浙江特大型跨海桥北锚碇大体积混凝土温度控制施工方案

西堠门大桥北锚锚碇大体积积混凝土温温度控制施施工四川公路桥梁建建建设集团团有限限公司浙浙江省省舟山大大陆连连岛工程程西堠堠门大桥桥北锚锚碇大体体积混混凝土温温度控控制施工QC小组工程概况浙江舟山西堠门门门大桥为为主跨跨16500m的大跨径径悬悬索桥。其其北北锚碇为为重力力式扩大大基础础锚，尺尺寸为为60m××881.77m××50..8mm。北锚碇碇分分别由锚锚块、散散索鞍支支墩及及基础、连连接接部、前前锚室室、后浇浇段等等部分组组成。锚块沿桥桥中中轴线被被分为为对称两两块，中中间设2m后浇段，锚锚锚块混凝凝土与与基础及及连接接部混凝凝土间间设2m后浇段。锚碇混凝土总浇浇浇筑方量量约7942266m3，单次最最大大浇筑方方量约约20000mm3左右，其其大大体积混混凝土土施工温温控防防裂难度度大。首首先通过过大量量试验取取得锚锚碇大体体积混混凝土物物理、热热学性能能参数数，并根根据北北锚碇的的结构构特点进进行大大体积混混凝土土分层、分分块块及冷却却水管管设计，在在此此基础上上，对对北锚碇碇各部部位大体体积混混凝土进进行温温度场及及仿真真应力场场计算算，根据据计算算结果制制定处处不出现现有害害温度裂裂缝的的温控标标准和和相应的的温控控措施。仿真计算仿真计算温控措施实时监控数据处理最终成果信息反馈图1温控实实实施流程图图小组概况四川公路桥梁建建建设集团团有限限公司浙浙江省省舟山大大陆连连岛工程程西堠堠门大桥桥北锚锚碇大体体积混混凝土温温度控控制施工QC小组成立立于2005年3月1日。小组组成成员12人，主要要由由施工现现场管管理人员员和工工人组成成。小小组基本本情况况见表一一。表一QC小小组组概况小组名称西堠门大桥北锚锚锚碇大体体积混混凝土温温度控控制施工QC小组成立时间2005年3月月月1日课题名称西堠门大桥北锚锚锚碇大体体积混混凝土温温度控控制施工工小组类型现场型小组登记号活动日期2005.3...1～20066..2.11小组成员12人QC教育时间平均教育时间22200小时活动频率1次/周，出勤勤率1100％。循环次数28次小组成员简介序号姓名性别年龄文化程度职务组内职务TQC教育时间间间TQC考试成绩绩绩1杨如刚男39大学项目经理组长206优良2龙勇男38大学项目副经理副组长205优良3卢伟男36博士总工程师技术主管205优良4徐国挺男32大学副总工程师施工管理194优良5肖定波男50高中工班长施工管理190优良6刘勇男33大学质检负责人质量管理205优良7陈云兴男36中专质检员质量监督205优良8钱建南男30大学测量负责人测量控制195优良9肖安兵男25大学技术员现场技术205优良10陈佳利男28大学机械负责人机械工程师201优良11杜勇男44高中工长工长197优良12赵宇男33高中班长班长195优良选题理由浙江舟山西堠门门门大桥为为主跨跨16500m的大跨径径悬悬索桥，其其北北锚碇为为重力力式扩大大基础础锚，尺尺寸为为60m××881.77m××50..8mm，混凝土土总总浇筑方方量约约7942266m3，单次最最大大浇筑方方量约约20000mm3左右。锚锚碇碇施工分分层、分分块多，混混凝凝土结构构复杂杂，混凝凝土施施工过程程经历历一年中中的高高温度季季节和和低温度度季节节，混凝凝土温温控防裂裂难度度大，必必须采采取合理理的施施工工艺艺和可可靠的温温控方方案来有有效地地防止锚锚碇混混凝土有有害裂裂缝的产产生。4、活动目标及及及可行性分分析析4.1活动目标标标：通过分分析析和研究究，确确定要实实现目目标如下下：4.1.1砼浇浇浇筑温度度：锚碇混凝土浇筑筑筑温度最最低不不小于10℃，最高不不大大于28℃。4.1.2混凝凝凝土最高高温升升：锚体C30混凝凝凝土≤27℃，散索鞍鞍支支墩C400混凝土≤38℃。4.1.3最大大大内表温温差及及相邻块块温差差：C30锚体混凝凝凝土≤20℃。4.1.4混凝凝凝土养护护水温温：冬季混凝土表面面面温度与与气温温之差≥20℃时，混凝凝土土表面养养护水水温度与与混凝凝土表面面温度度之差≤15℃。4.1.5混凝凝凝土降温温速率率：混凝土最大降温温温速率≤2.0℃／d。4.2可行性分分分析：小组组成成员经过过讨论论，认为为实现现目标有有以下下几个有有利条条件：4.2.1北锚锚锚碇大体体积混混凝土温温度控控制施工QC小组内部部成成员均有有多年年桥梁施施工经经验，技技术全全面，并并有多多次QC活动的实实践践经验。4.2.2将锚锚锚碇大体体积混混凝土温温控防防裂施工工列为为质量管管理体体系特殊殊施工工过程，并并全全面贯彻彻实施施。4.2.3项目目目部对锚锚碇大大体积混混凝土土施工温温度控控制高度度重视视，加大大了施施工投入入，加加强了技技术保保障，项项目各各部门及及全体体员工能能给予予很好的的配合合。抑制制锚碇碇大体积积混凝凝土有害害温度度裂缝的的出现现，是全全项目目部共同同关注注的事情情。4.2.4项目目目部全体体职工工积极参参与活活动，有有强烈烈的竞争争意识识，能够够认识识到只有有出优优质工程程，企企业才能能发展展壮大。5、现状调查浙江舟山西堠门门门大桥为为主跨跨16500m的大跨径径悬悬索桥，其其北北锚碇为为重力力式扩大大基础础锚，尺尺寸为为60m××881.77m××50..8mm，混凝土土总总浇筑方方量约约7942266m3，具有混混凝凝土强度度等级级高、结结构复复杂、浇浇注方方量大等等特点点。根据据以往往悬索桥桥锚碇碇及其他他大体体积混凝凝土施施工经验验，锚锚碇混凝凝土不不可避免免的会会出现一一些温温度裂缝缝。如如何有效效地防防止锚碇碇混凝凝土有害害裂缝缝的产生生，必必须对锚锚碇大大体积砼砼特性性进行充充分研研究，并并通过过大量试试验取取得其物物理、热热学性能能参数数，在此此基础础上进行行北锚锚碇大体体积砼砼温度场场及仿仿真应力力场计计算，制制定合合理的温温控标标准和采采取可可靠的施施工工工艺来指指导北北锚碇大大体积积砼施工工。6、活动情况6.1因果分析析析：引起大大体体积混凝凝土裂裂缝出现现的原原因主要要有温温度变化化和混混凝土收收缩。6.1.1温度度度变化引引起的的裂缝：混凝土具有热胀胀胀冷缩性性质，当当外部环环境或或结构内内部温温度发生生变化化，混凝凝土将将发生变变形，若若变形遭遭到约约束，则则在结结构内将将产生生拉应力力，当当应力超超过混混凝土抗抗拉强强度时即即产生生温度裂裂缝。引引起温度度变化化主要因因素有有：A、日照：：锚锚块侧面面受太太阳曝晒晒后，温温度明显显高于于其它部部位，温温度梯度度呈非非线形分分布。由由于受到到自身身约束作作用，导导致局部部拉应应力较大大，出出现裂缝缝。B、骤然降温：：：突降大雨雨、冷冷空气侵侵袭、日日落等可可导致致锚碇外外表面面温度突突然下下降，但但因内内部温度度变化化相对较较慢而而产生温温度梯梯度，出出现裂裂缝。C、水化热：施施施工过程中中，大大体积混混凝土土浇筑之之后由由于水泥泥水化化放热，致致使使内部温温度很很高，内内外温温差太大大，致致使表面面出现现裂缝。D、养护或冬季季季施工时施施工工措施不不当，混混凝土骤骤冷骤骤热，内内外温温度不均均，易易出现裂裂缝。6.1.2收缩缩缩引起的的裂缝缝：A、塑性收缩：：：混凝土浇浇筑筑后4～5小时左右右，此此时水泥泥水化化反应激激烈，分分子链逐逐渐形形成，出出现泌泌水和水水分急急剧蒸发发，混混凝土失失水收收缩，同同时骨骨料因自自重下下沉，因因此时时混凝土土尚未未硬化，称称为为塑性收收缩。塑塑性收缩缩所产产生量级级很大大，可达1%左右。在在骨骨料下沉沉过程程中若受受到钢钢筋阻挡挡，便便形成沿沿钢筋筋方向的的裂缝缝。B、缩水收缩（干干干缩）：：混凝凝土结硬硬以后后，随着着表层层水分逐逐步蒸蒸发，湿湿度逐逐步降低低，混混凝土体体积减减小，称称为缩缩水收缩缩（干干缩）。因因混混凝土表表层水水分损失失快，内内部损失失慢，因因此产生生表面面收缩大大、内内部收缩缩小的的不均匀匀收缩缩，表面面收缩缩变形受受到内内部混凝凝土的的约束，致致使使表面混混凝土土承受拉拉力，当当表面混混凝土土承受拉拉力超超过其抗抗拉强强度时，便便产产生收缩缩裂缝缝。6.2要因确认认认大体积混凝土因因因水化热热作用用早期温温度上上升，后后期温温度下降降，混混凝土的的体积积亦随之之伸缩缩，如果果其伸伸缩受到到约束束，就会会产生生温度应应力。在在浇筑混混凝土土早期阶阶段，混混凝土弹弹性模模量较小小，体体积膨胀胀在结结构表面面所产产生的应应力较较小；而而到了了后期阶阶段，表表面混凝凝土随随外部环环境温温度产生生收缩缩，此时时弹性性模量已已经逐逐渐增大大，受受内部混混凝土土的约束束产生生较大的的拉应应力，当当拉应应力超过过混凝凝土极限限抗拉拉强度时时，便便产生裂裂缝。6.3制定对策策策：针对以以上上导致有有害裂裂缝产生生的原原因，我我们制制定了相相应的的温控措措施。6.3.1尽量量量降低混混凝土土的温升升、延延缓最高高温度度出现时时间；；6.3.2降低低低混凝土土降温温速率；；6.3.3降低低低混凝土土中心心和表面面之间间、新老老混凝凝土之间间的温温差以及及控制制混凝土土表面面和气温温之间间的差值值；6.3.4加强强强混凝土土早期期养护。6.3.5实行行行温度监监测，在在混凝土土中埋埋入一定定数量量的温度度传感感器，测测量混混凝土不不同部部位温度度变化化过程。当当温温控措施施效果果不佳，达达不不到温控控标准准时，可可及时时采取补补救措措施；当当混凝凝土温度度远低低于温控控标准准时，则则可减减少温控控措施施，避免免浪费费。6.3.6实行行行应力监监测，即即在混凝凝土内内埋入应应变计计和无应应力计计，测量量混凝凝土的应应变，通通过混凝凝土的的应变测测值可可进一步步计算算温度应应力，从从而判断断混凝凝土的应应力状状态和抗抗裂能能力，预预测产产生裂缝缝的可可能性，以以便便及时采采取防防护措施施。6.4对策实施施施6.4.1优化化化混凝土土配合合比设计计，注注意混凝凝土原原材料选选择。A、原材料选择择择(1)水泥：锚锚锚碇C30砼及C40砼分别采采用用华新金金猫32.5及42.5矿渣硅酸酸盐盐水泥。该该类类型水泥泥具有有水化热热低、后后期强度度增长长高的特特点，有有利于大大体积积混凝土土温度度控制。(2)粉煤灰：：：谏壁电电厂Ⅰ级粉煤灰灰。与与二级粉粉煤灰灰相比，混混凝凝土单位位用水水量要少10kg//mm3左右，可可大大节节约胶胶凝材料料用量量，降低低混凝凝土水泥泥水化化热。(3)黄砂：福福福建闽江江砂，细细度模量量2..6左右。(4)碎石：沈沈沈家门大大东方方建材公公司碎碎石，粒粒径55-311.55mm。该该碎碎石坚固固耐久久、级配配合格格、粒形形良好好。(5)外加剂：：：南京建建科院院JM-22缓凝凝高效减减水剂剂。该减减水剂剂减水率率高，约约为20％左右，能能能有效降降低每每方混凝凝土水水泥用量量，从从而降低低混凝凝土的水水化热热温升；；缓凝凝剂能延延缓水水泥水化化热温温峰出现现的时时间，对对控制制混凝土土早期期裂缝有有重要要意义。B、混凝土配合合合比(见表二)表二北锚碇混混凝土土施工配配合比部位配合比每方砼用材料量量量（kg//mm3）水泥粉煤灰砂石水外加剂C30抗渗1:1.99:::2.992::0.443259111736.31080.4159.12.59C30锚块砼1:2.03::22.91:::0.441259111751.11076.7151.72.22C40支墩砼1:1.68:::2.668::0.338307.5102.5688.81098.8155.82.87注：CCC30抗滲锚块块砼砼配合比比在C30锚块砼的的基基础上外外掺1.5％的亚钙钙。6.4.2进行行行分层、分分块块施工（北北锚锚碇混凝凝土分分层示意意图见见图2）图2北锚碇混凝凝土土分层示意意意图6.4.3在混混混凝土浇浇注前前埋置冷冷却水水管，利利用通通入的冷冷水带带走混凝凝土内内部的部部分热热量，从从而降降低混凝凝土内内部的最最高温温度。（锚锚碇碇冷却水水管布布置见图3）图3锚碇冷却水水管管布置图6.4.4夏季季季当浇筑筑温度度超过30℃，采用拌拌和和水加冰冰、骨骨料洒水水降温温等措施施，冬冬季当日日均气气温低于5℃时，采取取拌拌和水加加热、运运输过程程保温温等措施施，严严格控制制混凝凝土的入入仓温温度。6.4.5加强强强混凝土土养护护。夏季季或气气温较高高时，混混凝土表表面采采用蓄水水养护护；当气气温急急剧下降降或冬冬季气温温低于于5℃时，采用用塑塑料薄膜膜外覆覆盖麻袋袋养护护。6.4.6加强强强混凝土土内表表温差控控制。锚锚碇混凝凝土拆拆模后，在在混混凝土侧侧面采采用一层层聚乙乙烯卷材材外包包一层彩彩条布布保温，混混凝凝土上表表面覆覆盖两层层麻袋袋进行保保温。6.4.7控制制制混凝土土浇筑筑间歇期期、分分层厚度度。各各层混凝凝土浇浇筑间歇歇期控控制在5－7天左右，最最最长不超超过10天，做到到薄薄层、短短间歇歇、连续续施工工。6.4.8温度度度传感器器在每每层混凝凝土接接近中心心线上上布置，该该区区域能够够代表表整个混混凝土土断面的的最高高温度分分布。平平面内表表面区区域温度度梯度度较大，测测点点布置较较密；；而中心心区域域混凝土土温度度梯度较较小，测测点布置置减少少。北锚锚碇共共布设256个温度测测点点。其中中散索索鞍支墩墩基础础和连接接部布布设5层测点，共共25个；锚块块混混凝土中中布设设26层测点，共共231个。（散散索索鞍支墩墩基础础及连接接部温温度测点点布置置示意图图见图图4，锚块温温度度测点布布置示示意图见见图5）图4散索鞍鞍鞍支墩基础础及及连接部部温度度测点布布置示示意图图5锚块温温温度测点布布置置示意图图6.4.9应变变变计和无无应力力计主要要布设设在可能能产生生最大拉拉应力力的部位位。在在锚体第第一层层布设5个应变计计和2个无应力力计计、第十十一层层布设5个应变计计和3个无应力力计计，北锚锚碇共共布设15个应力测测点点。应力力测点点沿水平平方向向布置，检检测测顺桥方方向和和横桥方方向的的应力分分量σX、σY。应力测测点点布设示示意图图见图6。图6锚块应应应力测点布布设设示意图图6.5效果检查查查：通过采取严格的的的温控措措施，混混凝土最最高温温度、内内表温温差以及及最大大温度应应力均均控制在在预控控范