荆州长江公路大桥承台大体积混凝土温度监测与裂缝控制

2024-05-15 来源：客趣旅游网

公路　2000年11月　第11期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　HIGHWAY　Nov12000　No111　

　文章编号:0451-0712(2000)11-0024-03

荆州长江公路大桥

承台大体积混凝土温度监测与裂缝控制

经柏林

(湖北省公路局科研所　武汉市　430030)

　　[摘要]　对荆州长江公路大桥北汊北塔承台大体积混凝土温度监测结果进行了分析,并介绍了裂缝控制技术。监

测结果真实地反映了大体积混凝土温度的变化规律,可供类似工程借鉴。　　关键词　荆州长江大桥　大体积混凝土　温度监测　裂缝控制

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1　工程概述

荆州长江公路大桥位于长江中游荆江河段,是连接207国道的特大型公路斜拉桥,全长417716m,由9个桥段组成。其中北汊通行孔桥为200m+500m+200m的双塔双索面漂浮体系预应力混凝

凝土内的温升、内外温差及降温速度,避免有害裂缝

的产生是施工技术的关键。2　温度监测211　温度变化规律

土斜拉桥。主跨500m位居同类桥梁国内第一,世界第二。三八洲桥为100m+6×150m+100m预应力混凝土连续梁桥。南汊通行孔桥为160m+300m+97m姊妹塔双索面漂浮体系预应力混凝土斜

拉桥。这种非对称的姊妹塔斜拉桥在国内尚不多见。

北汊北塔承台为直径3310m,高6125m的钢筋混凝土结构。混凝土标号为30号,数量为534516

m,其施工情况见表1。

表1　承台施工情况

各层高度

施工分层

m1234

1125115011751175

3月16日3月24日3月29日4月11日

持续时间

施工时间

h1610181022152315

间隔时间

d7612

温度监测时间为1999年3月16日～4月15日,所有的测值很有规律性,较真实地反映了大体积混凝土温度的变化规律,可供类似工程借鉴。测点重点布置在各浇筑层中心及离外侧表面5cm处。

第2、3浇筑层中心温度,表面温度及环境温度的变化曲线见图1和图2。

由图可知:

①由于水泥水化热的影响,浇筑层中心温度急剧上升,到48h左右达到峰值。

②中心温度达到峰值后开始下降。当上层覆盖新混凝土后,由于受到新混凝土水化热影响,老混凝土中温度会略有回升。回升值大小主要取决于上层达到最高温度时,上、下层混凝土间的温差。之后,温度继续下降,直至降到最终稳定温度。

③混凝土表面温度在40～80h区段,由于水泥水化热影响与环境温度变化规律不一致,尤其在中心温度峰值附近,表面温度远高于环境温度。其他区段与环境温度变化规律基本一致,略高于环境温度。

大体积混凝土结构,由于水泥水化热引起混凝土内部温度及温度应力急剧变化,导致产生温度裂缝。因此对其进行温度监测,以采取相应措施控制混

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图1　第2浇筑层温度变化曲线

图2　第3浇筑层温度变化曲线

212　特征温度

从温控的观点来看,我们对以下三个特征温度感兴趣:①混凝土入仓温度;②混凝土内最高温度;③最终稳定温度。最终稳定温度取决于当地的气候条件和结构形式,一般很难采用人工方法控制。在工程上,采取措施后,可以控制混凝土入仓温度和最高温度,以避免有害裂缝产生。各浇筑层的特征温度值见表2。

表2　各浇筑层的特征温度值

浇筑层号

1234

　　其中最高温度均小于55℃,合乎标准。而最高温升的大小主要取决于以下两个因素:①分层厚度;②水泥水化热。尤其水泥水化热是混凝土温升的最根本、最直接原因。表2中最高温升的反常现象可能是水泥的稳定性或配比的均匀性造成的。3　裂缝控制3.1　温差与温控效果

入仓温度℃

16.09.013.022.0

最高温度℃

46.542.243.650.4

最高温升℃

30.533.230.628.4

温升历时

h46525049

温差是引起温度应力的主要因素,工程上一般均将温差作为控制温度应力、防止温度裂缝的标准。由于温度测点不足,这里根据已知的温度测值和有关资料,对温差作出估算。

(1)基础温差。

基础温差指混凝土内平均最高温度与最终稳定温度之差。最终稳定温度取决于当地的气候条件和

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　　(3)上、下层温差。

上、下层温差指老混凝土表面(龄期超过28d)上、下各L󰃗4范围内,上层混凝土最高温度与新混凝土开始浇筑时下层实际平均温度之差。由于各浇筑层间隔时间最多为12d,故不存在上、下层温差问题。3.2　裂缝控制综合措施

(1)降低水化热引起的温升。水泥水化热主要来自水泥矿物组合中的C3S和要降低水化热,应优先考虑采用C3S和C3A含C3A。

量较低的水泥。荆州长江公路大桥选用了葛州坝525号中热水泥。

降低水化热要减少混凝土配合比中水泥的用量,采用“双掺”技术,即既掺粉煤灰又掺减水剂。同时,利用掺粉煤灰的混凝土后期强度仍有增长的现象,延长混凝土设计龄期,采用60d天设计强度,以相应降低28d强度等级,减少水泥用量。

(2)加快混凝土内热量散失。①平面分块、竖向分层是加快混凝土内热量散失的一种有效方法;

②通水冷却。在每层混凝土的中部布设外径为60mm的冷却水管,有混凝土浇筑后即进行一期冷却,使混凝土内部最高温度不超过55℃,内外温差不超过25℃。在全部浇筑完成后,即进行二期冷却至最终稳定温度。

为了控制冷却水温与混凝土间温差不超过25℃,在新浇混凝土温升值较高时,使用下层混凝土出口的温水循环接上层冷却管。在混凝土养生过程中应根据冷却水进、出口温差监测情况,及时调整水温及水流量。

(3)降低入仓温度。①晴天时夜间浇筑,阴天时视气温情况而定,避开气温较高时浇筑;

②水泥罐油漆用浅色,水泥提前进场降温,杜绝使用刚出厂的水泥;

侧面缝长󰃗m

110011400.501.450.821.501.451.451.45

结构形式。这里取桥位处年平均气温1613℃作为承

台混凝土最终稳定温度。各浇筑层基础温差均小于25℃,合乎标准,见表3。

表3　各浇筑层温差情况

浇筑层号

1234

基础温差℃

18.915.514.324.3

最大内外温差

℃

23.919.321.928.4

最大内外温差历时

h56544856

(2)内外温差。

内外温差指混凝土内部平均最高温度与表面温度之差。

1～3浇筑层内外温差均小于25℃,第4层混

凝土内外温差达2814℃。分析其原因如下:由于工地在未预先通知的情况下,停电1h左右,无法进行冷却水循环。另外,为抢工期(表面凿毛),未及时采取蓄水养生,故导致裂缝产生。后对宽度超过0115mm的裂缝进行了灌浆补强处理,裂缝示意见图3,

具体数值见表4。

图3　承台裂缝示意

表4　承台裂缝情况

编　号

123456789

缝宽󰃗mm

0.10～01200115～0150

01100.200.200.250.450.15～0.200.35～0.50

顶面缝长󰃗m

21502150

—

2.501.002.502.502.502.50

③拌和水加冰,对粗、细骨料进行搭棚遮阳,粗

骨料拌和前用江水冲凉。

(4)表面养护。3、4月气温较低时,混凝土表面覆盖麻袋保温保湿养生。侧面钢模用彩条布包围,以控制内外温差。气温较高时,混凝土表面蓄水养生,蓄水深度不小于20cm。这样既可以控制混凝土表面温度与内部温度或气温的差值,防止混凝土开裂,又可以起到对侧面的保湿养护作用。同时,还可以有效地防止表

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HD200型装配式公路钢桥

　　　喻忠权　　　　　　沈惠荣

(中交公路规划设计院　北京市　100010)　　　　(苏州市交通局)

刚度、稳定和抗疲劳等方面均优于“321”钢桥,是目　　[摘要]　HD200型装配式公路钢桥已试制成功,其强度、前国内同类桥梁中最先进的装配式公路钢桥。　　关键词　钢桥　强度　刚度　稳定

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　　HD200型装配式公路钢桥(简称200型钢桥,

见图1)是在“321”钢桥的基础上,参照英国美贝公司最新设计的轻便(compact)200型钢桥,由中交公路规划设计院设计和开发的新一代战备钢桥,已试制成功(试验现场见图2),经现场加载测试,各项技

术指标均达到设计要求。加工制造精度良好,桥梁平整顺直。经有关专家评定:试制成功的200型钢桥,在强度、刚度、稳定和抗疲劳等方面,均优于“321”钢桥,是目前国内同类桥梁中最先进的装配式公路钢桥。

面发生龟裂。

(5)加强施工管理。

①提高混凝土施工质量。

为防止裂缝产生,除了严格控制混凝土的温差外,还需要加强施工管理,提高施工质量。显然,在混凝土浇筑块中,强度是不均匀的,裂缝总是从强度最低的薄弱处开始。裂缝的出现与混凝土的不均匀性有直接关系。当混凝土的质量控制不严,强度离差系数大时,裂缝就多。反之,则少。

②薄层、短间歇、均匀上升。

在混凝土浇筑进度安排上,尽量做到薄层、短间歇(5～10d)、均匀上升。

③加强养护。

严格控制温度是施工管理的一个重要方面。4　结论

(1)荆州长江公路大桥北汊北塔承台混凝土温

度监测结果真实地反映了大体积混凝土的温度特征和变化规律,可供类似工程参考。

(2)“双掺”技术使混凝土的性能得到改善,易于浇筑,模板易充实,故内在质量和外观质量都可得到保证,而且节约水泥,经济效益显著。

(3)大体积混凝土的施工受到多种因素的影响,除了要有较好的温控措施外,还应对施工进行严密组织,严格管理,以提高混凝土的施工质量。

参考文献

1　陈仲先,金初阳,王崇旭,等1厦门海沧大桥东锚碇温控

监测与温控效果1桥梁建设,19991

2　经柏林,赵卫,谢华鸾1荆州长江公路大桥北汊北塔大体

积混凝土设计与施工1华东公路,19991

3　朱伯芳1大体积混凝土温度应力与温度控制1中国电力

出版社,19991

收稿日期:2000-04-28

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