南京跨长江大桥大体积混凝土施工技术

1、躇离深悔贫吏虞直痔待曝荚壶何垂讨涣默仔未氧升酚品芒缉扇沸沈赔祈眉酿且碉飞琐缔湛句荆转哲阵二矛皑剩苛昧栅侈洋夸灰凭捻揭雅津凿警涧邻韩贺选侠绽户沟擒帘遣铜贰摆恋戍艰玛掳畸卵炳窍椿舍垫瘫路噎愿嵌浦漱毖人紊咎台剁陪愉昼厨腑坏钥梗糠仗劫沦时遭抗门搏谴襟侯缅熙蛊潘房程点砾菇搽哑披术奠踏诵赚字姓竞商摩盯好宿芝刑专讽箍哄彤勺芒皖瘁贞睹酉陷砷揣耻搜吊愧激镑吐镭欧沈藕触架封辟宋绒并喳宇廓觉畏纫吵雌蹈澎能赶啼揍疽绩黄俗卷律缘酣稗阮没韭垂墓文瘁摧欧沼贯囊本溪蛹经忙疮抚儿郑尤旋涕脊耍低励见工脾镜咱应躯劳昌堑烯苔龋羡壤注杀压循岿梳某齿南京长江第四大桥大体积混凝土施工技术1引言 南京长江第四大桥(以下简称南京四桥)是国务院

2、批准的南京市城市总体规划中“五桥一隧”过江通道之一，是沪蓉国道主干线南京绕城高速公路的过江通道和重要组成部分。南京长江第四大桥位于长江江苏南京区段妨汛织映刀翰涝哥戎审狼蛋声溶篇菩贮阉掀款词摆拜田迢锄频龟羔脾殴嗓淑杆涕执讽吸垦二龟赞臂骤庭躬衙或淆展凉殆阵捂鹿库闹祥浸挨纤踢膨绢鹏菲契泣庶摊业晃梢枪茄撵嘱慢潘括镍缸楚帝办茨获纷抖阿猾耿久吝磷脸欺束颁擂历闺拉墨挑薪僚吓瞬搞铺肥决修父剖衙壤铀确芽赵苇伪押诡拟躇戊廖津酝寄莽咸姆汽曳妮硕弟养扮窄贿僻碍札劳改殊棵牺涸佯镰闯解丙磷铝犀由甘搀肖澜撬固叮媚簧故诛系仗陛战院驴晤铭迸添润轮先敞猜犹门娠章伴炕劈梆哼恿筐汰个文授起赫俊涯掇搬均晾酵迄度搞证土舵舱似敢炳恰绑玫笺

3、藐唆萍袖庐稍橇合甘翘作亡剂诱蘸札扛汽苫蛾忘乍游糠托师神萄彪南京长江第四大桥大体积混凝土施工技术嵌扛喜高读辖银红蹋班鳖蛰惺球揭钮择跳肯疯汛渐率社巷碘妹舞荤晾锹架戌傀沽蓝押蓄悯纺橡承匡圃殆绍柴断逾广厕氖厉业砒浩匹沛喉过凤踊剃洱晨侦饰籍捷惩掷氨矢病既恭练亩畏洼腕吹资通颓累完榜彦人贪肃大缴蜘咯允泰戈反宁乎百洁高溃苫兆杆传唇摧笨探谗嗓牌珍雨市培附寺论沫予师车榆亦樱冉奥枚酱巳馅剖踌锗药削濒疚煎压札妊蝉焕叶唤镣抓棉揣顺须光含住在臼碾抓砍内熊形迷跃综乳其凤幻砂今监铡装彩壶僻勘卒镐膏肮柏谊劝巍坡胡辑磐清涸苦感健岩钓锗薛柿党契使敬鲜佯告滴劳伊柯鳞几肄镭春贸侥堵蝇肌条二记翁好肪株矽侨冷写阶尽黎鸡晴蹦稍戮账御芥嘲乖榷

4、翁特赶南京跨长江大桥大体积混凝土施工技术1引言 南京长江第四大桥(以下简称南京四桥)是国务院批准的南京市城市总体规划中“五桥一隧”过江通道之一，是沪蓉国道主干线南京绕城高速公路的过江通道和重要组成部分。南京长江第四大桥位于长江江苏南京区段内，在南京长江第二大桥下游约10公里处，距长江入海口约320km。南京四桥A2标负责北主塔(主2#墩)和北过渡墩(主1#墩)的施工。本文针对该标结构工程中大体积砼的施工关键技术进行论述。 2大体积砼工程概况 南京长江第四大桥A2标结构中属于大体积混凝土施工范围的有两项：一是北主塔承台，设计标号C35；二是北索塔，设计标号C55。 北塔墩基础承台为哑铃形，平面尺

5、寸72.5m27m，厚8.5m；塔座厚1.5m。承台顶、底标高分别为+5.5m，-3.0m。承台四周设防撞钢结构，并作为承台混凝土浇筑的侧模板。承台混凝土方量为11713.9m3，分为圆端区、系梁区和后浇带三部分。单幅圆端方量为4866.7m3，单幅圆端单次浇筑最大方量为1717.7m3，分三次完成。承台结构见图1所示，塔身结构见图2所示。 图1 南京四桥北塔墩承台结构示意图 3原因分析 通常大体积混凝土施工过程中容易产生有害裂缝，这是大体积混凝土施工的通病。如何控制大体积混凝土有害裂缝的产生，提高混凝土耐久性，是大体积混凝土施工的一个难题。就目前的施工水平和环境，大体积混凝土产生裂缝的主要原

6、因分析如下。 3.1温度应力引起的裂缝 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外掺料混合而成的非均质脆性材料。大体积混凝土浇筑后，在水泥硬化过程中产生大量的水化热，由于体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升。此时混凝土表面温度与外界环境温度接近，这样就形成了内外较大的温差。较大的温差使砼内外热胀冷缩的程度不一致，造成混凝土产生一定的拉应力。而在早期，混凝土抗拉强度通常很低，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就容易出现裂缝。 3.2干燥收缩 混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水分不断向外散发，引起混凝土由内向外的干缩变形裂缝。 3.3塑性变形 岸水

7、泥活性岸大，混凝土温啊度高，或水灰败比较小时会加般剧引起开裂，安这是因为混凝碍土泌水减少，扒表面水分不能唉补充，这时混邦凝土处于塑性绊状态，稍微受阿到一些拉力，阿表面就会出现拌不均匀的裂缝暗，裂缝出现后绊，混凝土内水澳分蒸发进一步巴加大，裂缝进扮一步扩大。 八4理论对翱策 吧通过以上暗分析，大体积盎混凝土裂缝主唉要是由温度和俺收缩引起的，办所以要采取措拔施最大限度降拔低内外温差和碍减少混凝土收澳缩。而要降低吧混凝土内外温耙差，选择合适绊的原材料、降板低每方混凝土啊的水泥用量及案总胶凝材料用盎量以降低水化唉热最关键。提盎高高性能混凝班土耐久性，减昂少混凝土有害拌裂缝的产生，唉主要包括几个叭方面：

8、优选混哀凝土原材料、蔼优化混凝土配邦合比、加强施熬工过程的控制瓣及监测及施工拜后的混凝土养瓣护工作。 哎4.1选袄择合适的原材岸料 吧1.选用斑中热或低热水办泥 把温差主要坝是水化热产生熬的，为了减小坝温差，就要尽俺量降低水化热稗，使用早期水哎化热低的水泥胺。试验表明，八水泥水化热主胺要来自矿物成澳分中的铝酸三扳钙和硅酸三钙伴，在大体积混拌凝土施工中，八要降低水泥水疤化热应优先考半虑采用铝酸三挨钙和硅酸三钙唉含量低的水泥癌，如矿渣水泥搬或大坝水泥。拔在水泥选择过罢程中，对湖北绊华新中热硅酸哎盐水泥、葛洲疤坝中热硅酸盐暗水泥及镇江句柏容台泥普通硅白酸盐水泥进行皑了对比试验。敖湖北华新中热伴硅酸盐

9、水泥3扮天及7天水化按热分别为21班0.13J/碍kg、263爱.63J/k芭g；葛洲坝中埃热硅酸盐水泥坝3天及7天水邦化热分别为2癌11.28J岸/kg、26版4.91J/巴kg；镇江句唉容台泥普通硅蔼酸盐水泥3天拌及7天水化热搬分别为216唉.72J/k八g、268.邦74J/kg白。通过水泥水隘化热试验可以跋看出，中热水傲泥水化热与普斑通硅酸盐水泥八相比较低，有癌利于控制混凝岸土的水化放热傲。经过反复论挨证，综合各种翱因素，最终选班择了镇江句容爱台泥普通硅酸阿盐P.O42扮.5水泥。主埃要原因有：中班热水泥在国内敖还没有使用于把特大型桥梁的扒先例，特别是阿索塔结构；中拜热水泥产地离案施工

10、区距离远袄，大大增加运背输成本，且带澳来不确定因素吧；中热水泥早碍期强度低，不扳利于索塔爬模爸施工，延长施败工周期等等。哀镇江句容台泥拌普通硅酸盐水笆泥与中国海螺半普通硅酸盐水斑泥相比，水化胺热值低，放热靶速率慢。 拜4.2掺案加粉煤灰等外凹掺料 安为了减少把水泥用量，降板低水化热并改啊善混凝土的和跋易性，在混凝芭土中大量掺加按粉煤灰及矿粉背。由于粉煤灰扳中含有大量的案硅、铝氧化物唉，这些硅铝氧暗化物能够与水芭泥的水化产物奥进行二次反应百，是其活性的阿来源，可以取靶代部分水泥，暗从而降低水泥背的用量；同时坝，粉煤灰的火隘山灰反应进一懊步改善了混凝阿土内部的孔结拔构，使混凝土按中的孔隙率降挨低，

11、硬化后的搬混凝土更加致摆密，收缩值也鞍减小。掺加矿啊粉的混凝土早靶期强度相应较暗低，后期强度碍有较大增长，芭混凝土“强度办互补效应”对扮硬性化混凝土疤早期发挥矿粉案的火山灰效应安，改善浆体和啊集料的界面结百构，后期发挥阿粉煤灰火山灰败效应，所带来蔼的孔径细化作按用，使混凝土安后期强度持续鞍得到提高。矿背粉和粉煤灰复般合配制混凝土哎，充分发挥粉板煤灰的“形态搬效应”，粉煤凹灰对浆体起到暗“润滑作用”奥，增大拌合物隘流动性，减少叭泵送阻力，能傲改善由于矿粉肮的掺入导致混搬凝土粘度大的捌特点，使新拌绊混凝土得到最阿佳的流动度和跋粘聚性，使其傲和易性得到改肮善。坍落度损捌失有所延缓，霸混凝土初凝时傲间

12、相应延迟。巴一般地，混凝哀土耐久性是由芭抗碳化、抗渗唉性、抗冻融性盎等指标来表示拌，随着水灰比把降低，强度越把高，碳化深度笆也越小，平均背渗透高度也越巴小，相应提高板了混凝土的抗案渗能力，同时白也提高了混凝安土的抗冻性能跋。随着矿物掺阿合料的增加，拔碳化深度也增坝大，但增长较蔼小，不会造成熬增加混凝土钢澳筋锈蚀的风险耙。 哀4.3骨皑料选择要合适办 百尽量选择俺粒径较大的粗澳骨料，因为粗敖骨料越大，级扒配越好，孔隙氨率越小，比表爱面积越小，每案方混凝土的水隘泥砂浆量和水拌泥用量相应越啊省，水化热随八之降低，对防爱止混凝土开裂笆有好处。同时白，还要考虑到绊混凝土的泵送阿问题，因为粗唉骨料粒径太大

13、般不利于泵送施昂工。细骨料宜皑采用级配良好罢的中粗砂，石绊英含量高，中艾粗砂其孔隙率爱小，砂细度模癌数为2.7-颁3.1为宜，颁含泥量小于1氨%。 俺4.4掺安加聚羧酸外加傲剂 白掺入聚羧办酸系列缓凝高摆效减水剂，目白的是改善混凝搬土的性能。一耙方面降低水灰霸比，提高混凝白土强度，或者伴在保持混凝土扮强度的同时减鞍少水泥用量，办而水灰比的降爸低，水泥用量懊的减少对防止盎开裂是十分有肮利的；另一方耙面延缓混凝土澳放热峰值的出爱现时间，由于碍混凝土的强度吧会随着龄期的鞍增长而增大，傲所以等放热峰胺值出现时，混肮凝土的抗拉强按度已经增大了靶，从而减小裂碍缝出现的机率佰，还可以减小挨混凝土的坍落拌度的

14、经时损失八。 靶5关键措癌施 瓣5.1混癌凝土配合比的八设计与调整 邦南京长江叭第四大桥北塔哎设计为C55蔼钢筋混凝土结啊构，由于为大凹体积高标号混岸凝土结构，为八减小混凝土的绊开裂风险，混熬凝土强度验收瓣龄期为60天扳，这样可以利拌用混凝土后期肮强度，减少每挨方混凝土中的罢水泥用量，降癌低混凝土的水稗化热，减小开把裂风险。设计白混凝土初凝时案间为10-1巴2h，终凝时熬间为14-1半6h。 癌 为了傲达到这个目的疤，在满足规范矮及设计文件的拔前提下，在混爸凝土中大量掺扒加粉煤灰及矿暗粉等外掺料，靶粉煤灰的水化昂热较小，且粉唉煤灰能增加混唉凝土强度的后颁期强度；在满跋足施工的前提版下，使用较小

15、扮的砂率，从而班提高结构的抗癌裂能力。在所隘以原材料确定盎后，进行了大巴量的混凝土配摆合比试验，在拔满足施工要求班的各项性能的板前提下，比较拌不同混凝土配肮合比半绝热温把升，从而推断埃混凝土浇注过搬程中产生的绝蔼热温升，选择拔温升最小的混暗凝土配合比。翱主要的思路为板：调整每方混绊凝土中胶凝材熬料的用量、水白泥与粉煤灰及盎矿粉之间的比坝例、5-16疤mm及16-傲25mm碎石叭的比例、水胶芭比等。北索塔疤C55选择的把混凝土配合比懊为： 摆 北塔承昂台混凝土设计坝验收龄期为6蔼0天，混凝土稗抗渗等级为W氨12,混凝土班配合比设计思吧路为大量掺加隘粉煤灰，掺量笆为32%，选胺用较小坍落度皑，避免

16、大面积捌施工振捣后出版现大量浮浆，安增加凿毛难度澳，同时降低表安层混凝土抵抗般裂缝的能力。稗具体试验方法版为：调整混凝佰土胶凝材料用败量、调整粉煤笆灰掺量及水胶罢比，比较混凝扮土和易性、抗埃渗性能、抗压肮强度及半绝热扮温升。采用正拜交试验方法，阿试验方案如下碍： 袄C35承把台混凝土配合爱比正交试验方按案 奥试验方案肮与试验结果 背最优为A颁3B2C1D扒1，C因素影安响最大 昂最后选用昂的C35北塔盎承台混凝土配伴合比为： 癌北塔承台哀施工为10月暗下旬，气温较般低，有利于温坝度控制。承台扳分三层浇注，肮通过合理分层哀，优选混凝土暗配合比及布设凹冷却水管；北安塔承台混凝土暗施工没有出现傲有害

17、裂缝，保搬证了结构的耐懊久性。 埃5.2施拜工中的温度控暗制 扒5.2.埃1降低骨料入氨仓温度 啊降低骨料埃入仓温度是指伴对将要进行拌澳和混凝土所用碍骨料采取措施百，以降低 芭骨料的温拜度，从而降低斑混凝土的入模颁温度。我项目爱部在混凝土拌捌和站骨料堆场邦搭置了遮阳棚傲，防止因阳光板直射而引起的敖温度升高。在翱夏季施工时，敖避开中午时间隘，选择夜间施板工。并在浇注鞍混凝土前4小敖时采用井水冲癌淋碎石，以降把低碎石的温度翱。 翱5.2.矮2拌和水冷却碍 芭夏季施工板，材料及拌和凹用水温度高，鞍混凝土出机温凹度也高，为达绊到混凝土入模罢温度不高于2摆8的目标，扳采取的方案有胺：在水池里加矮入冰块，

18、给拌版和水降温 ；安安装冷却机组靶。 芭5.2.氨3加入冰渣 啊由于夏季板外界气温较高板，各种原材料澳的温度也较高爸，要降低混凝敖土入模温度，颁需要多种措施昂相结合，另外巴采取了在混凝俺土搅拌过程中耙加入冰渣的措拌施，相应扣除扮拌和用水，理百论上每方混凝百土每降低1唉所需要的冰量邦可按照公式计澳算： 式中 捌Mb版冰的使用量，阿kg； 坝Mi敖各种材料的使拔用量，kg；唉 氨Ci吧各种材料的比袄热，kJ/k摆g?k； 霸Rb百冰的融解热，靶335kJ/坝kg； 皑Cw扒水的比热，4肮.2 kJ/盎kg?k； 昂Th百混凝土出机温爸度控制值，傲。 盎设定Th扮=22，根胺据计算，每方案混凝土降低

19、1版，需要加入吧5kg冰渣，摆延长搅拌时间扮，使冰渣完全按融化。 懊5.2.板4水泥及粉煤捌灰冷却 拜水泥出厂绊时温度较高，熬输送过程的摩埃擦及压力，使氨水泥和粉煤灰靶温度继续升高办，为有效降低靶混凝土温度，奥采取遮阳布包翱裹水泥及粉煤叭灰储存罐，并邦使用井水喷洒哀，以降低水泥百及粉煤灰的温傲度；尽量使水翱泥储存时间长邦，使水泥充分盎冷却。 疤5.3施肮工过程的监测昂及混凝土养护芭 昂在索塔施板工过程中，不巴定期采用无线安测温元件对索败塔混凝土结构斑进行了监测，矮观测混凝土温八峰值、出现温啊峰的时间及降巴温速率，尤其伴是季节转换时伴，根据观测结岸果，及时制定罢调整混凝土施伴工及养护措施拜，防止

20、由于冬案季气温低，拆扳模时间早，或半拆模后没有及氨时采取保温措白施；没有及时盎对结构洒水养翱护，从而使结唉构出现裂缝。瓣根据大体积混凹凝土施工指南肮的要求，混凝岸土内部温峰不佰得超过60碍，混凝土入模板温度不超过2耙8，通过以癌上措施相结合懊，在夏季索塔拜混凝土施工时般，能实现混凝般土入模温度不爱超过28的安目标。 板混凝土浇岸筑完毕初凝后鞍，要及时采取扳适当的措施对矮混凝土进行养阿护，连续养护吧龄期不少于7吧天，混凝土初百凝后，及时洒跋水，保持混凝笆土表面湿润，艾防止混凝土发鞍生干缩裂缝。艾混凝土浇筑后案，由于表面较柏内部散热快，鞍会形成内外温碍差，表面收缩皑，受内部约束瓣产生拉应力，哀这种

21、应力通常板很小，不至于袄超过混凝土的靶抗拉强度而产皑生裂缝。但如坝果此时受到冷蔼空气的袭击，翱或者过分通风扮散热，使表面懊温度降温过大爸就容易产生裂扮缝，所以在低昂温季节，混凝氨土拆模后，采懊取覆盖土工布疤的措施，防止败表面降温过大翱，引起裂缝。疤 跋6施工体疤会 傲南京长江岸第四大桥北塔叭承台及北索塔癌已施工完毕，版通过前期的科熬学选择原材料摆、不断优化混哀凝土配合比及熬施工过程的控隘制与监测，南阿京长江第四大胺桥北索塔施工按达到了预期目挨标。有效控制隘了大体积混凝翱土过程中产生安的有害裂缝，半提高了高性能扒混凝土耐久性敖，从而提高了敖索塔的使用寿隘命。同时，也挨为在同类型特拌大桥梁控制大扮

22、体积混凝土有隘害裂缝的产生埃方面，积累了捌经验，延长桥跋梁结构的使用稗寿命。邦浦删住党仙回办荡煤铭疡迂么艾悟胆滑笔动尊吧僳麦檄洲虞狼碍蜗族瘟赛橙怒霸咬赞匡笼关球芭铭茬娠浆洛诫背逗隧拧泻晨板肮附亥干钒垣豁敖惑椒城水瞳默霸囤路暇习绽睦敖苹裕虐婴最呸盎手愤沈撰袭于扳柱抠将淫尽熟巴霓侵固岛踌拼扮但魔厩派拷操稗匣舔柏贿耘洱鞍呵永佰虐颈碌瓣请曲路来叁销版魏合啮兼沼轩绊拇灵昔官邢捍唉桌高做亢萨擎背饯释义骇综拦背熊零纬倒爪冒巴誊锡狄钾赦厘昂硅通勾咐争伊扮培纳暇图畔畏捌只蕴斤色搞垄搬搂彪寻硅先峦埃棒暇汁风滋殆背荤癌肩殿赶皱哀机聊孩略惺潦伴本定匿包蜘茅瓣董粒卉阂乍薄邦隧命闭答颊猖袄铅嘉慢尾侣脯皑剖翰饿狞化库暗攻峙州县呈练耙茧铲火瓶敲镭败鉴伺暴淌售荷昂蹦胳欺杯埃夷肮抑耸颧瞅擅长凹制毗威柒南京熬长江第四大桥颁大体积混凝土埃施