涉铁转体桥转盘大体积承台混凝土配合比设计及质量控制的研究
摘要
关键词
转体桥;承台;大体积混凝土;施工;质量控制
正文
引言
桥梁承台作为桥梁结构中的重要组成部分,其安全性和稳定性直接影响着桥梁的正常运行。由于受到环境温度的影响,承台的温度效应成为工程设计和施工中需要重点考虑的因素之一。混凝土在硬化过程中会释放热量,导致承台温度升高,而外部环境温度的变化也会对承台温度产生影响。因此了解和分析混凝土温度效应对桥梁承台结构的影响具有重要意义。
1大体积混凝土的特点
(1)体积大:混凝土浇筑体积大,水化热积聚,易产生温度裂缝。(1)强度要求高:承台作为桥梁的重要承重结构,需具备较高的强度和耐久性。(3)施工难度大:施工过程中需控制混凝土的温升和收缩,防止裂缝的产生。
2涉铁转体桥转盘大体积承台混凝土配合比设计
2.1原材料选择
(1)水泥:选用低热水泥,减少水化热。(2)骨料:选用级配良好的粗骨料和细骨料,提高混凝土的密实度。(3)掺合料:掺入粉煤灰或矿粉,降低水化热,改善混凝土的工作性能。(4)外加剂:使用高效缓凝型减水剂,减少用水量,降低水胶比。
2.2试配与优化
按照计算配合比进行试拌,检验混凝土拌合物的坍落度、流动性、粘聚性、保水性等工作性能是否符合施工要求。对试配结果进行分析,若不满足要求则进行调整。可采取改变水胶比(较试拌配合比分别增加或减少0.05)、调整砂率(分别增加和减少1%)等方式进行优化。通过多组试配,对比不同配合比下混凝土的性能,最终确定满足设计强度及泵送混凝土工作性要求的配合比。例如确定采用P.O42.5水泥时混凝土配合比编号为D-2:水泥:砂:碎石:水:粉煤灰:矿粉:外加剂=300:756:1000:160:80:100::9.6(kg/m³),坍落度为200mm,1h后坍落度为190mm,初凝时间为12h30min,终凝时间为14h50min。
2.3冷却水管进出水温差随冷却水流速变化
冷却水管进出水温差随着混凝土浇筑后时间的增长,呈现出先增大后降低并趋于稳定的趋势,这与混凝土浇筑后的承台内部温度变化趋势一致。随着冷却水流速的增大,冷却水管进出水温差逐渐降低。当安装冷却水管并开始通过水流冷却混凝土时,初始阶段由于混凝土温度较高,水管进出水流的温差较大。随着冷却过程的进行和冷却水流速的增大,混凝土温度逐渐降低,使得水管进出水流的温差逐渐减小。
2.4外加剂
为满足大体积混凝土施工性能要求,常掺加缓凝泵送高效增强剂等外加剂。以JM-9缓凝泵送高效增强剂为例,在泵送混凝土中掺入水泥质量的0.8%-1.5%,可明显改善混凝土和易性,减少约15%用水量,提高混凝土28d强度10%-20%;若不减少拌和用水,坍落度可提高100mm左右;若保持强度不变,可节省水泥10%,有效降低水化热。
2.5试配与优化
按照计算配合比进行试拌,全面检验混凝土拌合物的坍落度、粘聚性、保水性等工作性能是否符合施工要求。对试配结果进行详细分析,若不满足要求则采取针对性调整措施。可通过改变水胶比(较试拌配合比分别增加或减少0.05)、调整砂率(分别增加和减少1%)等方式进行优化。经过多组试配,对比不同配合比下混凝土的性能,最终确定满足设计强度及泵送混凝土工作性要求的配合比。例如某工程经试配优选,确定采用P.O42.5水泥时混凝土配合比编号为D-2:水泥:砂:碎石:水:粉煤灰:矿粉:外加剂=300:756:1000:160:80:100::9.6(kg/m³),坍落度为200mm,1h后坍落度为190mm,初凝时间为12h30min,终凝时间为14h50min。
3质量控制措施
3.1混凝土浇筑
承台混凝土通常通过混凝土运输车运至施工现场,并采用泵车进行泵送浇筑。在浇筑过程中,需使用插入式振捣器进行振捣,以确保混凝土密实,避免产生空洞。由于承台混凝土的用量大且施工需连续进行,搅拌站应保持连续搅拌,并及时将混凝土泵送入模。在进行二次混凝土浇筑前,应对一次混凝土的顶面进行处理,包括凿毛和清洗干净,并保持顶面湿润,以确保施工缝的良好接槎效果。在浇筑过程中需尽量降低混凝土的入模温度,并在浇筑完成后的12h内覆盖保湿保温材料进行养护。
3.2温度控制
(1)预埋冷却水管:在大体积承台混凝土内部预埋冷却水管,通过循环冷却水带走水泥水化热,降低混凝土内部温度。合理布置冷却水管间距和管径,根据混凝土内部温度监测结果调整冷却水流量和水温,确保混凝土内部温度与表面温度差控制在允许范围内,一般不宜超过25℃。(2)温度监测:在混凝土浇筑及养护过程中,布置温度传感器,实时监测混凝土内部不同位置的温度变化。同时监测混凝土表面温度和环境温度,根据温度监测数据及时调整养护措施和冷却水管通水参数,确保混凝土温度变化符合要求。
3.3冷却水管布设
首先,需要选择适合的冷却水管材料。常用的材料包括钢管和塑料管,应综合考虑其强度、耐腐蚀性能和使用寿命等因素,根据工程要求和实际情况确定最优选择。其次,根据承台的尺寸和混凝土浇筑方案,合理设计冷却水管的布设方案。设计内容包括确定水管的数量、直径、间距以及进出水口的位置等。设计时需充分考虑混凝土的散热需求和施工的便利性,以保证冷却效果和施工效率。在实际布设过程中,应确保水管与承台主筋错开,以避免相互干扰。水管需固定牢固,以防止在混凝土浇筑过程中发生移位或脱落,影响冷却效果和施工质量。最后,布设完成后,应进行试通水试验,检查水管的密封性和通畅性,确保水管能够在混凝土浇筑过程中正常运行,实现有效的冷却循环。
3.4养护
(1)保湿养护:混凝土浇筑完成后,及时进行保湿养护,可采用覆盖土工布、洒水等方式,保持混凝土表面湿润,减少混凝土表面水分蒸发,防止因失水产生干缩裂缝。养护时间应根据水泥品种、混凝土强度增长情况等确定,一般不少于14d。(2)保温养护:在低温季节或混凝土内部温度较高时,采取保温措施,如覆盖保温被等,减小混凝土内外温差,降低温度应力,预防裂缝产生。
结语大体积承台混凝土配合比设计是一项复杂且关键的工作,涉及原材料选择、配合比精确计算以及多轮试配优化等环节。通过合理选用低水化热水泥、优质集料,掺加适量粉煤灰和外加剂,并依据规范进行配合比计算,结合试配结果优化调整,能够设计出满足大体积承台混凝土施工要求的配合比,有效控制水泥水化热,保证混凝土工作性能与强度,为大体积承台工程质量提供坚实保障。在实际工程中,应充分考虑工程特点、原材料特性及施工条件等因素,进一步优化配合比设计,不断提升大体积混凝土施工技术水平。在实际工程中,应根据具体工程条件和要求,进一步优化配合比设计和质量控制方案,不断提高大体积混凝土施工技术水平。
参考文献
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