桥梁承台大体积混凝土设计与施工

□文/何玉宝 皇甫海军 夏忠磊 杨 洁

桥梁承台大体积混凝土设计与施工

□文/何玉宝 皇甫海军 夏忠磊 杨 洁

结合工程实例，介绍承台大体积混凝土的浇筑、养护、温控等内容，包括热工计算、浇筑工艺、温度控制及温控检测。

大体积混凝土；浇筑；振捣；热工计算；温控监测；承台

1 工程概况

海河特大桥位于唐津高速K1067+500处，主桥采用100 m+160 m+100 m变截面预应力混凝土连续梁[1]。上部结构采用挂蓝悬臂浇注施工，单侧悬浇21块件，主桥中墩基础采用桩径φ1.8 m的钻孔灌注桩，承台下布置6排桩共24根，见图l。主桥边墩基础采用桩径φ1.5 m的钻孔灌注桩，承台下布置2排桩共8根。

图1 海河特大桥基础立面

2 大体积混凝土施工要点

主墩承台为大体积混凝土[2]，混凝土强度等级为C35，承台混凝土用量 2 492.4 m3，抗冻等级 F250，冻融环境作用等级E级，抗冻耐久性指数70%，外加剂采用引气型高性能减水剂，掺量为2%，防腐剂掺量3%。根据温控设计和浇筑能力，承台采用一次浇筑。

主墩承台钢筋由直径32、28、12螺纹钢筋组成，共6层钢筋，底部4层、上部2层。

2.1 施工准备

1）配制混凝土时选用水化热较低的水泥，经过比选，选定冀东盾石牌P.O42.5。

2）充分利用混凝土中后期强度，尽可能降低水泥用量，经过配合比试配，最终确定掺加粉煤灰及矿渣粉取代部分水泥，保证中后期强度。

3）严格控制集料级配及其含泥量，粗骨料含泥量≯1%，细骨料含泥量≯3%；粗集料级配范围5～25 mm，砂子细度模数2.9。

4）经过反复对比试验选用苏博特高性能减水剂改善混凝土性能，延长混凝土的凝结时间。

5）混凝土体积配合比水泥∶砂∶碎石∶粉煤灰∶矿粉∶减水剂∶防腐剂∶水＝250∶785∶1 120∶60∶70∶7.6∶11.4∶145。

2.2 混凝土浇筑与振捣

配有2座拌和能力为120 m3/h的拌和站，3台90 m3/h汽车泵，拌和站的生产效率按照70%考虑，混凝土的浇筑速度为168 m3/h，承台面积498.5 m2，分层厚度30 cm，每层方量150 m3，每层浇筑时间 54 min，能够满足初凝时间要求。罐车容量10 m3，每车往返时间60 min，配置罐车15辆。

采用分段分层法[3]浇筑，浇筑方向为同向分层浇筑，从承台短边开始沿长边方向进行，浇筑时泵车从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，依次向前推进浇筑其他各层。推进方式见图2。

图2 浇筑推进

底层钢筋范围内的混凝土浇筑时，在适当位置设置入孔，人员进入承台内部进行振捣，采用插入式振动器振实。移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持50～100 mm的距离，插入下层混凝土50～100 mm；每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒；避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。

每一振动部位，以混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面平坦、开始泛浆为止。

2.3 混凝土养护

混凝土浇筑完成后采取内排外保的方法降低内外温差，一般控制在25℃左右，内排是在混凝土内部预埋冷却管，浇筑完成后通水循环，每层混凝土浇筑完毕之后需不间断通水14 d，利用预埋冷却管循环水加速混凝土内部热量散发，水化热被冷水吸收并被排出；冷却循环的热水部分用于混凝土的养生；外保即在混凝土表面铺盖土工布，定时在土工布上洒水，保证混凝土面处于湿润状态，使内外温差保持在允许范围内并根据温控情况，增设覆盖塑料布等其他材料进行保温，避免在大体积混凝土内部因过高的温度应力而产生温度裂缝。

3 温控监测[4]

3.1 目的

根据测温点数量和深度选用长度规格合适的测温线，预埋时可用钢筋等杆件作支承物，将测温线按照纵向测温点距离绑在支承物上，温度传感器与支承物之间应做隔热处理。浇筑混凝土时，插头留在混凝土外面并用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁。为便于操作，留在外面的导线长度＞20 cm。测温时，按下主机电源开关，将测温线插头插入主机插座中，主机显示屏上即显示相应测温点的温度。通过测温点温度测量，掌握内部各测点温度变化，以便及时调整冷却水管冷却水的流量，控制温差。

测温目的是控制混凝土入模板温度≯8℃；混凝土里表温差≯25℃；混凝土表面与大气温差≯20℃。

3.2 监测设计

测温仪器采用JDC-2型便携式建筑电子测温仪。布点按照突出重点、兼顾全局的原则。根据结构的对称性和温度变化的一般规律，测温孔主要布置在相互垂直的2个中心断面上，每个中心断面又以其中半个断面为重点。由于圆端形承台两端完全对称，只在其中的1/4预埋测温线。

测点沿竖向布置4层。顶层布置在承台顶面以下0.25 m处，底层布置在承台底面以上0.25 m处，中间层间距1.5 m，每层布置9个测点，另在大气中及混凝土表面各布置2个测点，见图3。

3.3 监测内容

环境温度每天测4次，混凝土入模温度的测量每台班不少于2次，养护期对混凝土的测温，前3 d每2 h测一次，4～7 d每4 h测一次，后一周每6 h测一次，每次测温均应做好记录。

3.4 其他降温措施

1）选择环境气温较低的晚上浇筑混凝土。

2）水泥储罐需定时喷水降温。

3）拌和用水在混凝土开盘前的0.5 h，从机井中抽取地下水，存储于蓄水池内并在蓄水池内加冰，降低拌和水温度。

4）拌和站及现场对混凝土罐车车身喷水冷却。

4 结语

海河特大桥承台温度监测结果表明：混凝土入模温度均＜28℃，水化热峰值出现在第3 d上午11：30，此时第3层温度最高为55.7℃，内表温差最大值为21.9℃。承台浇筑完成后各项指标均满足要求。

大体积混凝土结构裂缝预防和控制是一项系统工程，必须从材料、施工和维护方面综合解决。材料配置，施工组织方面，要科学组织，合理安排，确保大体积混凝土的质量，严格按照施工规范，施工操作规程操作，不断改进操作工艺，加强养护，以预防和减少大体积混凝土裂缝的产生，将工程裂缝损害控制到最小程度。

[1]范立础.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，1996.

[2]GB 50496—2009，大体积混凝土施工规范[S].

[3]JTG/TF 50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[4]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社，2001.

□皇甫海军、夏忠磊/天津市市政工程设计研究。

□杨 洁/中交第一公路工程局有限公司。

U445.57

1008-3197（2013）05-70-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.05.027

2013-04-16

何玉宝/男，1977年出生，高级工程师，天津市市政工程设计研究院，从事道路桥梁设计工作。