跨疏港铁路特大桥连续梁主墩承台施工关键技术

1 工程概况

疏港铁路特大桥左幅桩号范围为 K25+187～K26+445，右幅为 K25+186.5～K26+445，全桥单幅皆为 12 联，主桥为 56+100+56m=212m预应力混凝土变截面连续箱梁，主桥主墩及过渡墩均采用双柱式矩形墩，承台均为矩形承台。主墩承台尺寸为 13.2m×8.2m×4m（长×宽×高）。

本项目位于湖北省中部，江汉平原腹地，属中纬度地带亚热带季风气候，年平均气温 16.2°C，极端最高气温38.4°C，极端最低气温-14.3°C，年平均无霜期255 天，年平均降水量1228mm，年平均风速2.5m/s，主导风向为偏北风。境内四季分明，雨量充沛，光热充足，年平均日照时数1910.7h，严寒酷暑时间短，春、秋、初夏气候温和时间长，有利于农作物发育生长，但初夏梅雨期暴雨频繁易洪涝，盛夏高温蒸发量大，常有伏旱，所以洪涝和干旱成为主要的气象自然灾害。

施工现场进行严格分区，划分为机械设备停放区、钢筋临时存放区、安全文明施工设施区等。

2 施工工艺及方法

2.1 主墩承台主要施工工艺流程

2.2 冷却水管布设控制

主墩承台一次浇筑成型，纵横交错布设4 层冷却水管，水管水平管间距为120cm，竖向管间距为90cm。

为了保证在冷却水管完成其使命后，不会形成锈蚀通道，承台内部冷却水管的进水口、出水口接头均伸出承台顶部 100cm，伸出外部的冷却管方便与外部循环初期水泵、中后期水箱连接；冷却水管出水口使用橡胶水管接至钢护筒蓄水箱内，进水管用高压离心泵从钢护筒蓄水箱内压入承台内部预埋冷却水管。

冷却水采用白色蓄水箱水桶储存水、混凝土升温初期采用外循环，即冷却管出水口直排，并不间断泵送补充淡水以最大程度给大体积混凝土降温，防止混凝土浇筑初期温度过高发生水化热现象造成结构质量问题。

采用综合场站拌和站集中拌制混凝土，1 条生产线生产，1 条生产线应急备用，以确保混凝土的供应及时，8 辆混凝土罐车将混凝土不间断运输到现场，承台采用溜槽浇注，应急备用7 台混凝土罐车。

承台混凝土浇筑前，根据天气预报和气象站发布的温度信息，选择在当天温度最低的时候实施浇筑作业，混凝土入模温度应不低于 5℃，不得高于 35℃。从拌合站第一盘出料开始由工地试验室检测混凝土塌落度、扩展度、和易性、出料温度等关键参数，第一盘混凝土参数符合要求后，开始按照混凝土浇筑计划大批量供应施工现场。第一车混凝土罐车运输至施工桥位，再次现场实测混凝土各项指标，尤其是混凝土温度，需要现场使用混凝土测温计实测混凝土温度≤28℃，满足要求后，经现场监理工程师现场见证复核同意后，开始按方案实施承台混凝土浇筑。

2.3 混凝土浇筑

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凝土。浇筑顺序由一端往另一端进行，混凝土应连续浇筑。

本大体积承台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，分层间隔浇筑时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间（初凝时间8h），以防出现施工冷缝。分层浇筑单层32.8m³，预计用时30min，满足分层浇筑初凝时间要求。

混凝土密实度采用φ50mm 插入式振捣器控制，在下层混凝土初凝前，振捣棒插入下层混凝土5cm，确保分层结合处形成有效的整体，防止漏振形成施工缝，造成结构病害。

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。

大坍落度的自卸混凝土振捣时间适当减少，为10～20s，以表面翻浆不再沉落为度，振动棒移动间距可适当加大，但不宜超过振捣棒作用半径的 2 倍。振捣工具和人员在施工过程中根据来料量适当调整，保证不漏振。振动器插入点要排列均匀，采用“行列式”，按顺序移动，不应混用，以免造成混乱而发生漏振。每次移动位置的距离不大于振动器作用半径的1.5 倍，振动棒作用半径（通常为振动棒半径的8～10 倍一般为300～400mm，振动棒插入点布置见图4。

自高处向模板内倾卸混凝土时，应防 用混凝 其自由倾落高度宜不超过2m；承台现场布料点施工前红漆喷点做记号，承台钢筋网 布袋，通过卸料布袋控制浇筑落差。同时，通过三级安全技术交 ，防止卸料速度过快发生溜槽外溢，布料点浇筑不均匀现象。布料点由横桥向 ，重新移动卸料斗和布料袋，依次分层浇筑，利用浇筑间歇时间使大体积混凝土结构外 生水化热过度现象，影响结构质量安全。混凝土坍落度应控制在200，方便现场卸料滑动，布料后单个布料点混凝土自由扩展1m 以上

2.4 混凝土养护

混凝土带膜养护，在承台混凝土顶面采用先覆盖塑料薄膜后覆盖土工布保温材料覆盖，洒水保湿养护，确保内降外保。承台浇筑完成混凝土强度达到2.5MPa 后承台顶部设置围水埂，围水埂宽度40cm，高度20 公分，围水埂上铺设塑料薄膜防止围水养护水份流失。在混凝土达到设计强度后，压浆料水灰比1：0.6 注入承台冷却水管内，与承台混凝土同等强度C30 的环氧树脂砂浆封闭冷却水管。

3 温控技术

（1）控制混凝土施工过程温度；

（2）控制大体积混凝土水化热温升时间，滞后高温峰值出现时间；

（3）通过内降外保措施，控制高温峰值过后的混凝土降温速率；

（4）降低混凝土中心和表面之间、新浇与先浇混凝土之间的温差以及控制混凝土表面和环境气温之间的差值。

温度控制的方法和制度根据气温、混凝土配合比、结构尺寸、约束情况等具体条件确定。根据有限元仿真计算结果，根据现行规范、规程的相关要求，并结合本工程的实际情况，对大体积承台混凝土施工制定的温控标准见表1 和表2。

4.1 基于不同有限元软件的温控模拟计算

基于MIDAS 和ANSYSR19.2 的温度有限元分析软件计算过程云图以及结果。

基于MIDAS 和ANSYSR19.2 的应力有限元分析软件计算。

通过Midas 计算可知，承台混凝土最大拉应力为1.63MPa≤外约束拉应力1.75MPa。通过ANSYS 通用有限元分析软件计算可知，承台混凝土最大拉应力为1.52MPa≤外约束拉应力2.47MPa，故承台混凝土温度应力满足抗裂要求。

4.2 温控监测仪器设备选择

温控测点根据桥梁大体积混凝土的特点和专项方案设计预埋测点位置，由专业的技术人员埋设。为保护导线和测点不受混凝土振捣的影响，采用等边角钢30mm×3mm 进行保护。

4.4 现场监测

温度监测主要内容包括：①混凝土温度场测量；②环境体系温度测量

混凝土的温度场是指在现场各种环境因素的影响下，已浇筑各部位混凝土的实际温度及温度分布。环境体系温度测量即气温监测。在检测混凝土温度变化的同时，还应监测气温、混凝土浇筑温度、冷却管出入口温度等。

5 结语

根据大体积混凝土温度和应力有限元软 。结合施工现场环境选择了合适的浇筑工艺，提升了施工功效同时，也为大体积混凝土水 通过事前控制混凝土原材料设计配合比和温控指标措施，从源头控制了大体积混凝土水化热的温度热源 面围水养护，内体外冷却水流动散热监测的方法，使得混凝土温度峰值在浇筑后26 小时内达到有限元模拟计算顶点，实际温度控制和应力控制满足有限元模拟计算和规范要求。

此外，采取溜槽法浇筑工艺，体外围水体内冷却管循环水降温，对于类似的工程项目有一定的参考意义。

参考文献（References）：

[1]高杰（导师：张雪松；肖文福）.福州琅岐闽江大桥承台大体积混凝土水化热分析与温控研究.《重庆交通大学硕士论文》，2015-04-15.

[2]张志艮.江顺大桥大体积承台施工温度控制与监测.《山东工业技术》，2013-11-15.

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