武广客运专线铁路桥梁大体积承台温度控制施工技术

武广客专桥梁大体积砼温度控制施工技术

1.工程概况 1.1.规模、范围 1.1.1. 范围

章水河特大桥承台 1.1.2. 规模

章水河特大桥58个承台。

1.2.施工设计简介、技术标准及主要工程数量 1.2.1.施工设计简介

章水河特大桥位于宜章县太平里乡境内，全长2400.66m，上部结构布臵为73－32m简支预制箱梁，中心里程为:DK1881+936.40，桥位中线直线布臵。桥台采用双线钢筋混凝土空心桥台，武汉台采用12根φ1.0m钻孔桩，新广州台基础采用扩大基础。桥墩采用圆端型空心桥墩，桥墩基础：23、24、28～34、35～37、67～71号采用8根φ1.0m钻孔桩；2、19、20、22、38、39、43、45、46、62～64号采用8根φ1.25m钻孔桩；8～12为φ1.5m钻孔桩；6～7、40～42、44、48～52、57～60号采用9根φ1.25m钻孔桩；13、14、53～56号采用12根φ1.25m钻孔桩；3～5、15～18、21、25～27、47、61、65、66、72号采用扩大基础；桩长7.5-40m；墩柱高度6-33m。

1.2.2.设计技术标准 1）铁路等级：客运专线

2）设计速度目标值： 350km/h 3）正线数目：双线 4）正线线间距：5m 1.2.3.主要工程数量表

主要工程数量表 工 程 项 目 C30钢筋砼孔桩 C30钢筋砼基础 C30钢筋砼墩台身 C40钢筋砼垫石 Q235钢筋 HRB335钢筋 单 位 m/根 m m/m m t t 333工 程 数 量 7688.9/519 23601 1355/23649.6 153.4 1114.9 1554.2 1.3.专题技术内容及要求 - 1 -

确保大体砼内部最高温度不超过65℃，砼内部温度与表面温度温差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃，养护用水温度与砼表面温度之差不得大于 15℃。防止砼出现裂纹。

1.4.工程特征、包括工程环境、水文、地质情况、结构的特殊性和施工技术复杂程度及对工期影响等因素 1.4.1.地形地貌特征

该桥跨越章水河，紧接仙殿岭隧道出口，两侧桥台位于山坡坡脚附近，地表植被覆盖稀疏，覆盖层较薄，部分基岩裸露。桥址区范围内大多为水田和旱地，地势较为平坦，植被覆盖较差，而且整个桥址范围内岩溶较为发育，该桥分别于DK1881+180,DK1882+500附近两次跨越章水河；桥址附近河道较为弯曲，河底大部分为淤泥和河砂，较为平整，河宽不均匀，边滩大小不一。

桥址区地貌类型属剥蚀溶丘陵和河流冲击堆积谷底，丘顶多呈浑圆状，丘脊线不明显。桥址区地表水体主要有章水河，其河床标高一般在217m左右，枯水期水面宽一般在5～12m，水深一般1～2m；丰水期水面宽一般在10～20m，水深可达4～6m。 1.4.2.工程地质特征

桥址区范围内地层主要有第四系松散覆盖层和石炭系下统大塘阶组石蹬子段（C1d1）灰岩，局部存在人工填土；第四系松散覆盖层主要包括人工填土、黏土、粉质黏土、粉细砂、中粗砂、砾砂、卵石土、漂石土、淤泥；石炭系下统大塘阶组石蹬子段主要包括全、强风化灰岩、弱风化灰岩、灰岩夹含碳灰岩、含碳灰岩、溶洞。 1.4.3.水文地质特征

桥址区地下水类型主要有：⑴碳酸盐岩溶水：主要赋存于石炭系下统大塘阶组石蹬子断灰岩、含炭灰岩中。⑵松散岩类孔隙水：主要赋存在章水河两案阶地和漫滩冲洪积砂卵石层中，含水层厚度一般在0.5～8m，局部达13m以上，含水量较丰富，地下水水位埋深较浅，一般为0.5～4m。根据《地质勘察报告》，地址区地表和地下水质对混凝土无侵蚀性。 1.4.4.气候气象条件

属亚热带季风气候，四季变化明显，霜期较短，夏季湿热、冬季干寒。 1.4.5.地形及交通运输条件

桥址区地形平缓，相对高差约30m，植被较发育，多生长灌木；丘坡部分多为旱地与村舍，谷底狭长平缓，微向河流倾斜，多为水田。本桥沿线便道与县乡公路相通，公路运输较为便利。

1.4.6.施工技术复杂程度

大体积混凝土的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构

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安全和正常使用。 其 产生裂缝的主要原因有以下几方面： 1)水泥水化热 水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。为降低内外温差，要求选用产生水化热低水泥。 2)外界气温变化 大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的，因此要人为控制砼入模温度。 3) 温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。 4)混凝土的收缩 混凝土中约20％的水分是水泥硬化所必须的，而约80％的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。因此如果砼内掺入适量减水剂，就可减少砼拌和用水，避免砼不必要的收缩。 2.施工过程

2.1.工程施工经过简况、施工中遇到的重大技术问题，采取的措施和效果

2.1.1.工程施工简况

1)按照设计加工和绑扎承台钢筋、安设循环水管，通过冷却水循环带走砼体内部分热量，以降低砼体内温升峰值，减少砼体内外温差。

(1)冷却水管采用Φ25mm钢管，布臵间距为80cm。

(2)冷却管的布臵考虑以下原则：能保证各层冷却管能独立通水，且拆模不影响通水；每层要分多根独立管道，缩短冷却路径，以使砼冷却均匀；能根据测温结果调节各管路通水量。

(3)抽水循环冷却，通水时间从砼覆盖冷却管开始，以后根据测温结果调节通水量直至停水。

2)测温元件埋设

为很好地撑握砼内部温度，及时调整砼内部温度，需埋设计测温元件。测温元件分上、中、下三层埋设，每层原则上埋三个。 2.1.2. 施工中遇到的重大技术问题，采取的措施和效果 1) 施工中遇到的重大技术问题

大体积混凝土承台施工时，由于混凝土单位时间内浇筑量大，混凝土水化热形成的内外温差及收缩等会引起非均匀变形，同时变形还受到结构内外的约束，承台容易产生裂缝。

2) 采取的措施 (1)优化砼配合比

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A)选用425#低热矿渣硅酸盐水泥，其水化热较425#普通硅酸盐水泥水化热低10%左右，选定水泥厂家后，应进行水泥水化热测定的试验，测出实际水化热。

B)粗骨料选用级配良好的碎石，含泥量不大于1%；细骨料选用天然砂，含泥量不大于1.5%，以降低水泥用量。

C)采用“双掺技术”，即同时掺加粉煤灰和高效减水剂，可有效降低单位砼水泥用量并延缓温升峰值出现时间。

D)选定材料后，通过计算和试配，最终选定合理的配合比。在保证承台设计所规定的强度和满足施工要求的工艺特性的前提下，应符合减少水泥用量和降低水泥水化热的原则。

(2)进行各项检算

选定砼配合比后，根据施工条件对施工阶段大体积砼浇注块体的温度、温度应力及整浇长度进行检算，保证施工方案的正确性。同时根据计算结果确定各项温度指标和制定详细的温度监测方法、冷却措施和养护措施。

(3)材料降温

A)炎热季节施工，骨料堆均应遮盖防止日晒，如砼入模温度过高，则在使用前用冷水冲洗砂石料，强制降温，然后拌合时调整用水量。

B)水泥棚要四周通风，保持棚内阴凉，水泥均用出厂10天以上的，不使用刚出厂的散装水泥，可避免水泥本身的高温导致砼入模温度偏高。

C)必要时，可考虑加入适量冰块降低拌合用水的温度，加冰量由计算确定。

(4)机具降温

拌合前要用冷水冲洗配料机和搅拌机，输送前冲洗输送泵，输送时要用草袋覆盖泵管，防止日照高温。

(5)分层浇注

采用分层连续浇注，层厚30cm，可充分利用砼层面散热，同时便于振捣，易保证砼的浇注质量。但必须在前层砼初凝之前将次层砼浇注完毕，防止层间冷缝发生。

(6)进行温度监控（见承台冷却水管布臵图）

A)在承台砼浇注前，在测点预埋热电偶作测温元件，用电子测温仪进行温度测量监控。选用WZCT-10型热电偶作为测温元件，测温元件的分布按冷却钢管每层中部分布1个,每一承台3个;选用数显的电子测温仪（量程0℃～150℃）作为二次仪表。承台砼温度监测点的布臵以真实地反映出砼体的温度分布场、降温速度、冷却效果为原则。

B)承台砼各测点温度的监测频率。在砼浇注初期应保持每天三次，待砼体内温度变化缓慢后可降低测温频率。

C) 根据测温结果指导冷却系统工作及养护工作，确保砼内部最高温度

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不超过65℃，砼内部温度与表面温度温差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃，养护用水温度与砼表面温度之差不得大于 15℃。其中砼的表面温度应以砼外表以内50 mm处的温度为准。

85 80 85 250 80 a Ⅰ—Ⅰ

2a-2*80 80 Ⅱ Ⅱ 70 80 80 70 80 a 2 Ⅱ—Ⅱa-2*80 80 300 钻孔灌注桩施 Ⅰ

(int(b/80)-1)×80 出 水口进水口 a 1、本图尺寸以cm计。 说明：

承台冷却水管布置图

(7)加强养护调节

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