万州长江三桥南塔主墩大体积承台温控技术

申传贵

（四川公路桥梁建设集团有限公司， 四川 成都 610000）

1 工程概况

万州长江公路三桥地处重庆市万州区主城区，桥型布置为 4×57.5+730+4×57.5米双塔斜拉桥。南塔基础位于靠近南岸的水域中，三峡蓄水时水深约 53m。主墩承台为圆形，直径43m，厚8m。承台混凝土标号为C40，方量为11617.6m³，承台分两次浇筑成型，单次浇筑高度为4m。

图1 Z09#墩承台立面布置图

2 优化混凝土配合比设计

2.1 承台砼配合比应满足如下要求：

混凝土设计强度40MPa。

初凝时间≥35h。

坍落度16～20cm。

粗集料规格5～25mm。

混凝土拌合物和易性、流动性良好，满足泵送要求。

3 冷却水管布置

根据混凝土内部温度分布特征布设冷却水管，承台混凝土内布设 8层冷却水管，其水平及竖向间距均为1m，冷却水管采用外径为48mm，壁厚为3mm的钢管，管间接头采用黑橡胶管。接头处采用铁丝捆紧后缠粘胶带，确保其不漏水。

4 承台混凝土浇筑

承台混凝土采用全断面分层浇筑方式。每次和混凝土下料厚度为30～50cm。插入式振捣器一次振捣。混凝土浇筑时禁止由中心向承台边缘赶料，避免赶浆至边部，产生较大收缩，增大混凝土开裂风险。

5 主墩承台大体积温控仿真分析

5.1 混凝土配合比及性能

承台混凝土设计强度等级为C40，配合比设计见表1，混凝土劈裂抗拉强度根据配合比参考施工经验取值见表2。

表1 混凝土配合比（kg/m3）

表2 混凝土劈裂抗拉强度参考值

5.2 仿真建模

根据结构对称性，取承台混凝土1/4进行温度应力计算，仿真计算软件为Midas FEA，计算模型网格剖分图见图2。

5.3 仿真计算结果

（1）温度计算结果：承台内部最高温度及最大内表温差结果见表3；

表3 承台仿真计算结果

图2 承台1/4网格划分图（附带围堰、封底及塔座混凝土）

由上表及图可以看出，温峰及最大内表温差出现时间约为浇筑后第 3天。内部最高温度计算值符合《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）“混凝土实际温升不超过 50℃”的规定。内表温差符合《公路桥涵施工技术规范》（JTGT F50-2011）“大体积混凝土内表温差控制在25℃以内”的规定。

（2）应力计算结果：承台温度应力计算结果见表4；可以看出，承台各龄期最小抗裂安全系数为1.71（≥1.4），符合安全系数设计要求。

表4 承台仿真计算结果

（3）结论：承台内部最高温度计算值均符合《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）“混凝土实际温升不超过50℃的规定；最小抗裂安全系数为1.71（≥1.4），抗开裂能力较强。

6 施工保证措施

(1)优化混凝土配合比，降低总水化热值和绝热温升：采用低水化热的P.O42.5水泥，通过掺用适量的高质量的粉煤灰，降低混凝土早期温度和最终绝热温升。

(2)降低混凝土的入仓温度

(3)采用薄层浇注方法，严格控制分层厚度不大于50cm。

(4)砼浇注完毕初凝前采用二次赶压抹光，控制表面收缩裂纹，减少水分蒸发，改善养护。为防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，应根据当时的施工情况和环境气温，采用了“蓄水法”进行混凝土养护，养护不得少于14天。

(5)加强夏季大体积混凝土施工工作：

在炎热气候条件下，混凝土入模时的温度不宜超过28℃。应避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前钢围堰内壁板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40℃。

(6)冷却水管严格按照设计图纸中进行布设，通水温度不大于20℃，通水量保证不小于1.8m3/h,初凝后（浇筑完成约10小时开始通水），通水天数不少于7天。

(7)第1 二层承台浇筑完成后，表面进行蓄水养护，表面蓄水深度不小于20cm。

7 结束语

在万州长江三桥南塔承台砼施工中，严格按照大体积砼的温控措施和施工质量控制，在保证质量的同时，我们圆满地完成了南塔承台 11617.6m3混凝土的浇筑任务并达到预期的质量控制。因此在未来的施工中我们还须不断总结经验，这就要求在整个施工过程中必须注意各种条件、因素、材料引起的变化,并且要根据这些变化随时调整配合比和各种工艺参数，使大体积混凝土温控施工走上更经济的道路。