大体积混凝土承台施工温度裂缝控制与监测 4页

铁道建筑2012年第4期RailwayEngineering47文章编号：1003—1995(2012)04—0047·04大体积混凝土承台施工温度裂缝控制与监测杨立财(中铁十六局集团第一工程有限公司，北京101300)摘要：大体积混凝土在施工阶段会因水化热释放引起内外温差过大而产生裂缝，水化热温度过高，还会导致混凝土后期强度的明显损失。本文结合黄陵至延安高速公路葫芦河特大桥大体积承台工程实例。对承台大体积混凝土施工制定了具体的降温和温度监测方案，通过现场实施，保证了混凝土的质量。施工结束后，经检验未发现温度裂缝，表明施工方法与降温监测措施可行、有效。关键词：大体积混凝土温度控制监测裂缝中图分类号：U445．55文献标识码：A大体积混凝土在施工阶段会因水化热释放引起内外温差过大而产生裂缝，水化热温度过高，还会导致混凝土后期强度的明显损失。国内外有许多大体积混凝土结构物出现裂缝的实例，严重影响工程的使用，以致不得不采取补救措施，费时费力，耗资巨大。目前我国在大体积混凝土温控领域的研究还不够深入和全面，有关的规范条文还不够完善，很多工程实践中的问题只能采取工程措施。，因此对于大体积混凝土的温度控制还有待于进一步深入研究。本文结合葫芦河特大桥大体积承台混凝土施工实例，介绍大体积混凝土的降温、温度监控方案以及裂缝控制措施，为今后类似工程提供参考。图1承台平面(单位：cn1)1工程概况粉煤灰因含有大量的活性SiO，其掺人具有增葫芦河特大桥全长1468m，是黄延高速公路第四强、增塑、填充效应和消减温度峰值、延长水化热出现合同段重要组成部分。主桥为(90+3×160+9O)m时间的作用，是配制大体积混凝土不可缺少的材料。预应力混凝土连续刚构，桥墩为双薄壁空心墩，墩高分本工程选用了陕西蒲城电厂的I级粉煤灰。其物理性别为138nl，1301TI，80In和58m。主桥桥墩基础采用能：含水量0．3％；烧失量1．76％；需水比106％；直径2．0nl的钻孑L灌注桩基础；主桥承台为方型，分左45m筛余7．6％；堆积密度703g／era。右幅，承台尺寸为顺桥向18．5In，横桥向11．5m，厚2)砂和碎石4m，平面图如图1所示。承台混凝土等级为C30，工选用西安灞河中粗砂，属Ⅱ区级配范围，细度模数程量为851In／幅。2．85，天然密度1．58g／cm，实测砂含泥量小于1％。采用铜川口花岗岩碎石，5．0～31．5mm连续级配，针2葫芦河特大桥承台混凝土施工片状含量<10％，石粉含量<1％。2．1原材料性能及配合比优选3)外加剂选择2．1．1原材料选择通过大量试验对外加剂掺量进行试配，主要内容1)粉煤灰包括拌制混凝土的和易性、减水率、凝结时间及强度试验。试验结果表明，采用陕西省高速集团生产的缓凝收稿日期：2Ol1．1o一20；修回日期：2Ol1-12—05高效减水剂能够满足施工要求，从减水率凝结时间终作者简介：杨立财(1974一)，男，吉林德惠人，高级工程师，硕士。期强度来看选用掺量为1．2％。 48铁道建筑2．1．2混凝土配合比优化凝土浇筑速度，采取四周多处设混凝土滑槽，另设混凝承台大体积混凝土的设计优化主要通过调整相关土输送泵，主要负责承台中部混凝土浇筑，这样多点下参数如胶凝材料用量、粉煤灰掺量、外加剂掺量以及砂料，确保搅拌站拌完的混凝土短时间内即可人模，提高率、砂浆体积等参数，选择物理力学性能、施工性能及浇筑速度。耐久性最佳的配合比，结果统计于表1。4)由于承台施工已进入冬季，通过大体积保温计算，备足保温材料和设施。备0．3mm塑料薄膜表1混凝土各方面性能试验结果1000m；彩条布2000m；被子500m；军用棚布1200m。另外还备用采暖设备，即火炉50个，热风机4台(每小时放热10000卡)。拌合站搭设好塑钢保温棚，砂石料设预热大棚，拌合用水及拌合站内采暖，采用1t的蒸汽锅炉一台。拌合站设有保温门，能够自动开启，以保证混凝土的出机温度。2．2．2施工布署为了保证承台的整体性，采用一次分层浇筑混凝土，每层厚度控制在25～30cm。以9号墩左幅承台为例，于2003年12月9日23：00开始施工到11日上以上是进行对比试验结果，经绘出不同胶凝材料、午10：00结束，共浇筑35h。为此：①采用三班倒制，明不同粉煤灰掺量的强度曲线，再做配合比进行验证，并确交接班制度，确保在浇筑过程中有序进行；②下达浇通过驻地办试验室、业主中心试验室进行验证，最后确筑顺序作业指导书，按照全断面水平分层浇筑，每层厚定配合比为每方混凝土水泥用量285kg、粉煤灰度控制在40～60cm，有泌水现象及时排出，并设专人76kg、砂子718kg、碎石1134kg、水172kg、外加剂测量混凝土入模温度和环境温度，做好记录。4．76kg，比例为1：0．267：2．52：3．98：0．63：0．012。坍3承台混凝土降温与测温点布置落度为13cm。2．2器材保证及施工部署为了防止大体积承台混凝土的开裂，在混凝土结2．2．1主要施工器材构内部埋设冷却水管和测温点，通过冷却水循环，降低1)混凝土的拌合设备的选用。承台一次浇筑混混凝土内部温度，控制混凝土内外温差<25qc[43；通凝土851m，按30h浇筑完成，每小时浇筑30m，考过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，以便及时调虑到混凝土拌合能力要有一定的安全储备，故选用整冷却水的流量，控制温差。HZS750型拌合站，额定拌合能力为75m／h，实际最3．1冷却水管的埋设大拌合能力50m／h，另备用一台JS500型强制拌冷却水管布置如图2所示。合机。在开始浇筑混凝土时即通冷却水，连续通水15d，2)运输车辆计算。承台至拌合站地势较平坦且水压可根据天气和水化热情况适当调整，应将出水口无其它交通干扰，3台混凝土运输车能够满足要求。水温尽量控制在40℃以下。3)混凝土下料方式。承台平面尺寸为18．5m×3．2测温点的布置11．5m，按每层摊铺混凝土50cm计算，每层需要测温点的布置力求反映混凝土内部温度场的变化100m混凝土3h浇筑完成。因承台顶面都位于原地情况，故测点布置垂直于长轴线方向布设5个测点，厚面以下1～2m不等，且承台周围场地较好，为保证混度方向垂直布设5个测点。测温点布置见图3。(a)Cl管道平面(b)c2管道平面(c)c3管道平面(d)c4管道平面图2冷却管布置(单位：12／／1) 2012年第4期大体积混凝土承台施工温度裂缝控制与监测490c=∞0匝0n0一一皿0n(a)水平向测点布置0c：卜吐00c=0皿。n图3测温点布置(单位：mm)0N叮0n00_80匝一0c=一一皿_18O0■=毗p6O0c=n皿_【—◆_竖14O娟2O0。．80皿—．卜-竖2O0一一皿—卜竖30。一皿——竖40E：n匝N—*_竖500。口n0￡=_【H皿n00．￡皿n图48号墩左幅承台温度变化曲线000皿|，0￡：Ilm寸0c=n皿寸采用数字式多头热电偶仪对混凝土内部温度测点0。．80叮进行监测，仪器型号为UJ33a型直流电位差计，0准!确口度n0￡=2皿n等级：0．05级。00。Ⅱ0c=_【皿4数据分析0。．cN皿00_8。皿卜4．1实测数据分析0。10皿卜0一。叮∞对实测数据按照点位、时间、温度绘图如图4所示00_0叮∞(8号墩左幅承台，其它略)。00．80皿通过温度时程曲线可以得出以下结论：的选取特别敏感，在理论分析中采用何种边界条件，以1)曲线在混凝土浇筑前期(一般为1～2d)变化及边界条件初值的选取至关重要，是有待解决的问题较大，且较混乱，这说明大体积混凝土在浇筑初期各部之一。位的温度不均衡，中心(或内部)温度不一定高于周围(或外部)温度。主要原因是施工时混凝土入模温度5几点体会的差异，浇筑时分层分块不合理造成的，对于本工程来5．1降低水化热引起的温升说，尤其是8号墩两个承台表现最为突出。2)靠近模板边缘或混凝土上表面的点，曲线波动大体积混凝土应优先选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，并采用“双掺”技术，即掺粉煤灰及掺减水剂。较大，说明大体积混凝土受外界的影响主要在于表面，另外后期比较稳定主要是由于采集的数据及时反馈指对于大体积混凝土，用粉煤灰取代部分水泥，可降低混凝土的水化热；使用减水剂可在保持混凝土强度不变导了施工，采取了相应的保温保湿措施。的情况下，通过减少用水量、减少水泥用量，最终达到4．2实测数据与理论数据的比较对各承台、各测点的实测数据与理论数据对比，结降低水化热的目的。5．2适当降低入仓温度果如图5所示(8号墩承台左幅台，其它略)。因该大体积混凝土施工正值冬季，白天最高气温通过实测数据与理论数据比较，表明：1)实测数据与理论分析结果基本吻合，这说明理均≤l0c【=，不必采取措施。如在夏季施工，则应采取避开高温夜间施工、拌合水加冰、给水泥和粗细骨料遮论分析结果基本是正确的；2)个别实测数据与理论的差别较大，经分析认为阳、给粗骨料冲凉等措施以降低混凝土的人仓温度。5．3加快混凝土内部热量的散失这有可能是由于实际边界条件与理论分析所采用的边界条件的差异造成的；1)平面分块、竖向分层是加快混凝土内部热量散3)大体积承台混凝土温度场计算对于边界条件失的一种有效方法。 铁道建筑RailwayEngineering50文章编号：1003．1995(2012)04—0050—03交梨河特大桥预应力孔道摩阻的试验研究祝朝旺，黄强军，陈舜东(I．贵州高速公路开发总公司，贵州贵阳550000；2．中铁西南科学研究院有限公司，四川成都611731)摘要：预应力混凝土结构的应力损失具有较大的不确定性，一些特殊或大型结构常通过试验确定。本文介绍了厦蓉高速公路交梨河特大桥预应力孔道摩阻试验过程，以及利用最小二乘法对实验数据进行处理，并提出在确定k值的前提下，利用预应力束伸长量推算预应力损失的方法。关键词：孔道摩阻损失最小二乘法摩擦系数伸长量中图分类号：U448．35；U446．1文献标识码：A1工程概况1道摩擦系数0。"，孔道偏差系数=5o交梨河特大桥位于厦(厦门)蓉(成都)高速公路预应力损失是连续刚构设计计算中非常重要的参贵州境内，桥梁全长为1988in，设计车速为80数，在工程实际中，由于施工工艺的影响，孔道摩阻损km／h，荷载等级为公路一I级。主桥部分为(85+2×失往往比设计计算值大，特别是长索，这种影响更加严160+85+85+160+85)m连续刚构，采用全预应重。造成预应力施加时控制张拉力与设计值存在较大力混凝土设计。预应力钢绞线为高强度低松弛预应偏差，其主要原因是实际孔道摩擦系数和偏差系数与力钢绞线，标准强度．=1860MPa，弹性模量E=规范所规定的数据不相符¨。因此非常有必要通过1．95×10MPa，锚下张拉控制应力为1395MPa。设现场实测孔道摩擦系数和偏差系数k以便求得实际的预应力孔道摩阻损失，为施工中准确地确定张拉控收稿日期：2Ol1-lO-15；修回日期：2o12一O1-12制应力及钢束伸长量，充分发挥预应力筋的作用提供作者简介：祝朝旺(1972一)，男，贵州大方人，高级工程师，硕士。依据。2)通水冷却。分层埋设直径为25mm或19mm6结束语的薄壁钢管或铝管，考虑到降温效果，也可设多个进出水口。具体做法如下：①先结合温控要求，确定冷却水1)葫芦河特大桥承台大体积混凝土温度监测结管的布置，施工时严格定位，管与管接头采取弯头、丝果显示，从混凝土入模至拆模期间，混凝土内外温差始扣连接，在浇筑混凝土前要进行水密试验，振捣时严禁终低于25℃，表明施工中采取的措施是有效的。直接振捣预埋的冷却水管；②在大体积混凝土附近选2)大体积混凝土施工受到多种因素影响，除了要择冷却水源，水温在15℃左右。施工中要求：混凝土采取较好的温控措施外，还应严格施工管理，以保证混与冷却水的温差≤25℃；混凝土降温速率≤1．5℃／d；凝土施工质量。安装水泵降温供水量20m／h，冷却水在混凝土浇筑参考文献时即可通人。[1]王铁梦．工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业出版社，2000．5．4保温及养护[2]李云龙，王鹏，叶仁亦．杭州湾跨海大桥移动模架施工混凝冬季施工应在浇筑完后用薄膜及棉被覆盖混凝土土箱梁水化热温度监测分析[J]．铁道建设，2008(4)：4-6．表面，同时搭建保温暖棚，监测暖棚内温度及混凝土表[3]姚连震．大体积承台混凝土施工温度计算及施工质量控制面温度，预备足够的暖风机及火炉以备保温使用；夏季[J]．铁道建筑，2010(12)：23—25．气温较高时施工，应对混凝土表面进行保湿养护，保证[4]中华人民共和国交通部．JTJ041—2OOO公路桥涵施工技混凝土强度的正常增长，降低混凝土的干缩应力，防止术规范[S]．北京：人民交通出版社，2000．混凝土表面裂缝的产生。(责任审编孟庆伶)