桥梁工程大体积混凝土施工方案.doc

一、工程概况紫荆山南路规划为城市主干道，红线宽度50m，设计车速50km/h,双向八车道，横断面为四块板布置。跨渠桥梁采用三跨边高度连续梁桥，跨径布置为：50+86+50=186m。桥梁全宽50m，分两幅设计。桥梁按照道路桩号前进方向，分为左右两幅。单幅断面均采用直腹板单箱四室箱型断面，箱梁顶宽24.3m，底宽19.3m，悬臂长度2.5m。顶板厚度为0.25m，底板厚度为0.250.8m；腹板厚度为0.450.7m。中横梁宽2.5m，端横梁宽1.6m。本工程桥梁下部结构为桩基、承台、墩台、盖梁等形式，桥梁主墩采用花瓶型墙式墩身，墩底断面为矩形倒圆角，构造尺寸为下宽15.2m、上宽17.31m（横）3m（顺）5.474 m（高）。承台采用为20.6m（横）8.6m（顺）3.5m（厚）矩形承台。承台底标高117.5，顶部标高121.0；墩身底标高121.0，顶标高126.474。承台采用混凝土强度等级c30，p1、p2单幅承台620 .1 m，全桥合计3038.6 m；设计用钢筋为hrb335，钢筋总重206133 kg；桥墩墩身采用混凝土强度等级c40，p1、p2单幅墩身251.5m，全桥合计c40砼1006 m；设计用钢筋为hrb335，钢筋总重150429kg。承台和墩身混凝土结构物实体最小尺寸均不小于1m，为大体积混凝土，预计会因混凝土中胶凝材料水化引起温度变化和收缩而导致有害裂缝的产生，施工中应采取有效措施进行预防。本施工在夏季炎热季节施工，属热期施工，夜间温度在25c-29c，白天温度在3 4c -38c之间；宜采取措施降低混凝土的入模温度，并尽量采取在夜间温度较低时施工。二、编制依据1、紫荆山南路跨南水北调干渠桥梁工程设计图纸 2、紫荆山南路跨南水北调干渠桥梁工程施工组织设计 3、大体积混凝土施工规范 gb50496-20094、混凝土结构工程施工质量验收规范 gb50204-20025、混凝土质量控制标准 gb50164-20116、商品混凝土质量管理规程dbj01-6-907、混凝土泵送施工技术规程jgj/t10-20118、混凝土强度检验评定标准 gb/t107-20109、砼外加剂应用技术规范gb50119-2003三、施工方案1、施工组织大体积混凝土工程由桥梁工区负责施工，桥梁工区下设两个专业施工队。（1）桥梁工区一队：负责施工p1大体积混凝土工程施工。（2）桥梁工区二队：负责施工p2大体积混凝土工程施工。2、机械配备施工机具一览表序号名称规格单位数量备注1搅拌式混凝土运输车18t台122承台模板500竹胶模3墩身模板400钢模4钢管483.5mmt105插入式振捣器600套86插入式振捣器400套47高压水枪套48潜水泵台69塑料薄膜50010喷雾器个811汽车吊20t台212钢筋弯曲机wg40台413钢筋调直机gt6-10台414钢筋切割机fgq40b台415电焊机台1216木工电锯mj104台217汽车泵台23、劳动力计划（1）管理人员23名；（2）施工人员钢筋工30人，木工30人，砼工12人，电工2人，电焊工8人，机修工2人，普工30人，机械操作人员15人。4、材料供应储备（1）砼采用郑州经纬或郑州中浩搅拌站提供的商品砼。（2）钢筋采用业主指定的邯郸钢铁集团和安阳钢铁集团钢材，现已大量储存于材料堆放场并复试合格。（3）承台模板采用竹胶板，已备齐存放；墩身模板采用郑州市华通机械设备有限公司设计并制作的定型钢模板（面板厚6mm）。5、进度计划安排在项目部总体进度计划安排下，结合现场以及桩基施工情况，合理安排墩身施工工期。计划承台施工时间为2012年6月30日2012年7月5日；墩身施工时间为2012年7月5日2012年7月30日。目前p1、p2承台范围具备施工条件。四、施工准备工作大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。1、材料选择本工程采用商品混凝土浇筑。对主要材料要求如下：（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的旋窑硅酸盐水泥，标号为42.5，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。（4）粉煤灰：为了改善混凝土的和易性，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。（5）外加剂：ws-ii型高效减水剂。2、混凝土配合比（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行混凝土结构工程施工及验收规范、普通混凝土配合比设计规程及粉煤灰混凝土应用技术规范中的有关技术要求进行设计。（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。（4）承台混凝土强度等级c30，材料用量（/m）425水泥260：河砂799：5-25碎石1020：饮用水165：级粉煤灰70：s95矿粉70：高效减水剂：64，塌落度：200，水胶比：044，砂率：42%。3、现场准备工作（1）基础底板钢筋及预埋筋应施工完毕，并进行隐蔽工程验收。（2）检查基础底板四周模板加固情况。（3）将基础底板上表面标高抄测在墩、台钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。（4）浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、棉毡等应提前准备好。（5）负责机具、工具的领取，对重要的机具应做好维修及更换准备，夜间施工应备好足够照明。（6）管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。五、大体积混凝土施工1、工艺流程优化砼配合比施工准备清理钢筋网内垃圾（钢筋加工安装完毕）商品砼运输砼分层浇筑砼振捣砼养护、测温根据测温结果调整保温层。混凝土运输车运到现场，采用汽车泵浇注，混凝土沿长边方向由一端往另一端连续浇筑。单个承台混凝土浇筑量为620.1 m，全桥2480.2m；单个墩身混凝土浇筑量为 251.5 m全桥合计1006.0 m。3、混凝土浇筑（1）混凝土采用离工地较近的商品混凝土，以确保混凝土的供应及时。用混凝土运输车运到现场，采用汽车泵浇注。（2）本大体积混凝土浇筑时采用整体分层连续浇注施工，一次成型，分层厚度高度控制在30cm，分层间隔灌注时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间，以防出现施工冷缝。（如下图所示）：.层层层层层层层层层（3）混凝土浇筑顺序采取横桥方向按1：4的坡度顺桥向断面摊铺，待30cm厚的薄层混凝土全断面布料完毕，再重复顺沿横桥方向浇注混凝土。浇筑顺序由一端往另一端进行，砼应连续浇筑。（4）混凝土振捣采用50mm和30mm插入式振捣器，振捣深度对于大面积分层浇注混凝土，如果下层混凝土已进入初凝或即将初凝，则振捣棒振捣时不宜插入下层，以达下层表面为宜，如下层混凝土未达初凝可插入下层5cm，保证下层在初凝前再进行一次振捣，使混凝土具有良好的密实度，防止漏振，也不能过振，确保质量良好。（5）由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。（6）每次灌注必须按规范留足强度试件。现场按每浇筑200立方米或每一工作班应制取不少于2组试块。4、混凝土养护（1）应专人负责保温养护工作，并应按本规范的有关规定操作，同时应做好测试记录。（2）在混凝土浇筑初凝前，应立即进行喷雾初期养护工作，初期养护备齐喷雾器6个；初凝后覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一层薄膜，然后在上面用塑料薄膜、棉毡覆盖，浇水养护。（3）新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免棉毡因吸水受潮而降低保温性能。（4）墩柱钢筋预埋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大。（5）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20时，可全部拆除。大体积混凝土拆模后，地下结构应及时回填土；地上结构应尽早进行装饰，不宜长期暴露在自然环境中。（6）混凝土保湿养护的持续时间不少于14天，并应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。六、大体积混凝土的测温工作砼浇筑后，采用保温棉毡覆盖蓄热养护，在终凝前收平拉毛后2小时左右覆盖一层塑料薄膜，薄膜搭接15cm，上盖一层棉毡。在养护时，观察薄膜表面水珠，若水珠过少，或砼表面出现白板时，应浇热水进行补水养护，水温为60左右为宜。在大体积混凝土施工和养护过程中，由于混凝土体内外温差产生的拉压应力、温度应力会造成混凝土的表面裂缝和贯穿裂缝，形成隐患，所以在底板混凝土施工和浇筑完2周内必须对其进行养护和内外温差的监测；本工程施工正处于夏季炎热季节，如监测、养护不及时就会造成严重后果。本基础工程将在浇筑完成后一段时间内连续跟踪混凝土内部和表面及大气温度，全程掌握混凝土温度变化情况，及时采取必要的防护措施，严格控制裂缝的产生，确保底板砼的质量。1、 监测点位的布置测温方案根据温度场的变化原理、构造特点和混凝土的浇筑顺序等因素制定。每个承台拟设置9个测温点，每个测温点埋设的15薄皮钢管，具体长度如下图，一端用铁板密封焊牢，以防混凝土进入。 2、测温设备监测设备采用工业用温度计，温度计经厂家严格标定，量程为0200；3、 温度监测频率和报表为了全面反应砼在温度场的变化情况，应根据结构的具体情况埋设薄皮钢管。测温度的位置必须具有代表性，按浇筑高度断面，应包括底面、中心和表面三种情况，本工程承台厚度为3.5m，在砼顶面下1m、2m、3m处分别进行量测、记录。测温记录要求：设置专用测温记录本，由项目部2名质检员专门负责测温工作的记录及归档。采用水银温度计进行测量。第1 天第3 天 每2h 测温一次；第4天第7天 每4h 测温一次；第8 天第14天 每8h 测温一次。记录砼温度的同时记录好内外温度。大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试；砼表面与内部温度差不能超过25。混凝土控制降温速率不宜大于2/d。及时将测温结果反馈到工程部，实行信息化施工，以便调整砼养护时间及次数。对底板的温度场进行浇筑期和养护期的连续监测。工程部根据监测结果调整养护措施（加强保温）。要求每天提供大体积混凝土温控数据，显示过大时，采取紧急措施（增加覆盖保温层，例如棉毡、彩条防雨布等提高混凝土的表面温度）。监测报表每周交建设方、监理一份；如温度差超标，则及时将测温结果和应对预案补送一份给建设方和监理。七、控制大体积混凝土温度和温度应力的措施承台混凝土高度较厚属于大体积砼，在砼浇筑过程中水泥的水化热较大，砼内外散热不均匀，造成内外温差大，在砼内部产生较大的温度应力，很容易导致砼开裂，采取如下措施防止出现砼开裂。1、选用低水化热水泥，降低砼内部热量。2、掺加粉煤灰，降低水泥用量，减少水泥水化热。3、通过确定合理的混凝土配合比和添加剂，降低砼的入模温度，尽量采用夜间浇筑。4、改善砼的性能和施工工艺，提高砼的抗裂能力。5、采取分层连续浇筑较大体积混凝土的方法。全面分层的台阶法浇筑，台阶高度控制在30cm，分层浇筑到顶，通过竖向尺杆控制分层厚度，并保证上层混凝土覆盖已浇混凝土的时间步超过混凝土的初凝时间。6、加强保温措施：温度裂缝的产生关键在于混凝土中心温度和表面温度的差值不应过大。7、控制温差按照“内降外保”的原则，一方面要降低混凝土中心温度，另一方面则应对表面混凝土进行保温。8、温控及防裂措施混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点，通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，减小内表温差，控制混凝土内外温差小于25，通过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，以便及时调整冷却水的流量，控制温差。1）冷却水管埋设 冷却循环水管采用483.5mm钢管，上下进水管口和出水管口交错设在承台两端，形成对流。进、出水口均引出混凝土面以上。每层水管的垂直进、出水口互相错开，且出水口有调节流量的水阀和测流量设备。埋设位置见冷却水管布置示意图。2）冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。3）本混凝土施工属热期施工，夜间温度在25c-29c，白天温度在3 4c -38c之间；拟采取遮盖、洒水、拌冰屑等措施降低混凝土的入模温度。在混凝土内部通水降温时，进出口水的温差宜小于或等于10c，且水温与内部混凝土的温差宜不大于20c，降温速率不大于2c/d；利用冷水管中排出的养护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的差值应不大于15c。4）（一）、混凝土内部最高温升的理论计算龄期t的混凝土水化热绝热温升值计算 =(400332)/(0.962400)(1-e-0.37-1) = 2.418式中：t(t) 龄期t的混凝土水化热绝热温升值mc每立方米混凝土的胶凝材料用量（kg/m3），为400kg/m3q每千克水泥的水化热量，使用中低水化热的42.5普通硅酸盐水泥，其7天水化热为332kj/kg c混凝土的比热容，在0.841.05kj/kg之间，一般取0.96kj/kg；混凝土的质量密度，取2400 kg/m3；t混凝土的龄期（d）；m与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，一般取0.20.4，本例取0.3；混凝土收缩的相对变形值计算y(t)= 0y（1-e-0.01t）m1m2m3mn =410-4(1-e-0.017)1.01.351.211.451.091.11.00.760.891.02 =0.000052985式中：y(t)非标准状态下混凝土任意龄期(d)的收缩变形值；0y标准状态下的最终收缩值（即极限收缩值），取410-4；e常数，为2.718；t混凝土浇筑后至计算时的天数(d)；m1、m2、m3m10考虑各种非标准条件的修正系数混凝土收缩相对变形值的当量温度计算ty（t）=y（t）/ =0.00005298/1.010-5 =5.289混凝土的弹性模量计算=12=0.991251.0225=1.01355e(t)= ec(1-e-0.09t) =1.01355(3104)(1-e-0.097) = 14212.247emax(t)= ec(1-e-0.09t) =1.01355(3104)(1-e-0.093) = 7194.801混凝土浇筑的里表温差计算t1（t）=tm（t）-tb（t）=65c -40c=25c式中 t1（t）龄期为t时，混凝土浇筑块体的里表温差（c）； tm（t）龄期为t时，混凝土浇筑块体的最高温度，可通过温度场或实测求得（c），取65c； tb（t）龄期为t时，混凝土浇筑块体的表层温度，可通过温度场或实测求得（c），取40c。混凝土浇筑体的综合降温差计算t2（t）=1/64tm（t）tbm（t）tdm（t）ty（t）tw（t） =1/646545505.28935 =29.456自约束拉应力的计算z（t）=/2(i=1n)t1i(t)ei(t)hi(t, ) =(110-5)/229.45614212.2470.296 =0.61958外约束拉应力计算t2i(t)= t2(t-j)- t2 (t)= 35-29.456=5.544ri（t）=1-1/cosh(cx/he(t) l/2=1-1/cos3500(8010-2)/35467194.801 20600/2=4.158x（t）=/（1-）(i=1n)t2i(t)ei(t)hi(t, )ri（t） =(110-5)/（1-0.15）5.54414212.2470.2694.158 =1.0368龄期为7d时混凝土的抗拉强度计算ftk（t）=ftk（1-et） =2.01(1-e0.37) =1.764结论：ftk（t）/k=(1.071.764)/1.15=1.64zftk（t）/kxftk（t）/k按方案中所采取相应的温度和湿度控制措施，能够满足大体积混凝土的温度控制条件，混凝土不会出现裂缝。（二）、养护保温计算大体积混凝土的养护，其主要作用是为了保温和保湿，尽可能控制混凝土的内外温差，防止大体积混凝土出现贯穿性裂缝。为便于施工和提高养护效率，采用1层塑料薄膜加12层棉毡的复合养护方法。塑料薄膜的密封性能改变了草衫易于通风透气的问题。棉毡养护材料的厚度由下式计算可得：=0.5h(tn-th)k/1(tmax-tn)式中：为棉毡厚度；h为大体积混凝土厚度，本工程为1.53.5m，为棉毡的导热系数，0.04w/(m.k)；1为混凝土的导热系数，2.4w/(m.k)；tn为混凝土与养护材料接触面温度，当混凝土内外温差控制在25时，tn=tmax-25=46；tmax 取71，th施工时大气平均气温取35；k传热系数修正值，k=1.3。由此得=0.5h (tn-th)k/1(tmax-tn)=0.50.043.5(1.5)111.3/(2.425)0.017m0.007m=0.7cm1.7cm即通过理论计算采用1层棉毡进行大体积混凝土养护时，其内、外部温差可控制在25以内。但在施工时实际温度与理论计算时是不一致的，可重新计算予以调整，以满足规范规定的要求。9、进行温度监控八、质量控制措施1、拌制混凝土的原材料均需进行检