桥梁大体积混凝土施工方案

S202线西吉至毛家沟公路第三合同段大体积混凝土施工方案-1-桥梁大体积混凝土施工方案一、编制依据1、《S202线西吉至毛家沟公路第三合同段施工设计图》；2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；二、编制范围本项目部所属路段内所有大中小桥所用大体积混凝土结构，断面最小尺寸不小于1m。预计产生水化热大于25℃。三、工程概况3.1工程简介省道202线西吉至毛家沟公路第三合同段起于兴隆镇罗庄村，至于玉桥乡下范村。全线共大桥一座（葫芦河大桥）、中桥两座（什字路河桥、单民桥）、小桥及通道桥共计八座。本工程大中桥下部结构为柱式墩、柱式台。小桥下部结构多数采用U型台，扩大基础。具体大体积混凝土结构物如下：K314+623单民桥0号桥台，C30混凝土共计97.64方，断面最小尺寸为2米，预计产生最小水化热大于25，符合大体积混凝土浇筑的各项特征。K307+813唐家河小桥，0、1号台侧墙用C25片石混凝土627.5立方，台身用C25片石混凝土596.1立方。断面最小尺寸大于1米。K313+231单家后弯沟小桥，0、1号台侧墙用C25片石混凝土528.8立方，台身C25片石混凝土416.3立方。K318+342北沟小桥，0、1号台侧墙用C25片石混凝土914立方，台身用C25片石混凝土593.1立方。K310+157通道桥，0、1号侧墙用C25片石混凝土480.5立方，台身用C25片石混凝土406立方。K310+267跨天然气管道桥，0、1号侧墙用C25片石混凝土541.4立方，台身用C25片石混凝土552.8立方。GK0+162.87跨天然气管道桥，采用重力式桥台、桥台采用扩大基础。0号桥台用C25S202线西吉至毛家沟公路第三合同段大体积混凝土施工方案-2-片石混凝土43.47立方、1号桥台采用C25片石混凝土44.27立方。3.2工程地质与水文地质地层上部以冲洪积底层为主，下部为泥岩，底层较为简单。环境类型属于I类，地下水质较差，对混凝土据有强等腐蚀，对混凝土中结构中的钢筋具有弱腐蚀。土层为非盐渍土，土层对混凝土为弱腐蚀。四、温度影响4.1温度控制原因混凝土是由多种材料组成的非均质材料，它具有较高的抗压强度，良好的耐久性及抗拉强度低，抗变形能力差，易开裂的特性，但混凝土凝结过程中释放热量也成为大体积混凝土浇筑的一大难题。大体积混凝土由于结构截面大，水泥用量大，水泥水化时释放的水化热会产生较大的温度变化，这种温度变化会使混凝土内部温度显著提高，而混凝土表面由于散热较快，温度较低，这样砼结构会形成较大的内表温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。同时，混凝土表面降温时，由于降温产生的温差，加上混凝土多余水分蒸发产生的干缩，受到地基和结构边界条件的约束时，会产生很大的收缩应力（拉应力），当该拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土整个截面会产生贯穿裂缝，带来很大危害。4.2温度控制标准根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）规定1、大体积混凝土温度控制时，应使其内部最高温度不大于75℃；2、混凝土浇筑体的里表温差不宜大于25℃；3、分层浇筑大体积混凝土时，新浇混凝土与下层已浇混凝土温差宜小于20℃，浇筑间期控制在7天以内。4、混凝土入模温度应不低于5℃，且入模温度不宜高于28℃。5、混凝土内部通水降温时，进出口水的温差不小于或等于10℃，且水温与内部混凝土的温差宜不大于20℃，降温速率不大于2℃/d。6、利用冷却水管中排出的降温用水在混凝土顶面蓄水保温养护时，养护水温度与混凝土表面温度差不大于15℃。S202线西吉至毛家沟公路第三合同段大体积混凝土施工方案-3-7、大体积混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，其浇筑后的养护时间不宜小于14d，采用其它品种水泥时不宜小于21d。8、混凝土不允许出现内部温度裂缝，表面最大裂缝宽度≤0.2㎜。4.3温度计算4.3.1C30混凝土温度计算以最不利的条件进行计算，既不考虑混凝土的热传导，且以前七天的水化热全部不进行传导进行计算内部中心温度的最大值。砼内部中心温度最大值：T（t）=mcQ(1-e-mt)/(cρ)（见路桥施工计算手册第9章）T（t）：混凝土浇注完t时间，混凝土的绝热温升值（℃）mC：每立方米混凝土水泥用量（kg），C30混凝土每立方米按305kg计算。Q：每kg水泥水化热量，七天的取377千焦耳/每kgc：混凝土的热比，为0.96ρ：混凝土的质量密度，取2400kg/m3m：为经验系数取0.4t：混凝土浇注后至计算时的天数，取7。T（t）=mcQ(1-e-mt)/(cρ)=305×377×（1—2.718-2.8）/(0.96×2400)=46.9℃7天混凝土的弹性模量：E（t）=Ec（1—e-0.09t）（见路桥施工计算手册第9章）E（t）：计算时混凝土的弹性模量E0：混凝土最终的弹性模量E（t）=E0（1—e-0.09t）=3.0×10000×0.467=1.40×10000Pa混凝土的变形应力：σ=E（t）αΔTS(t)R/(1-v)（见路桥施工计算手册第9章）ΔT=T（t）—Thσ：混凝土的温度应力α：混凝土的线膨胀系数取1×10-5ΔT：最大的综合温差;Th:混凝土稳定后的最终温度（大体积混凝土浇筑计划安排在2014年4-8月份，西吉县兴隆镇四至八月最低气温，按14℃计算）S202线西吉至毛家沟公路第三合同段大体积混凝土施工方案-4-ΔT=T（t）—Th=46.9-14=32.9℃S(t)：混凝土徐变影响系数，取0.4。R：混凝土的外约束系数，取0.4。v：混凝土的泊松比，取0.15。σ=E（t）αΔTS(t)R/(1-v)=1.4×0.1×32.9×0.4×0.4/0.85=0.87〈1.43/1.15=1.24(牛顿/平方毫米，混凝土7天的抗拉强度)达到允许拉力时的温度差:1.24/(1.4×0.1×0.4×0.4/0.85)=47.1℃经过以上验算，若不进行保温养护，理论计算温差为47.1℃时,将会产生裂缝。保守估计控制温差在45℃以下时，可确保不产生温度裂缝。4.3.2C25片石混凝土温度计算C25片石混凝土按每立方米75%体积C25混凝土计算，则水泥含量为340×0.75=255kg/m3,混凝土温度升值为Tt=255×377×（1—2.718-2.8）/(0.96×2400)=39.18℃最大综合温差ΔT=39.18-14=25.18℃因此应保证混凝土内外温差控制在25℃以下。五、工艺流程施工工艺流程:施工准备→（承台：施工底模）→模板安装→钢筋焊接加工→冷却管及测温元件的安装→混凝土灌注（片石混凝土需同时抛扔片石）→温度监控及通水冷却→混凝土养护。六、温度控制措施6.1总体方针为了降低砼的温度应力，要求控制其温度的变化。从防止出现温度变形裂缝的前提出发，温度控制的主要任务是：1、降低混凝土内部最高温升，减小总降温差；2、提高混凝土表面温度，降低混凝土内部温度，减小内表温差；3、延缓混凝土的降温速率，充分发挥混凝土徐变特性。6.2混凝土降温具体措施1、选用水化热较低的复合硅酸盐水泥；S202线西吉至毛家沟公路第三合同段大体积混凝土施工方案-5-2、通过优化混凝土级配，尽量减少大体积混凝土的水泥用量，减少水化热的产生；3、掺加缓凝剂，延缓砼水化热的峰值出现时间；4、混凝土采用蓄热保温，严格控制砼内外温差；5、加强砼搅拌振捣，确保拌和均匀；6、砼振捣需在浇筑后初凝前作二次复振，排除砼因秘水形成的水分和空隙，提高握裹力，增强砼抗裂性；⑦加强砼的保温养护，达到砼表面保温保湿作用。用帆布搭设棚架包裹混凝土，混凝土表面覆盖塑料薄膜与麻袋作为保温材料，其中塑料薄膜除了保温作用外，对砼还具有很好的保湿效果。薄膜包裹严实可保证在整个底板砼保温养护期间不用花费人工及自来水每天浇水，而依靠砼的泌水足以保持砼表面处的湿润。既减少了砼表面干缩裂缝，又避免了因浇冷水而降低砼表面的温度，而使砼内外温差的增加。⑧、提高混凝土抗裂性能。优化配合比的情况下改善施工工艺提高施工质量、加强养护；制定合理的温度控制方案，对混凝土的温度变化进行科学预测必不可少，降低混凝土内表温差，及时掌握混凝土温度变化的实际状况并随时加以必要的控制，同步进行混凝土温度监测是关键。科学的预测与准确的监控相结合，使整个温度控制取得成功的切实保证。6.3监测信息反馈及时反馈监测信息，根据温度监测情况，及时根据多点监测结果对不同部位随时调整保温层厚度，使温差控制在规范规定的25℃之内。6.4通水冷却根据混凝土内部的温度分布规律，在大体积混凝土高度方向以1m设置一层冷却水管（高度小于2米可在高度中间布置），冷却管采用直径40mm的钢管（防止振捣等因素导致管道破裂漏水），水平间距为1m。在通水前进行压水检查，通水流量达到25L/min，接头采用钢接头，拐角处采用弯接头。根据大体积混凝土形状计算使用钢管长度进行下料。承台施工待钢筋绑扎完毕后，按设计位置安装绑扎在钢筋上；混凝土片石施工可将钢管固定在模板上。钢管接头处先涂上油漆再拧紧，可防止混凝土浇筑过程中漏浆堵管及通水过程中漏水。安装完毕后，进行试通水，检查管道通水正常方进行下一道工序。混凝土浇筑至冷却管标高后开始通水，以降低混凝土的水化热。在混凝土养生过程中，根据天气、水化热及进出水口的温差情况，及时进行水温和水压的调整工作，控制S202线西吉至毛家沟公路第三合同段大体积混凝土施工方案-6-冷却水管进出水口的温度不超过15℃。6.5保证连续浇筑砼为保证砼能够连续浇筑，不出现施工缝或冷缝。施工机械不仅要准备充分，而且要考虑发生故障时的修理时间，现场备用砼罐车三台轮换拉运混凝土保证混凝土连续浇筑，并准备振动棒若干及时按要求进行振捣，此外还要备用一台发电机，其功率最小保证现场混凝土浇筑全过程和部分照明用电。6.6砼分层浇筑方法（斜面分层法）依据砼输送能力、大体积混凝土的浇筑面积、砼浇筑量，对大体积混凝土浇筑砼进行分层，使砼以同一坡度薄层浇筑，循序推进，一次到顶，每次分层厚度按300～500mm分层浇筑，并要保证砼覆盖已浇筑砼的时间不得超过砼初凝时间。片石混凝土在浇筑同时需抛扔片石，相邻片石之间必须有混凝土包裹，且保证片石含量不大于25%。片石抛扔时应防止砸伤砸断冷却水管。对大体积混凝土进行分层后，砼浇筑时各层间应有适宜的间歇时间，使得在不产生冷缝的前提下，上层混凝土覆盖到下层的混凝土上时，下层混凝土水化热已进行了一段时间，热量已散发一部分，这样可以降低混凝土内部的一部分水化热。6.7混凝土振捣根据混凝土滑动时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前、中、后布置三道振捣棒,在下料完成后开始振捣。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的捣实，第二道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝土的密实，第三道在坡度的中部保证砼的坡度和密实性。随着混凝土浇筑工作的向前推进，振捣棒也相应跟上，以确保整个高度混凝土的质量。斜面长度增加后,振动棒也要相应增加个数。施工管理人员在现场监督工人认真捣实混凝土，提高混凝土的密实度，减少砼骨料之间的空隙。6.8混凝土的泌水处理大流动性混凝土在浇筑、震捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底。泌水会因振捣而改变混凝土中水的含量及冲洗掉混凝土面的水泥浆，对混凝土具有较大的危害因此施工中应及时处理泌水问题。混凝土浇筑时使大部分泌水随着混凝土浇筑向前推进被赶至下坡段，并由人工将泌S202线西吉至毛家沟公路第三合同段大体积混凝土施工方案-7-水清除出浇筑面。当混凝土大坡面的坡脚接近另一侧模板时，改变混凝土浇筑方向，即从顶端往回浇筑。6.9动态控制施工现场严格监控预拌混凝土的各项指标，随时向现场施工的负责人进行通报，并及时对现场出现的混凝土品质问题进行处理。试验人员随时抽查砼的坍落度，目测砼的和易性，如发现砼有离析或初凝现象把砼清退出场，及时分析原因进行处理，保证混凝土合格且及时供应。6.10混凝土面层搓平大体积混凝土浇筑完成后，初步用铝合金大杠刮平大面后，及时用