赤通高速公路撒力巴至下洼段张达沟大桥空心薄壁墩混凝土温控方案研究

王 骁，马天丽，傅燕峰

(1.长安大学;2.内蒙古自治区交通运输厅;3.赤峰市公路管理处;4.内蒙古自治区公路局)

赤通高速公路撒力巴至下洼段张达沟大桥空心薄壁墩混凝土温控方案研究

王 骁1，2，马天丽3，傅燕峰4

(1.长安大学;2.内蒙古自治区交通运输厅;3.赤峰市公路管理处;4.内蒙古自治区公路局)

桥梁薄壁墩是桥梁的重要结构，也是裂缝容易发生和发展的部位，对该部位结构加强质量控制十分必要，采取有效温控措施的情况下，可以确保薄壁墩混凝土不出现有害温度裂缝。

薄壁墩;防裂;研究;配合比

赤峰-通辽高速公路撒力巴至下洼段的K93+737张达沟大桥桥墩设计为空心薄壁墩，其下部为实心段，截面尺寸为7.8 m×2.2 m，高为1.5 m，空心部位壁厚为0.5 m，高为40 m，混凝土等级C30。桥墩基础采用桩柱式承台和桩基础。桩基础由6根φ1.6 m，长10 m的挖孔桩组成，混凝土等级C25。承台截面为矩形，尺寸为11 m×6.8 m，厚2.5 m，混凝土等级C25。桥梁薄壁墩是桥梁的重要结构，也是裂缝容易发生和发展的部位，对该部分结构加强质量控制十分必要。

1 薄壁墩混凝土原材料及配合比

1.1 混凝土原材料

(1)水泥：朝阳水泥厂42.5普硅水泥。(2)粉煤灰：元宝山Ⅰ级粉煤灰。(3)砂：赤峰河砂，细度模数2.4。(4)碎石：赤峰产碎石，粒径5～40 mm。(5)外加剂：辽宁北四达高效减水剂。(6)水：地下水淡水。

1.2 混凝土配合比

C30混凝土抗压强度：R7=30.2 MPa;R28=41.8 MPa。混凝土坍落度16～20 cm，混凝土和易性好，不离析泌水，30 min坍落度≥16 cm。

2 薄壁墩温控计算及分析

2.1 材料及热特性值

墩身混凝土标号为C30，材料热特性按经验取值，见表2。

表2 材料热特性值

3 计算结果及分析

(1)温度场特征。

根据计算结果和表3可以看出，承台和实心段混凝土由于结构尺寸大，浇筑方量大，散热慢，内部最高温升高，各层混凝土在浇筑后12 d左右出现温峰。而对于薄壁墩，由于壁薄混凝土散热较快，最高温度一般出现在0.5～1 d。

表3 混凝土温度场特征参数

(2)应力场特征。

表4 各部位混凝土温度应力特征值 MPa

可以看出，承台和实心段处于基础约束区，拉应力最大，由于冬季的低温，混凝土温差较大，最大温度应力为3.73 MPa，具体结果见表4。

☆未考虑冬季的低温

表5 各部位混凝土温度应力特征值 MPa

可以看出，承台和实心段处于基础约束区，拉应力最大。由于冬季的低温，温差增大而产生较大的拉应力。为减低拉应力，保证混凝土在冬季过后不出现有害温度裂缝，考虑对混凝土承台和实心段进行保温，尽量减低温差对混凝土的影响。在冬季来临前，在混凝土外层包裹二层土工布，最大温度应力为2.08 MPa。通过计算可知，在采取有效温控措施的情况下，可以确保薄壁墩混凝土不出现有害温度裂缝。

根据有限元温度应力计算结果确定了薄壁墩结构温度控制的监控方案。16 d的监控结果表明，混凝土表面与内部温差远小于规范允许的25℃，温度应力得到了有效的控制，薄壁墩结构没有出现开裂现象。

［1］中华人民共和国交通部行业标准.公路桥涵设计通用规范［M］.北京：人民交通出版社.

［2］中华人民共和国交通部行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范［M］.北京：人民交通出版社.

［3］赤峰至通辽高速公路撒力巴至下洼段施工图设计文件［M］.北京交科公路勘察设计研究院有限公司.

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1008-3383(2012)11-0069-01

2012-06-11