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奉节长江大桥承台大体积砼施工技术综述奉节长江大桥承台大体积混凝土施工技术是桥梁建设中的关键环节。该桥位于重庆市奉节县,跨越长江,其承台施工面临复杂地质条件、水文环境及温控裂缝控制等技术难题。为确保工程质量,施工采用了先进的技术和管理措施。
首先,优化混凝土配合比设计,选用低热水泥和掺合料,降低水化热,减少温度裂缝风险。同时,严格控制原材料质量,确保混凝土的耐久性和抗裂性能。
其次,采用分层浇筑工艺,合理划分浇筑区域,缩短单次浇筑时间,避免因温度应力过大导致裂缝。通过埋设冷却水管系统,实时监测和调节混凝土内部温度,实现动态温控管理。
此外,施工中应用信息化技术0263 李有余:援赤道几内亚马拉博电视中心项目施工组织设计,对混凝土浇筑过程进行全程监控,及时调整施工参数。结合BIM技术模拟施工过程,优化资源配置,提高施工效率。
最后,加强养护措施,采用保温保湿覆盖等方式,确保混凝土表面与内部温差在可控范围内。通过科学管理和技术创新,奉节长江大桥承台大体积混凝土施工成功解决了温控裂缝等问题,为类似工程提供了宝贵经验。
3.1.3混凝土的物理力学性能与极限拉伸值见表1:
3.1.4技术经济指标:与普通混凝土相比,双掺混凝土节约水泥150kg/m3,不泌水,可泵性优良。
3.2原材料的质量控制。优质混凝土的获得,首先必须由优质的原材料予以保证,严把材料质量关。
3.2.1水泥:采用重庆腾辉地维水泥厂生产的普硅32.5水泥。水泥使用时温度不得超过 50℃,否则采取措施降低水泥温度。水泥进场后分批检验,确保质量稳定。严禁使用新出炉。及储存期过久的水泥。
3.2.2细集料:采用质地坚硬、强度高、耐久性好的洞庭湖中粗砂,细度模数2.4~2.9范围内,含泥量必须小于2%,其它指标均要满足规范要求。
3.2.3粗集料:采用宜昌5~31.5mm碎石,石子级配优良,来源稳定。碎石进场后分批进行检验,严格控制其含泥量不超过1.0%,如达不到要求,必须用水冲洗合格后才能使用,其余指标也应满足规范要求。
3.2.5粉煤灰:采用重庆珞璜电厂生产的Ⅱ级灰。受潮结块的粉煤灰不得使用,烧失量不得大于8%。
3.3混凝土的生产是控制混凝土质量的重要环节,对混凝土品质影响较大。为了适应大体积混凝土浇筑时间长,方量大等特点,我项目部采用水上二台25m3/h搅和站拌制后用二台拖泵泵送入仓;陆上一台25m3/h拌和站拌制后由混凝土输送车运至现场泵送入仓。并在生产过程中,制定严格的值班制度,责任层层落实,从原材料计量、搅和、出料等环节均派实验室人员严格把关,确保了混凝土的生产质量。
为了确保承台大体积混凝土的施工质量,做好施工前的各项预控工作,根据承台结构特点、施工工艺、水文气象及配合比等因素拟定了温控计算条件,依据武汉港湾工程设计研究院开发的《大体积混凝土施工温度场及仿真应力场分析程序》,模拟了混凝土现场施工情况,混凝土浇筑分层、浇筑温度、养护、保温、混凝土的边界条件且充分考虑了混凝土弹性模量、徐变、自身体积变形、水发热散发规律等。取1/4承台进行计算,并结合水泥水化热试验结果(见表2),温度场特征显示
水泥水化热试验结果(表2)
混凝土浇筑后一般2天后即达到温度峰值,温峰持续8~10h后温度开始下降,初期降温速度较快,以后降温速率逐渐减慢,至15~20天后降温平缓,温度趋于温定状态。第一次混凝土内部最高温度约为57℃,第二层混凝土内部最高温度约为58℃,通过温度应力计算显示,混凝土应力最大值出现在第一层底部和第二层中部。
第一次混凝土最大温度主拉应力(表3)
第二层混凝土最大温度主拉应力(表4)
依据计算结果分析,承台混凝土早期(14天左右)最大温度应力为1.1MPa,而此时C30混凝土劈裂抗拉强度为2.0MPa左右,抗裂安全系数K>1.5,后期也有1.5以上的抗裂安全系数,不会产生有害温度裂缝。
4.2依据真实、可靠的计算成果在施工期内确保承台不出现有害温度裂缝,拟定了以下温控标准。
4.2.1降低混凝土温度,生产低温混凝土,控制原材料的温度,确保混凝土浇筑时温度不应超过25℃,其内部最高温度不超过58℃。
4.2.2控制混凝土内部平均温度与混凝土表面温度之差,使之小于25℃,以防混凝土表面产生裂缝。
4.2.3控制各种材料用量,确保混凝土最大绝热温升不应超过38℃。
4.2.4加强混凝土的养护及保温,确保混凝土降温速率不超过2.0℃/d。
4.3.1严格控制混凝土拌和物的出机温度是极为重要的措施,是确保混凝土浇筑温度的前提,根据现场气温情况,采取降低混凝土原材料的温度来达到。
4.3.2优化混凝土配合比,减少水泥用量,是降低混凝土内部水化热温升的重要环节。
4.3.3为确保大体积混凝土施工质量,提高混凝土的均匀性和抗裂能力,必须加强对混凝土每一环节的施工控制,要求现场人员必须从混凝土拌和、运输、浇筑、振捣到养护保温整个过程实施有效监控,并应注意以下几点。
(1)混凝土配料前,各种衡器应请计量部门进行计量核定,称量误差应满足规范要求。应严格控制新拌混凝土质量,使其和易性满足要求,坍落度检测在出机口进行,每班6~8次,严禁使用坍落度过大或过小的混凝土料。并应及时检测粗、细骨料含水率,随时调整用水量。
(2)浇筑前应对模板、钢筋、预埋件、监控元件及线路进行检查,同时应检查仓内冲毛情况,看是否有碎渣异物,合格后才能开盘。
(3)从高处向模板内倾卸混凝土时,为防止混凝土离析,卸料高度不应超过2.0m,超过2.0m时,挂串筒卸料。在串筒出料口下面,混凝土堆积高度不超过1.0m,应及时摊平,分层振捣。
(4)混凝土按规定的厚度、顺序和方向分层浇筑,必须在下层混凝土初凝前浇筑完毕上层混凝土。混凝土分层厚度严格控制在30~50cm内,并保持从仓面一侧向另一侧浇筑的顺序和方向。
(5)浇筑混凝土时,采用φ70振捣棒振,移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍,振捣时应避开预埋件或监控元件10~15cm,振捣时振捣器应插入下层混凝土5~10cm且必须振捣均匀密实,不得遗漏。
(6)二次振捣可以有效减少因沉陷收缩产生的早期裂缝,因此混凝土浇筑完毕后,在混凝土初凝以前进行二次振捣,以防表面温度裂缝的产生。
(7)在浇筑混凝土过程中,必须及时清除仓面积水。
4.3.4控制混凝土两层浇筑的间歇期。第一层砼浇筑完毕后,应立即组织相关人员迅速进行第二层的施工,确保砼浇筑间歇期不超过10天。
4.3.5通水冷却,降低混凝土内部温度,采用预埋冷却水管降温法。
根据混凝土内部温度分布特征,在每层混凝土中埋设两层冷却水管,冷却水管为φ40mm的薄壁钢管,水平间距0.8m,冷却水管采用蛇形布置(见图2),距混凝土表面应大于1.0m,且每根冷却水管长度不宜超过200m。冷却水管进出水口集中布置,以利于统一管理。
(2)冷却水管使用及其控制
通水冷却是降低混凝土初期温度的重要环节,为确保降温效果,施工时派专人负责,合理选择水泵,若管路出现故障应及时排除,并听从指挥,及时开启或关闭阀门。同时还应注意以上几点。
(a)冷却水管使用前应进行压水试验,防止管道漏水、阻水。
(b)混凝土浇筑到各层冷却水管标高后即开始通水,各层混凝土峰值过后即停止通水,通水量应达到25L/min,通水时间依据测温结果确定。
(c)严格控制进出水温度,在保证冷却水管进水温度与混凝土内部最高温度差不超过30℃条件下尽量降低进水温度。
(d)待主通水冷却全部结束后,采用同标高的水泥浆或砂浆封堵冷却水管。
4.3.6混凝土表面保护、保温
(1)混凝土早龄期寒潮保温。混凝土初龄期,其抗拉强度低,遭遇寒潮、大风等袭击后,在混凝土表层产生较大的温度梯度所导致的温度应力,极易发生表面裂缝,对混凝土顶面,侧面采用麻袋覆盖保护。
(2)混凝土长期低温保温。对混凝土长期暴露的侧面及长间歇的顶面进行保温,严格控制混凝土的最高温度。
4.4混凝土温控施工现场监测
4.4.1温度测试内容。根据温度计算成果,为做到信息化施工,真实的反映各层混凝土的温控效果,以便出现异常情况及时采取有效措施,在承台混凝土中布设60个温度测点,测点布置在1/4范围内沿水平方向布置,在检测混凝土温度变化的同时,还应监测气温,冷却水管进出水口水温,混凝土浇筑温度。
4.4.2温度检测工作顺序
各项测试工作宜在混凝土浇筑后立即进行db42/t 1772-2021 湖北省中医诊所建设规范,连续不断。检测工作按下列程序进行(见图3)。测试要求在升温阶段每隔2h巡回检测各测点温度。到达峰值后,降温期每隔4h测温一次。随着混凝土温度变化减小可延长间隔时间,直至混凝土温度基本稳定为止。
温度检测流程图 图3
4.4.3温度检测测点布置
4.4.4观测周期与要求,混凝土浇筑期间,观测仪器埋设完成后立即读数仪器初始数据,然后按表5进行观测记录。
表5
外界温度发生变化时,冷却管通水前后,适当加密测次。观测中注意温度升降趋势,通过水流调节,混凝土表面盖护或覆盖保温等措施,使承台混凝土内部三个温差符合温控标准要求。
4.4.5依时测量,认真测量,并及时整理数据,进行定性分析。通过承台混凝土水平断面测温记录、混凝土内表温差计算、气温检测等得,砼温度检测综合成果(见表5)分析得。
住宅楼拆除工程施工方案2#墩承台混凝土内部温度检测综合成果综合一览表(表5)
承台混凝土中心部与边缘温度,根据水泥水化规律呈同步增长,最高温峰出现时间,第一次浇筑在80~116h,持续10~26h即开始下降,第二次浇筑混凝土在52~78h,持续10~24h即开始下降。此次第一次浇筑混凝土配合比掺用了初凝42h,终凝52h的超缓凝剂,温峰比一般未掺缓凝剂推迟20h左右,起到了早期抑制温升的效果,另外浇筑时间较长,对削减温峰起到较好的作用,从每次浇筑层三层测区看,上层比下层混凝土水化受到温度场的影响,温峰出现时间逐渐缩短,第二次浇筑层混凝土,又受到第一次浇筑层温度场的影响,温峰出现时间更早。