桥梁大体积混凝土施工方案.docx
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桥梁大体积混凝土施工方案
中铁隧道集团有限公司
金温扩能改造工程JWSG-Ⅳ标
桥梁大体积混凝土专项
施工方案
中铁四局成贵铁路项目经理部三分部
2014年6月
桥梁大体积混凝土专项
施工方案
编制：
复核：
审批：
中铁四局成贵铁路项目经理部三分部
1、编制依据2
2、编制范围2
3、工程概况2
4、温度控制原因2
4.1温度控制标准3
5、温度计算3
6、工艺流程4
7、温度控制措施4
7.1总体方针5
7.2混凝土降温具体措施5
7.3监测信息反馈6
7.4通水冷却6
7.5施工机械、材料和人员应能保证连续浇筑砼6
7.6砼分层浇筑方法（斜面分层法）7
7.8混凝土震捣7
7.7混凝土的泌水处理7
7.8动态控制8
7.9混凝土面层搓平8
8、混凝土养护8
9、温控施工的监测9
桥梁大体积混凝土施工方案
一、编制依据
1、《成贵铁路工程桥梁施工设计图》；
2、《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）；
3、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）；
4、《施工现场临时用电规范》（JGJ46-2005）；
5、《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设〔2010〕241号；
6、《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》铁建设〔2010〕240号；
7、《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设〔2010〕241号；
8、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》铁建设〔2010〕240号；
9、工地现场调查、采集、咨询所获取的资料；
10、我公司现有的施工能力、机械设备、技术力量及类似工程的施工经验。
二、编制范围
本项目部所属大中桥所用大体积混凝土结构（承台、墩身、连续梁、现浇梁等）。
三、工程概况
3.1工程简介
中铁四局集团成贵铁路项目经理部三分部位于四川省乐山市五通桥区境内。
管段内大、中桥梁工程共有6座，全长4.129Km，其中特大桥4座（王湾乐宜高速公路特大桥、易家塘特大桥、棉花山特大桥、商窝林特大桥），大桥1座（老湾大桥），中桥1座（土地扁大桥）。
本工程基础为桩基承台基础和扩大基础，墩身主要为矩形墩，桥台采用双线矩形空心台。
连续梁共有1联，采用挂篮悬浇施工。
32m预应力混凝土简支箱梁1孔，采用支架现浇施工。
3.2工程地质与水文地质
地表水以沟塘为主，地下水以第四系松散砂卵砾石层为主，含水量丰富，大部分地表水对混凝土无侵蚀性，地下水一般具有侵蚀性。
对砼具弱～强硫酸型酸性侵蚀及弱～中等溶出性侵蚀，按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》，其侵蚀等级为H1～H3。
四、施工部署
4.1主要人员配备计划
管理人员配备计划
职务
人数
备注
队长
1
技术负责人
1
技术员
4
质检员
1
安全员
1
试验员
2
材料员
2
领工员
2
施工人员配备计划表
职务
人数
备注
钢筋工
30
包括班长
模板工
30
包括班长
混凝土工
30
包括班长
4.2主要机械设备安排
主要机械设备表
序号
机械名称
规格型号
单位
数量
备注
1
全站仪
NIKONDTM-352-C
台
1
2
水平仪
DINI
台
1
3
水泵
1.5KW
台
5
4
模板
厂制
套
12
5
电焊机
AXC-400-1
台
10
6
挖机
台
4
7
装载机
台
4
8
吊机
25t
台
4
9
砼罐车
8方
辆
8
4.3桥梁工期安排
桥梁施计划2014年1月1日开工，于2015年12月31日完成。
五、温度影响
5.1温度控制原因
混凝土是由多种材料组成的非均质材料，它具有较高的抗压强度，良好的耐久性及抗拉强度低，抗变形能力差，易开裂的特性。
大体积混凝土由于结构截面大，水泥用量大，水泥水化时释放的水化热会产生较大的温度变化，这种温度变化会使混凝土内部温度显着提高，而混凝土表面由于散热较快，温度较低，这样砼结构会形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。
同时，混凝土表面降温时，由于降温产生的温差，加上混凝土多余水分蒸发产生的干缩，受到地基和结构边界条件的约束时，会产生很大的收缩应力（拉应力），当该拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土整个截面会产生贯穿裂缝，带来很大危害。
5.2温度控制标准
5.2.1混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；
5.2.2混凝土浇筑体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃；
5.2.3混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.O℃/d；
5.2.4确保大体积混凝土内部最高温度不超过65℃，混凝土内部温度与表面温度温差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃，养护用水温度表面温度之差不得大于15℃，防止混凝土出现裂纹。
5.2.5承台混凝土不允许出现内部温度裂缝，表面最大裂缝宽度≤0.2㎜。
5.3温度计算
以最不利的条件进行计算，既不考虑混凝土的热传导，且以前七天的水化热全部不进行传导进行计算内部中心温度的最大值。
砼内部中心温度最大值：
T（t）=CQ/cρ（1—e-mt）（建筑施工计算手册第11章）
T（t）：
混凝土浇注完t时间，混凝土的绝热温升值（℃）
C：
每立方米混凝土水泥用量（公斤），C30的水泥取305公斤/每立方米
Q：
每公斤水泥水化热量，七天的取377千焦耳/每公斤
C：
混凝土的热比，为0.96
ρ：
混凝土的质量密度，取2400公斤/立方米
m：
为经验系数取0.4
t：
混凝土浇注后至计算时的天数，取7。
T（t）=CQ/cρ（1—e-mt）=305Χ377Χ（1—e-2.8）/（0.96Χ2400）=46.9℃
7天混凝土的弹性模量：
E（t）=E0（1—e-0.09t）（建筑施工计算手册第11章）
E（t）：
计算时混凝土的弹性模量
E0：
混凝土最终的弹性模量
E（t）=E0（1—e-0.09t）=3.0Χ10000Χ0.467=1.40Χ10000
混凝土的变形应力：
σ=E（t）αΔTS（t）R/（1-v）（建筑施工计算手册第11章）
σ：
混凝土的温度应力
α：
混凝土的线膨胀系数（混凝土结构设计规范第4.1.8条）取1Χ10-5
ΔT：
最大的综合温差ΔT=T（t）—Th（丽水四至六月最低气温，按14℃计算）ΔT=T（t）—Th=46.9-14=32.9℃
S（t）：
混凝土徐变影响系数，取0.4。
R：
混凝土的外约束系数，取0.4。
V：
混凝土的泊松比，取0.15。
σ=E（t）αΔTS（t）R/（1-v）=1.4×0.1×32.9×0.4×0.4/0.85=0.87〈1.43/1.15=1.24（牛顿/平方毫米，混凝土7天的抗拉强度）
达到允许拉力时的温度差:
1.24/（1.4×0.1×0.4×0.4/0.85）=47.1℃
经过以上验算，若不进行保温养护，理论计算温差为47.1℃时,将会产生裂缝。
控制温差在45℃以下时，可确保不产生温度裂缝。
六、工艺流程
施工工艺流程:
施工准备→承台开挖→破桩头→施工底模→模板制安→钢筋制安→冷却管及测温元件的安装→混凝土灌注→温度监控及通水冷却→混凝土养护。
七、温度控制措施
7.1总体方针
为了降低砼的温度应力，要求控制其温度的变化。
从防止出现温度变形裂缝的前提出发，温度控制的主要任务是：
①降低混凝土内部最高温升，减小总降温差；
②提高混凝土表面温度，降低混凝土内部温差，减小温度梯度；
③延缓混凝土的降温速率，充分发挥混凝土徐变特性。
7.2混凝土降温具体措施
①选用中低热矿渣水泥；
②通过优化砼级配，尽量减少大体积混凝土水泥用量，减少水化热的产生；
③掺加缓凝剂，延缓砼水化热的峰值出现时间；
混凝土采用蓄热保温，严格控制砼内外温差；
加强砼搅拌，确保拌和均匀，使筏板内部温度均匀；
砼振捣需在浇筑后初凝前作二次复振，排除砼因秘水形成的水分和空隙，提高握裹力，增强砼抗裂性；
加强砼的保温养护，达到砼表面保温保湿作用。
以蓄热法进行大体积混凝土的养护方法，用帆布搭设棚架包裹承台，内部加温养护，承台表面覆盖塑料薄膜与麻袋作为保温材料，其中塑料薄膜除了保温作用外，对砼还具有明显的保湿效果，只要覆盖时幅与幅间搭接严密，薄膜与砼表面可以长时间的保持湿润状态，这对砼的养护极为有利。
在整个底板砼保温养护期间，不用花费人工及自来水每天浇水。
而依靠砼的泌水足以保持砼表面处的湿润，既减少了砼表面干缩裂缝，又避免了因浇冷水而降低砼表面的温度，而使砼内外温差的增加。
为了防止混凝土开裂，提高混凝土本身的抗拉性能也是极其重要的一个方面。
提高混凝土抗裂性能应着重从提高混凝土抗拉强度入手，在优化配合比的情况下改善施工工艺提高施工质量、加强养护，为了制定合理的温度控制方案，对混凝土的温度变化进行科学预测必不可少；为了及时掌握混凝土温度变化的实际状况并随时加以必要的控制，同步进行混凝土温度监测是关键。
科学的预测与准确的监控相结合，使整个温度控制取得成功的切实保证。
7.3监测信息反馈
及时反馈监测信息，根据温度监测情况，及时根据多点监测结果对不同部位随时调整保温层厚度，使温差控制在规范规定的25℃之内。
7.4通水冷却
根据混凝土内部的温度分布规律，在承台高度方向1.2m/层设置冷却水管，冷却管采用直径40mm的HPB235钢管，水平间距为1.2m。
在通水前进行压水检查，通水流量达到25L/min，接头采用钢接头，拐角处采用钢接头，拐角处采用弯头。
先将钢管按冷却管安装图下料及车丝并运至现场，钢筋绑扎完毕后，按设计位置安装，接头处先涂上油漆再拧紧，可防止混凝土浇筑过程中漏浆堵管及通水过程中漏水。
安装完毕后，进行试通水，检查管咱通水正常方进行下一道工序。
混凝土浇筑至冷却管标高后开始通水，以降低混凝土的水化热；到混凝土的峰值后停水，减缓混凝土的降温速度。
在混凝土养生过程中，根据天气、水化热及进出水口的温差情况，及时进行水温和水压的调整工作，控制冷却水管进出水口的温度不超过15℃。
7.5保证连续浇筑砼
为保证砼能够连续浇筑，不出现施工缝或冷缝。
施工机械不仅要准备充分，而且要考虑发生故障时的修理时间，现场备用九台砼罐车和振动棒若干，此外还要备用一台发电机，其功率最小保证现场混凝土浇筑全过程和部分照明用电。
在浇筑砼两天前应把所需的材料、施工机械运到现场。
备好足够的水泥、砂、石、保证水电供应、机械配备，必须做到连续施工。
7.6砼分层浇筑方法（斜面分层法）
依据砼输送能力、大承台的面积、砼浇筑量，对大承台浇筑砼进行分层，使砼以同一坡度薄层浇筑，循序推进，一次到顶，每次分层厚度按300～500mm分层浇筑，并要保证砼覆盖已浇筑砼的时间不得超过砼初凝时间。
这样避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，提高了泵送效率，简化了混凝土的泌水处理，保证了上下混凝土不超过初凝时间。
对大承台进行分层后，砼浇筑时各层间应有适宜的间歇时间，使得在不产生冷缝的前提下，上层混凝土覆盖到下层的混凝土上时，下层混凝土水化热已进行了一段时间，热量已散发一部分，这样可以降低混凝土内部的一部分水化热。
7.7混凝土振捣
根据混凝土滑动时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前、中、后布置三道振捣棒,在下料完成后开始振捣。
第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的捣实，第二道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝土的密实，第三道在坡度的中部保证砼的坡度和密实性。
随着混凝土浇筑工作的向前推进，振捣棒也相应跟上，以确保整个高度混凝土的质量。
斜面长度增加后,振动棒也要相应增加个数。
施工管理人员在现场监督工人认真捣实混凝土，提高混凝土的密实度，减少砼骨料之间的空隙。
7.8混凝土的泌水处理
大流动性混凝土在浇筑、震捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底。
泌水会因振捣而改变混凝土中水的含量及冲洗掉混凝土面的水泥浆，对混凝土具有较大的危害因此施工中应及时处理泌水问题。
混凝土浇筑时使大部分泌水随着混凝土浇筑向前推进被赶至下坡段，并由人工将泌水清除出承台。
当混凝土大坡面的坡脚接近另一侧模板时，改变混凝土浇筑方向，即从顶端往回浇筑。
7.9动态控制
施工现场严格监控预拌混凝土的各项指标，随时向现场施工的负责人进行通报，并及时对现场出现的混凝土品质问题进行处理。
试验人员随时抽查砼的坍落度，目测砼的和易性，如发现砼有离析或初凝现象把砼清退出场。
7.10混凝土面层搓平
承台砼浇筑完成后，初步用铝合金大杠刮平砼后，及时用木抹子将砼表面抹平，待砼收水后，用木抹子搓平两次，以闭合砼面层的收缩裂缝。
大体积混凝土浇筑，其表面水泥浆较厚，在混凝土浇筑结束后要认真处理。
经4～5小时左右，初步按标高用长尺刮平，在初凝前（因混凝土内掺加减水剂，初凝时间较长）用铁滚筒碾压，再用木蟹打磨压实，以闭合收水裂缝，约12小时后覆盖塑料膜并蓄水养护。
八、混凝土养护
大体积混凝土应及时进行保温保湿养护，在每次混凝土浇筑完毕12小时后，对砼加以覆盖和浇水以减少升温阶段内外温差，防止产生温度裂缝，并可防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝，使水泥顺利进行水化，提高混凝土的抗裂缝能力。
混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测，当实测结果不满足温控指标的要求时，应及时调整保温养护措施。
大体积混凝土拆模后，应及时回填土，不宜长期暴露在自然环境中。
养护注意事项
（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）保湿养护的持续时间不得少于14d，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；
（3）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。
九、温控施工的监测
9.1混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度的测试，在混凝土浇筑后，每昼夜不应少于4次；入模温度的测量，每台班不应少于2次。
9.2混凝土浇筑体内监测点的布置，分别按照承台内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度，（见测温元件布置图）
第1天～第7天每4小时测温一次；
第8天～第14天每6小时侧温一次；
各龄期实测中心温度与表面温度比较表
龄期（d）温差计
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Tt
实测值
基础中心与基础上表面保温养护内外升降温变化表
龄期（d）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
混凝土中心温度（℃）
混凝土表面顶温度（℃）
混凝土环境温度（℃）
混凝土底部温度（℃）
9.3测温元件的选择应符合下列规定：
（1）测温元件的测温误差不应大于0.3℃（25℃环境下）；
（2）测试范围应为—30℃-150℃；
9.4温度测试元件的安装及保护，应符合下列规定：
9.4.1测试过程中宜及时描绘出各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线。
9.4.2发现温控数值异常应及时报警，并应采取相应措施。
十、质量保证措施
1、施工中严格遵循三检制度，现场技术员自检、经理部检查、外部监理监理专检制度。
2、实地测量必须有专人复核，做到计算无误，测量、放样准确。
3、做好对原材料的常规检验和配合比的验证工作，施工中控制好混凝土的配合比和坍落度，做到施工配合比与验证配合比相吻合。
4、控制好材料的进场和保管工作。
要有明显的标志牌（如合格、不合格、待检等），材料现场必须设立专人保管。
十一、安全保证措施
1、制定切实可行的安全技术措施，在开工前对职工进行详细的安全交底，项目经理和各职能部门，要定期进行安全生产检查，及时整改隐患，将事故消灭在萌芽之中。
2、对职工要加强安全教育，严格安全管理制度，操作人员必须严格执行安全生产操作规程，持证上岗。
3、对爆破作业、高温作业、脚手架、桥梁施工的起吊设备和装置，机械操作和车辆行驶，生产、生活用电、供电等易发生事故的重点工序和部位，加强安全管理和检查，配备足够的劳动安全保护用品，确保安全生产。
承台周围要树立安全标志警示，防止无关人员影响施工安全。
4、所有进入工区的人员必须佩带系好安全帽，穿防滑鞋。
电焊和制作人员，要熟悉用电安全，遇到情况及时找电工排除。
电焊气割严格遵守操作规程，安全操作，合理摆放。
5、经常性的进行安全教育，强化安全意识；定期进行安全检查，设置安全机构，落实安全责任制。
十二、文明施工保证措施
1、场地内设砼临时排水沟，形成排水系统，排除场区积水。
2、施工便道定时洒水，保持便道湿润，使产生的灰尘、空气污染减至最低程度。
运输车上配备有苫布，运输水泥、沙子、石子等车辆要加盖苫布。
3、做好各项工作的宣传标识工作。
4、工程材料、构件分类分规格存放整齐，各种材料分仓堆放有序、标识清晰。
机具设备定人保养，停放要整齐有序。
5、现场施工应注意使工作面尽量平整，各种料具堆放整齐，工程完成后应对现场进行清理。
十三、环境保护保证措施
1、施工过程中严禁破坏用地界以外树木和其他植被。
2、保持排水系统的通畅，保证在任何时候都具有良好工作状况。
3、开挖基坑的堆料，应采取防风遮盖措施，以减少扬尘。
4、水泥、砂和石灰等易洒落散装物料的运输，应采取防风遮盖措施，尤其在干旱大风天气，以减少扬尘。
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