求：

混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度40MPa。

初凝時(shí)間≥35h。

坍落度16～20cm。

粗集料規(guī)格5～25mm。

混凝土拌合物和易性、流動(dòng)性良好，滿足泵送要求。

3 冷卻水管布置

根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度分布特征布設(shè)冷卻水管，承臺(tái)混凝土內(nèi)布設(shè) 8層冷卻水管，其水平及豎向間距均為1m，冷卻水管采用外徑為48mm，壁厚為3mm的鋼管，管間接頭采用黑橡膠管。接頭處采用鐵絲捆緊后纏粘膠帶，確保其不漏水。

4 承臺(tái)混凝土澆筑

承臺(tái)混凝土采用全斷面分層澆筑方式。每次和混凝土下料厚度為30～50cm。插入式振搗器一次振搗。混凝土澆筑時(shí)禁止由中心向承臺(tái)邊緣趕料，避免趕漿至邊部，產(chǎn)生較大收縮，增大混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。

5 主墩承臺(tái)大體積溫控仿真分析

5.1 混凝土配合比及性能

承臺(tái)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C40，配合比設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度根據(jù)配合比參考施工經(jīng)驗(yàn)取值見(jiàn)表2。

表1 混凝土配合比（kg/m3）

表2 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度參考值

5.2 仿真建模

根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性，取承臺(tái)混凝土1/4進(jìn)行溫度應(yīng)力計(jì)算，仿真計(jì)算軟件為Midas FEA，計(jì)算模型網(wǎng)格剖分圖見(jiàn)圖2。

5.3 仿真計(jì)算結(jié)果

（1）溫度計(jì)算結(jié)果：承臺(tái)內(nèi)部最高溫度及最大內(nèi)表溫差結(jié)果見(jiàn)表3；

表3 承臺(tái)仿真計(jì)算結(jié)果

圖2 承臺(tái)1/4網(wǎng)格劃分圖（附帶圍堰、封底及塔座混凝土）

由上表及圖可以看出，溫峰及最大內(nèi)表溫差出現(xiàn)時(shí)間約為澆筑后第 3天。內(nèi)部最高溫度計(jì)算值符合《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB 50496-2009）“混凝土實(shí)際溫升不超過(guò) 50℃”的規(guī)定。內(nèi)表溫差符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGT F50-2011）“大體積混凝土內(nèi)表溫差控制在25℃以?xún)?nèi)”的規(guī)定。

（2）應(yīng)力計(jì)算結(jié)果：承臺(tái)溫度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4；可以看出，承臺(tái)各齡期最小抗裂安全系數(shù)為1.71（≥1.4），符合安全系數(shù)設(shè)計(jì)要求。

表4 承臺(tái)仿真計(jì)算結(jié)果

（3）結(jié)論：承臺(tái)內(nèi)部最高溫度計(jì)算值均符合《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB 50496-2009）“混凝土實(shí)際溫升不超過(guò)50℃的規(guī)定；最小抗裂安全系數(shù)為1.71（≥1.4），抗開(kāi)裂能力較強(qiáng)。

6 施工保證措施

(1)優(yōu)化混凝土配合比，降低總水化熱值和絕熱溫升：采用低水化熱的P.O42.5水泥，通過(guò)摻用適量的高質(zhì)量的粉煤灰，降低混凝土早期溫度和最終絕熱溫升。

(2)降低混凝土的入倉(cāng)溫度

(3)采用薄層澆注方法，嚴(yán)格控制分層厚度不大于50cm。

(4)砼澆注完畢初凝前采用二次趕壓抹光，控制表面收縮裂紋，減少水分蒸發(fā)，改善養(yǎng)護(hù)。為防止混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大，造成溫度應(yīng)力大于同期混凝土抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的施工情況和環(huán)境氣溫，采用了“蓄水法”進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不得少于14天。

(5)加強(qiáng)夏季大體積混凝土施工工作：

在炎熱氣候條件下，混凝土入模時(shí)的溫度不宜超過(guò)28℃。應(yīng)避免模板和新澆混凝土受陽(yáng)光直射，控制混凝土入模前鋼圍堰內(nèi)壁板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過(guò)40℃。

(6)冷卻水管?chē)?yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙中進(jìn)行布設(shè)，通水溫度不大于20℃，通水量保證不小于1.8m3/h,初凝后（澆筑完成約10小時(shí)開(kāi)始通水），通水天數(shù)不少于7天。

(7)第1 二層承臺(tái)澆筑完成后，表面進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，表面蓄水深度不小于20cm。

7 結(jié)束語(yǔ)

在萬(wàn)州長(zhǎng)江三橋南塔承臺(tái)砼施工中，嚴(yán)格按照大體積砼的溫控措施和施工質(zhì)量控制，在保證質(zhì)量的同時(shí)，我們圓滿地完成了南塔承臺(tái) 11617.6m3混凝土的澆筑任務(wù)并達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量控制。因此在未來(lái)的施工中我們還須不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這就要求在整個(gè)施工過(guò)程中必須注意各種條件、因素、材料引起的變化,并且要根據(jù)這些變化隨時(shí)調(diào)整配合比和各種工藝參數(shù)，使大體積混凝土溫控施工走上更經(jīng)濟(jì)的道路。