揚中三橋主墩承臺限裂技術(shù)及溫度控制

陳　亮　劉海祥

(南京水利科學(xué)研究院，江蘇 南京　210024)

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揚中三橋主墩承臺限裂技術(shù)及溫度控制

陳亮劉海祥

(南京水利科學(xué)研究院，江蘇 南京210024)

結(jié)合揚中三橋承臺的工程概況，從配合比、入模溫度、澆筑質(zhì)量、冷卻水管和混凝土養(yǎng)護(hù)等方面，介紹了該橋主墩承臺限裂施工措施，并進(jìn)行了現(xiàn)場溫度監(jiān)控，結(jié)果表明，承臺未出現(xiàn)有害溫度裂縫，達(dá)到了預(yù)期效果。

承臺，大體積混凝土，溫度控制，冷卻水系統(tǒng)

大體積混凝土施工時，混凝土內(nèi)部熱量較難散發(fā)，外部表面熱量散發(fā)較快(在夜間及下雨更甚)，形成不均勻非穩(wěn)定溫度場，產(chǎn)生非均勻的溫度變形，這種變形受到約束將產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。當(dāng)溫度應(yīng)力超出混凝土的抗拉能力就會產(chǎn)生裂縫，有時甚至發(fā)展為貫穿裂縫[1]。現(xiàn)場對大體積混凝土施工過程中的溫度進(jìn)行測試和監(jiān)控，能夠反映溫度變化規(guī)律，為施工中控制裂縫的發(fā)生提供科學(xué)指導(dǎo)。

1　工程概況

揚中三橋跨夾江主橋采用75 m+4×125 m+75 m六跨一聯(lián)變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。其主墩承臺為C35混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)造尺寸長×寬×高為：35.1 m×12.9 m×4 m。承臺頂面標(biāo)高+3.0 m，底面標(biāo)高-1.0 m，該處河床標(biāo)高在-6.5 m～-10.0 m。冬季施工，該處長江水位為0.5 m～1.5 m。主墩承臺均為高樁承臺，采用鋼吊箱工藝施工，每個承臺分兩次澆筑，每次澆筑厚度為2 m。大體積混凝土澆筑需要采取限裂措施，防止溫度裂縫出現(xiàn)。

2　限裂措施

2.1精選原材料、優(yōu)化配合比

水泥水化熱過程中放出大量的熱量，且主要集中在澆筑后的7 d左右，一般每克水泥可以放出500 J左右的熱量。放出的水化熱足以讓澆筑體溫度升高35 ℃～45 ℃，甚至更高。因此為了降低水化熱和延遲水化熱峰值，選用水化熱較低的水泥，并摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰和適量緩凝劑。

2.2提高混凝土澆筑和振搗質(zhì)量

承臺混凝土澆筑每層厚度為30 cm，上下兩層澆筑時間間隔不超過混凝土初凝時間，先四周往中間澆筑?；炷琳駬v時，振動棒移動間距為40 cm左右，插入下層混凝土10 cm左右，不得過振或漏振。在混凝土即將凝固前，采用二次振搗工藝，增加混凝土的密實度，提高抗裂性，保證混凝土施工質(zhì)量。

2.3冷卻水系統(tǒng)

冷卻水系統(tǒng)由水泵、蓄水箱、流量計、冷卻水管以及控制閥等部分組成，冷卻水采用下層江水。每層澆筑體按水平1 m間距布置水管，按“8進(jìn)8出”布置，采用外徑32 mm的黑鐵管。水管進(jìn)、出水口按照由熱中心區(qū)流向邊緣區(qū)的原則進(jìn)行布設(shè)。使用前進(jìn)行通水試驗，確保管道無漏水、堵塞等情況。通過調(diào)控冷卻水的流量來控制澆筑體里表溫差，冷卻水管布置如圖1所示?；炷翝仓^程中，使用水循環(huán)，可以帶走澆筑體中的熱量，降低水化熱峰值，從而最大限度的控制溫度裂縫的產(chǎn)生[2]。

2.4加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù)

加強(qiáng)保溫既可以減少混凝土表面熱量的擴(kuò)散，縮小澆筑體的里表溫差，也可以降低澆筑體降溫速率，達(dá)到控制裂縫出現(xiàn)的目的[3]。拆模選擇在氣溫較高時進(jìn)行，拆模后用冷卻管流出的熱水沖淋混凝土表面，防止表面溫度降低過快?；炷脸跄蠹皶r進(jìn)行保濕和保溫養(yǎng)護(hù)。通過溫度監(jiān)測情況，及時調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施。

3　溫度監(jiān)測與控制

承臺澆筑體內(nèi)測溫點的布置，應(yīng)能反映混凝土澆筑體內(nèi)溫度場分布情況，具體布置形式如圖2所示。

3.1垂直方向溫度分布與控制

監(jiān)測成果表明，中心層溫度最高，底表層居中，上表層溫度最低。這是因為上表層熱量易擴(kuò)散；中心層熱量較難散發(fā)；底表層由于下面有混凝土墊層，熱量散發(fā)難易度居中。圖3為具有代表性測點的溫度曲線圖?；炷寥肽：?，在1 d～2 d內(nèi)，溫度達(dá)到最高點，最高溫升為33.3 ℃，隨后溫度下降；4 d～5 d后，溫度下降速率降低，溫度趨于穩(wěn)定?？梢酝ㄟ^加大冷卻水流量和加強(qiáng)混凝土表面保溫的措施控制澆筑體里表溫差和降溫速率。

3.2水平方向溫度分布與控制

選取下層澆筑體順橋向5號，6號，7號，8號測點溫度進(jìn)行分析，反映水平向溫度分布情況，如圖4所示。從圖4可以看出，每一測點都有溫升和溫降過程，符合大體積混凝土水化熱溫升規(guī)律。中心層最高溫升34.5 ℃，說明冷卻水降溫效果明顯。8號測點相對其他三個中心測點的溫度要低些，主要原因是8號測點離承臺側(cè)面較近，散熱容易。圖4中還可看出5號，7號測點溫差不大，6號測點溫度相對5號，7號低一些，主要原因是測點在冷卻管附近。從整個測試結(jié)果看，承臺邊緣附近散熱快、峰值低；澆筑體中心溫度高、散熱慢，既要加強(qiáng)冷卻水降溫，也要注意邊緣保溫措施，防止內(nèi)外溫差過大，出現(xiàn)溫度裂縫。

3.3冷卻水管進(jìn)出口水溫分析

混凝土澆筑及混凝土養(yǎng)護(hù)階段，均對冷卻水溫度進(jìn)行了監(jiān)測，測試結(jié)果如圖5所示。進(jìn)水口溫度一直保持在12 ℃，主要原因是冷卻水使用江水，潛水泵放在江面下4 m左右，水溫恒定在12 ℃左右。出水口溫度峰值出現(xiàn)在18 h左右，溫差達(dá)17.7 ℃。峰值之后進(jìn)出口溫差起伏變化，主要是通過調(diào)整冷卻水流量，控制澆筑體里表溫差防止出現(xiàn)裂縫。

4　結(jié)語

為了防止揚中三橋承臺出現(xiàn)溫度裂縫影響結(jié)構(gòu)耐久性，采取優(yōu)化配合比、控制入模溫度、保證澆筑質(zhì)量和加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)等一系列措施，特別是本工程采取冷卻水降溫工藝，能夠有效調(diào)整里表溫差。從測點的溫度變化規(guī)律及承臺的實際效果看，都達(dá)到了預(yù)期的效果。

[1]GB 50496—2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S].

[2]劉禪洪，高麗.大跨連續(xù)剛構(gòu)橋大體積混凝土承臺溫控措施[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報，2008(11)：888-891.

[3]王瀟洲.大體積混凝土施工的養(yǎng)護(hù)措施及溫度應(yīng)力計算[J].鐵道建筑，2011(8):136-138.

Crack control and temperature control of major pier cushion cap of Yangzhong 3rd bridge

Chen LiangLiu Haixiang

(Nanjing Academy of Hydrology Science, Nanjing 210024, China)

Combining with Yangzhong 3rd bridge cushion engineering conditions, starting from aspects of mixing proportion, casting temperature, casting quality, cooling water pipe and concrete maintenance, the paper introduces crack control construction measures of the major pier cushion cap, and carries out field temperature monitoring. Results show that: there is no hazardous temperature cracks for the cushion cap, which achieves expected effect.

cushion cap, massive concrete, temperature control, cooling water system

1009-6825(2016)25-0170-02

2016-06-24

陳亮(1984- )，男，工程師；劉海祥(1975- )，男，高級工程師

U443.22

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