【大体积混凝土】工程应用实例(雅西+嘉绍+大榭)

工程应用实例

1 四川雅泸高速公路黑石沟桥承台大体积混凝土

1.1 工程背景

雅泸高速公路黑石沟大桥2号、10号、11号钢管混凝土组合高墩承台尺寸为：20.5m×24m×5m，属于大体积混凝土结构。混凝土的强度等级为C30，混凝土方量大，需要采取专门措施防止因为混凝土水化热温升而出现温度裂缝，以满足桥梁耐久性设计要求。一般的方法就是采用通冷却水管的方法进行降温，然而这种方法由于存在如下的弊病不能解决根本问题：（1）在大体积混凝土中埋入冷却水管，会存在压浆不实的问题，在水分和空气容易渗入进去，导致产生钢冷却水管及钢筋锈蚀，影响桥梁的承载能力；（2）该桥隶属山区，水资源相对比较缺乏，采用冷却水管的方案需要大量的水分供应，会给工程带来不必要的麻烦，而且水量供应不足就丧失了该方案的作用，还会导致大体积混凝土因为温升过高而产生裂缝；（3）采用冷却水管通水降温的措施，需要电力带动水泵，然而该桥电线的架设比较困难，而且电源难以保证，中断通水会造成混凝土内外温差变大，温度应力增大，从而产生裂缝；（4）冷却水管用量较大，不仅增大了工程成本，还造成了资源的浪费；（5）布置冷却水管，不仅需要耗费大量的人力，且影响工期。

武汉理工大学、中国路港集团和四川省交通规划设计院通过实地考察，针对雅西高速公路黑石沟大桥的工程实际，提出了取消冷却水管并能够避免大体积混

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凝土出现温度和收缩裂缝的技术方案：一方面，通过密实骨架堆积法对混凝土的配合比进行优化设计，采用粉煤灰取代部分水泥，减少了水泥的用量，大大的降低了水泥水化产生的温升，且混凝土经密实堆积设计后，密实度大幅度提高，混凝土的抗渗性能、抗冻性能等也相应的得到加强；同时，通过采用高效聚羧酸系缓凝保塑减水剂，延长了大体积混凝土的初凝时间，致使混凝土的水化放热得以分散，起到了良好的降低水化温升的作用。另一方面，通过采用自主开发的有限元程序《大体积混凝土施工期温度场及温度应力场计算程序包》对大体积混凝土进行了内部仿真温度场和应力值的计算，通过温度场和应力场分析，并采用WTST-150约束可调式单轴温度－应力开裂试验机进行承台大体积混凝土抗裂性能评价，确定了大体积混凝土的配合比和保温养护措施，保证了工程质量，加快了施工进度。

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1.2 承台大体积混凝土配合比设计

（1）原材料选择

①水泥：金顶集团峨嵋水泥厂生产的PO42.5水泥；

②粉煤灰：成都博磊Ⅱ级粉煤灰，需水量比102%；

③砂：中砂，细度模数2.6~2.8；

④石：5-25mm连续级配碎石，针片状含量6%，压碎值6%；

⑤减水剂：马贝聚羧酸系高效减水剂，减水率30%；

⑥矿粉：武钢S95级矿粉。

（2）采用密实骨架堆积法进行混凝土配合比设计

C30承台大体积混凝土的配合比及性能见1-1和表1-2。

表1-1 承台大体积混凝土配合比（kg/m3）

编号水水泥矿粉粉煤灰砂石减水剂

1 150 230 / 160 796 1099 3.5

2 155 300 / 100 796 1099 3.6

3 160 370 / / 807 1113 3.4

4 160 120 150 150 766 1104 3.7

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