浅谈大体积\高强度\高温下混凝土草袋浇注

1工程概况 江西省鹰潭市贵溪县在建的贵溪大桥是一座采用独塔单索面无背索斜拉桥。本桥为直线桥梁，跨径组合为209.601m+50m+40m，引桥4×30m，桥梁全长439.029米。主桥为主孔跨径209.601米的无背索斜独塔单索面斜拉桥，上部结构：主梁采用混合梁型式，塔侧及主孔1号墩辅助墩侧主梁采用预应力砼箱梁，其余整体式钢箱梁，钢箱梁段长174米，边孔采用预应力砼箱梁。 信江西岸现浇商品混凝土箱梁（A梁段）分两次进行浇注施工。第一次浇注的范围包括：长10.675米的实心段箱梁（根据箱梁受力状态，在钢箱梁方向呈阶梯形留施工缝）与索塔0-2基础的最顶端的两米。浇注的商品混凝土强度等级为C55，浇注方量为750立方米。 本次商品混凝土浇注是全桥关键部位进行的高难度施工。施工中的难点主要体现在以下几方面： 1、浇注的商品混凝土强度高，商品混凝土强度等级为C55。 2、浇注的方量大，商品混凝土结构物体积大，结构物最厚部位厚达5米。 3、浇注期间气温高，日平均最高气温保持在35到40度。由于浇注方量大，连续浇注期间无法避免午后高温浇注。 在本次商品混凝土浇注施工中必须认真落实以下措施中各项内容，确保施工顺利完成且质量优良。 2内外温差及温度应力计算 1、商品混凝土中心温度推算 在考虑到水化热散失情况下（不考虑循环水降温效果），采用如下经验公式计算商品混凝土中心温度： Tr(τ)=Tj+K×(1-e-mτ)×（W1×Q1+W2×Q2）/(c×ρ) =35+0.8×（1-e-0.406×4）×（550×461+44×246）/(0.97×2500)=105℃ 式中Tr(τ)为τ龄期的商品混凝土中心温度，根据工程经验，内部温度高峰值一般出现在浇筑完成后的第四天，故式中τ取第四天。 2、商品混凝土表面温度推算 首先计算保温材料传热系数，本工程中采用草袋和塑料薄膜覆盖商品混凝土表面进行保温。 β=1/Σ(δi/λi+1/βq)=1/(0.08/0.14+1/23)=1.626 W/（mK） 商品混凝土的计算厚度：H=h+2h' h'=（2/3）×λ/β=（2/3）×2.33/1.626=0.955m H=5+2×0.955=6.91m 基础商品混凝土表面的计算温度按下式计算： Tb(t)=Tq(t)+(4/H2)×h'×(H- h')×(Tmax(t)- Tq(t)) =30+(4/6.912)×0.955×(6.91-0.955)×(105-30)=65.7℃ 3、温差推算 温差推算值ΔT=商品混凝土中心温度推算值Tr(τ)-商品混凝土表面温度推算值Tb(t) Tr(τ)-Tb(t)=105-65.7=39.3℃ 温差推算值远大于25 ℃，必须采取有效的内部降温措施，和外部保温措施，确保实际温差控制在25度之内，才能保证商品混凝土施工质量。 4、裂缝控制分析 温度和收缩产生的最大拉应力计算按照如下经验公式： σ=-(Et×α×ΔT/(1-μ))× Sh(t)×Rk Et=Ec×（1-e-0.09t）=3.55×104× (1-e-0.09×4)=1.07×104 ΔT=Tj+（2/3）×Ti+Ty(t)-Tq=30+（2/3）×（105-35）/0.8+0-30=58.33 σ= (Et×α×ΔT/(1-μ))× Sh(t)×Rk=(1.07×104×1.0×10-5×58.33/(1-0.15))× 0.57×1=4.19N/mm2 最大拉应力4.19N/mm2大于商品混凝土强度标准值。 3浇筑施工质量保障 1、商品混凝土原材料与搅拌 1）配制用的细骨料，应满足如下要求：使用级配良好的中砂，细度模数不小于2.6，含泥量应小于2%。 2）配制用的粗骨料，应满足如下要求：应使用质地坚硬、级配良好的碎石，骨料抗压强度应比所配制的商品混凝土强度高50%以上，含泥量应小于1%，针片状颗粒含量应小于5%，骨料的最大粒径宜小于25mm。 粗骨料用水冲洗，冲洗提前进行。冲洗前后做含泥量的前后对比。 3）配制高强度商品混凝土必须准确控制用水量，砂石中的含水量应仔细测定后从用水量中扣除。 配料数量允许偏差（以质量计） 材料类别 允许偏差（%） 现场拌制 水泥、混合材料 +-2 粗、细骨料 +-3 水、外加剂 +-2 4）为了降低商品混凝土的入模温度在浇注中应采取如下措施： a.对原材料进行防晒覆盖。砂、石和水泥等白天可采用遮阳网进行覆盖，夜间撤去防晒网以利散热降温。 b.在浇注前一天可对石料进行洒水降温，洒水量应以浇注前水分全部蒸发为度。 c．拌和站的料斗、储水池、输送泵管均搭设罩棚遮荫。 d．在拌和水中加人造冰降低拌和水温度。 2、商品混凝土浇注 1）浇注时，商品混凝土自由倾落高度不超过2米，以不发生离析为度。在出料口下面，商品混凝土堆积高度不超过1米。 2）本次施工采用分层浇注，每层厚度为30厘米。分层浇注沿横桥向进行。 3）商品混凝土浇注中振动器移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，插入下层商品混凝土50～100mm，每一处振动完成后应边振动边徐徐提出振动棒，并避免振动棒碰撞侧模、钢筋及其他预埋件。 4）对每一振动部位，必须振动到该部位商品混凝土密实为止。密实的标志是商品混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈平坦、泛浆。 5）加快商品混凝土的修整速度，修整时可用喷雾器洒少量水，防止表面裂纹，但不准直接往商品混凝土表面洒水。 6）在浇注场地利用脚手管和遮阳网搭设罩棚，以降低模板、钢筋的温度，改善工人工作条件。罩棚搭设范围视现场情况确定，搭设范围要以覆盖整个浇注工作面为原则。 3、商品混凝土养护 商品混凝土养护措施主要包括内部降温措施和外部养护措施两大部分。 1）内部降温通过冷却水循环实现。冷却水管布设需架设牢固，必要时采用U型钢筋与结构钢筋焊接牢固。在商品混凝土浇筑前，对冷却水管进行密闭性检查，即通水检测，接头处是否密封完好。 商品混凝土浇筑完成后，适时开通该阶段的冷却水管。当商品混凝土水化热反应高峰期之后，内部温度下降且基本稳定，内外温差下降且基本稳定，内外温差小于8度，可以停止通水，并保持温度监测，观测内外温差是否基本稳定，若大幅度反弹，应重新通水降温。进水温度不宜过低，防止内部冷却水管周围出现裂缝，进水温度与商品混凝土内部温度高峰值温差不超过25度。 冷却水管使用结束后，采用灌浆技术进行注浆处理。注浆强度要大于结构商品混凝土设计强度一个等级，保证注浆密实，主浆配合比中，加入适量的膨胀剂。由于水管行程过长，本步施工中的冷却水管由两个独立的进水干管给水。基础内水管和箱梁最底一层水管由一个干管给水，箱梁内其余的三层水管由另一个干管给水。 2）冷却水从浇注商品混凝土前即开始循环通水。 3）由于商品混凝土内部温度过高，在冷却水开始循环前必须对储水池中的江水进行加热，循环水温度和商品混凝土内部温度差值不得超过25度。 4）商品混凝土浇注完成后，应在修整收浆后予以覆盖和洒水养护。抹面是关键。抹面至少两边。抹面采用粗抹面。 5）商品混凝土表面采用双层覆盖，首先在商品混凝土表面覆盖一层麻袋片，麻袋片上再覆盖两层塑料薄膜。在施工中要注意将劲性骨架、索塔插筋、箱梁端头等处覆盖严密。 6）商品混凝土表面洒水养护采用自动喷水系统，湿养护应不间断，不得形成干湿循环。湿养护时间为14天。 7）自动喷水系统由钢管打眼制作而成。自动喷水钢管放置在覆盖的麻袋片与塑料薄膜之间。可固定时间间隔进行一次喷水，喷水时间间隔和每次喷水时间在保证湿养护不间断的前提下由现场情况确定。 8）自动喷水系统应24小时均有专人负责管理。喷水的温度同冷却循环水的进水温度相同。