某大橋主橋承臺大體積混凝土施工溫度控制

2010-07-23 11:19:16雷明深

四川建筑 2010年3期

雷明深

(中鐵二局機械筑路工程有限公司,四川成都 610031)

1 工程概況

大店河大橋全長 738m,為河南濟邵高速公路的控制性工程,引橋為 16跨 30m箱梁,主橋上部結構為(66+120+66)m預應力混凝土連續剛構,下部結構為矩形薄壁墩,墩高79m,承臺為長方體,結構尺寸為(15×9.2×5)m,每個承臺C30混凝土數量為 690m3。

大體積混凝土在施工過程中,由于水泥水化熱、外界氣溫、其它約束條件及混凝土收縮變形的影響,若處理不當,將會產生溫度裂縫。

2 溫度控制措施

2.1 原材料選擇和配合比設計

選擇水化熱較低的普通硅酸鹽水泥,同時摻加濟源電廠Ⅱ級粉煤灰降低水泥用量及黃河UNF-2C高效減水劑,以改善混凝土性能節約水泥、降低水灰比。選用級配連續的粗骨料,細骨料采用中砂。選擇最佳混凝土配合比以減少水泥用量,降低水化熱峰值。坍落度可根據現場泵送情況選擇較小坍落度,以利減少收縮裂紋的產生?；炷僚浜媳?見表1。

2.2 冷卻水管布設

在澆筑過程中使用冷卻水,可以降低初期由于水泥水化熱所形成的高溫,養護期間使用冷卻水,可以控制澆筑混凝土內外溫差。冷卻管布設見圖 1所示。冷卻管采用 50鋼管,利用地下水作為冷卻水。

每層循環散熱管各設置一個進出水水箱,每個水箱容量不小于 1.5m3,管內冷卻水保持一定的流速,每層水管通道流量大于 1.5m3/h,使承臺內部混凝土水化熱均勻及時散出,以控制承臺混凝土內外溫差。設置散熱管的該層混凝土自灌注時起,冷卻管內須立即通入冷卻水。采用兩臺水泵抽取地下水,通水 24h要換一次進出口,連續通水不少于 10 d。

2.3 混凝土原材料的預降溫

拌和用水可采用加冰塊的辦法,以降低混凝土的入模溫度。

2.4 養護時溫度控制

采用內降外保的方法,同時控制拆模時間,拆模后側面用掛麻袋或黑心棉淋水養護。

2.5 溫度控制原則

利用實測溫度通過計算的方法來預防混凝土開裂,十分繁瑣。根據國內外大體積混凝土溫度觀測及科研成果,擬定以下溫度控制原則。

(1)混凝土中心最高溫度 Tmax與表面下 10 cm處 Tb之差(Tmax-Tb)<25℃;

(2)混凝土表面下 10 cm處溫度 Tb與室外溫度 Tq之差(Tb-Tq)<25℃;

(3)混凝土中心最高溫度 Tmax與冷卻水管周圍 5 cm處溫度 Tc之差(Tmax-Tc)<25℃;

3 主橋承臺溫度測量及控制

為了更準確有效地進行溫度控制,必須掌握大體積混凝土澆筑過程后的溫度場變化規律,這取決于溫度監控手段是否準確、可靠。

3.1 溫度測試方法

在大店河大橋主橋承臺大體積混凝土施工中,采取在承臺混凝土中埋設 K型(NiCr-NiAl)測溫傳感器、在外部用DM 6902數字溫度儀直接讀數的方法,根據電阻與溫度間的相互關系,通過電阻而知相應電阻之間的溫度值,為了提高測試過程中抗外界電磁場的干擾能力,熱敏電阻一般采用屏蔽導線相連。測試傳感器在埋設時忌與鋼筋接觸。混凝土覆蓋傳感器后開始測溫。升溫階段每 2 h測一次,降溫階段測試時間為 4～8h,與此同時,用溫度計測試并記錄相對應的氣溫,混凝土澆筑溫度,冷卻水管進出水溫度。

3.2 溫度測點布置

測點布置:(1)通過在中心豎軸布置一組測點,找出最大升溫點;(2)在距承臺頂表面 10 cm和側面附近布置兩組測溫點了解外界氣溫對混凝土溫度的影響,以指導養護和拆模;(3)在冷卻水管之間和豎直方向布置兩組測溫點,了解冷卻水管的影響范圍,據此調節冷卻水管的橫向和縱向間距,以及控制冷卻水管和混凝土之間的溫差。本橋的溫度測試主要是對混凝土的實際溫度進行控制,防止混凝土開裂,因此測點布置較多,如圖 1所示:距承臺底 1 m、2.5m、4.8m的位置布置三組溫度感應器。平面位置布設15個測溫點。