2號橋橋墩承台大體積混凝土施工方案
一、工程概況
工程位於啟東市北上海恆大威尼斯水城，擬建橋梁位於中心大道至中心綠化廣場入口處。橋梁跨越新開威尼斯湖，橋梁結構採用單跨70m的兩鉸鋼桁架拱橋，橋梁總長95m，寬24m。橋墩承臺尺寸為28×12.
5×3.5m。混凝土設計強度為c40，計畫採取一次性澆築，澆築砼總方量為2450m3，屬於大體積混凝土施工。
大體積混凝土由於結構尺寸大，水泥水化熱引起混凝土溫度公升高，熱量不易及時散發而形成較大的內外溫度差，較大的溫度差引起混凝土體積變化的差異，使混凝土各部位受到約束而不能自由伸縮，當溫度變形產生的拉應力大於混凝土的抗拉應力時，便產生了裂縫。為解決砼施工產生的水化熱、防止混凝土產生裂縫和混凝土澆築等問題，特制定本方案。
二、施工順序與工藝流程
1、施工程式：混凝土配合比選定→混凝土拌和→混凝土運輸→混凝土澆注
2、工藝流程：
大體積混凝土施工工藝流程圖
三、混凝土模板
（一）側模板基本引數
計算斷面寬度12500mm，高度3500mm。
模板面板採用普通膠合板。
內龍骨間距200mm，內龍骨採用雙鋼管48mm×3.0mm，外龍骨採用雙鋼管48mm×3.0mm。
對拉螺栓布置6道，在斷面內水平間距300+600+600+600+600+600mm，斷面跨度方向間距200mm，直徑22mm。
面板厚度18mm，剪下強度1.4n/mm2，抗彎強度15.0n/mm2，彈性模量6000.0n/mm4。
剪下強度1.3n/mm2，抗彎強度13.0n/mm2，彈性模量9000.0n/mm4。
模板組裝示意圖
（二）側模板荷載標準值計算
強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載設計值；撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力產生荷載標準值。
新澆混凝土側壓力計算公式為下式中的較小值:
其中c—— 混凝土的重力密度，取24.000kn/m3；
t —— 新澆混凝土的初凝時間，為0時(表示無資料)取200/(t+15)，取5.000h；
t —— 混凝土的入模溫度，取25.000℃；
v —— 混凝土的澆築速度，取2.500m/h；
h —— 混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面總高度，取3.500m；
1—— 外加劑影響修正係數，取1.200；
2—— 混凝土坍落度影響修正係數，取1.200。
根據公式計算的新澆混凝土側壓力標準值 f1=60.100kn/m2
考慮結構的重要性係數0.9，實際計算中採用新澆混凝土側壓力標準值 f1=0.9×60.000=54.000kn/m2
考慮結構的重要性係數0.9，倒混凝土時產生的荷載標準值 f2=0.9×4.000=3.600kn/m2。
（三）側模板面板的計算
面板為受彎結構,需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板的按照簡支梁計算。
面板的計算寬度取0.20m。
荷載計算值 q = 1.2×54.000×0.200+1.40×3.600×0.200=13.968kn/m
面板的截面慣性矩i和截面抵抗矩w分別為:
本算例中，截面慣性矩i和截面抵抗矩w分別為:
w = 20.00×1.80×1.80/6 = 10.80cm3；
i = 20.00×1.80×1.80×1.80/12 = 9.72cm4；
計算簡圖
彎矩圖(kn.m)
剪力圖(kn)
變形的計算按照規範要求採用靜荷載標準值，受力圖與計算結果如下：
變形計算受力圖
變形圖(mm)
經過計算得到從左到右各支座力分別為
n1=1.117kn
n2=3.073kn
n3=3.073kn
n4=1.117kn
最大彎矩 m = 0.055kn.m
最大變形 v = 0.201mm
(1)抗彎強度計算
經計算得到面板抗彎強度計算值 f = 0.055×1000×1000/10800=5.093n/mm2
面板的抗彎強度設計值 [f]，取15.00n/mm2；
面板的抗彎強度驗算 f < [f],滿足要求!
(2)抗剪計算 [可以不計算]
截面抗剪強度計算值 t=3×1676.0/(2×200.000×18.000)=0.698n/mm2
截面抗剪強度設計值 [t]=1.40n/mm2
抗剪強度驗算 t < [t]，滿足要求!
(3)撓度計算
面板最大撓度計算值 v = 0.201mm
面板的最大撓度小於200.0/250,滿足要求!
（四）側模板內龍骨的計算
內龍骨直接承受模板傳遞的荷載，通常按照均布荷載連續梁計算。
內龍骨強度計算均布荷載q=1.2×0.20×54.00+1.4×0.20×3.60=13.968kn/m
撓度計算荷載標準值q=0.20×54.00=10.800kn/m
外龍骨按照集中荷載作用下的連續梁計算。
集中荷載p取橫向支撐鋼管傳遞力。
支撐鋼管計算簡圖
支撐鋼管彎矩圖(kn.m)
支撐鋼管剪力圖(kn)
變形的計算按照規範要求採用靜荷載標準值，受力圖與計算結果如下：
支撐鋼管變形計算受力圖
支撐鋼管變形圖(mm)
經過連續梁的計算得到
最大彎矩 mmax=0.628kn.m
最大變形 vmax=0.230mm
最大支座力 qmax=8.825kn
抗彎計算強度 f=0.628×106/8982000.0=69.92n/mm2
支撐鋼管的抗彎計算強度小於205.0n/mm2,滿足要求!
支撐鋼管的最大撓度小於600.0/150與10mm,滿足要求!
（五）側模板外龍骨的計算
外龍骨承受內龍骨傳遞的荷載，按照集中荷載下連續梁計算。
外龍骨按照集中荷載作用下的連續梁計算。
集中荷載p取橫向支撐鋼管傳遞力。
支撐鋼管計算簡圖
支撐鋼管彎矩圖(kn.m)
支撐鋼管剪力圖(kn)
變形的計算按照規範要求採用靜荷載標準值，受力圖與計算結果如下：
支撐鋼管變形計算受力圖
支撐鋼管變形圖(mm)
經過連續梁的計算得到
最大彎矩 mmax=0.000kn.m
最大變形 vmax=0.000mm
最大支座力 qmax=8.825kn
抗彎計算強度 f=0.000×106/8982000.0=0.00n/mm2
支撐鋼管的抗彎計算強度小於205.0n/mm2,滿足要求!
支撐鋼管的最大撓度小於200.0/150與10mm,滿足要求!
（六）對拉螺栓的計算
計算公式:
n < [n] = fa
其中 n —— 對拉螺栓所受的拉力；
a —— 對拉螺栓有效面積 (mm2)；
f —— 對拉螺栓的抗拉強度設計值，取170n/mm2；
對拉螺栓的直徑(mm): 22
對拉螺栓有效直徑(mm): 20
對拉螺栓有效面積(mm2): a = 282.000
對拉螺栓最大容許拉力值(kn): [n] = 47.940
對拉螺栓所受的最大拉力(kn): n = 8.825
對拉螺栓強度驗算滿足要求!
四、水化熱和溫度應力裂縫的解決
（一）降低混凝土的發熱量
1、混凝土配合比的選定
為控制混凝土初期和最終的發熱量，本工程的橋墩承臺混凝土配合比的選定，遵循以下幾個原則：選用水化熱低、凝結時間長的水泥，以降低混凝土的溫度；摻加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化熱產生的高溫峰值，同時可改善混凝土的和易性；摻加高效減水劑，以減少水和水泥的用量，延長混凝土達到最高溫度的時間；儘量減少單位體積混凝土的用水量，嚴格控制水灰比，採用低流動性混凝土。
2、降低混凝土的澆築溫度
外界氣溫越高，混凝土的澆築溫度也越高。混凝土溫度增高，將加速水泥的水化反應，使混凝土公升溫很快達到峰值，不利於降低混凝土的最高溫度和減小內外溫度差。由於本橋承臺混凝土的施工集中在6月份進行，環境氣溫較高，採取以下方法以降低混凝土的澆築溫度：
盡量在環境氣溫較低的晚上和清晨開始澆築混凝土；降低砂、碎石、水泥等原材料的溫度。露天堆積的碎石應噴水進行冷卻，儲砂料倉需搭設涼棚，水泥儲罐需定時噴水進行降溫；拌合用水應在混凝土開盤前的1小時從機井中抽取地下水，蓄水池應搭建涼棚，避免陽光直射。
3、砼內部埋設迴圈冷卻水管（詳見橋墩承臺迴圈水管布置圖）
承臺施工在6、7月份高溫季節，通過計算預計混凝土中心最高溫度79.70℃，水泥水化熱引起的最大絕熱溫公升75.27℃，具體計算如下：
混凝土中心溫度：tmax=t0+t(t)·ζ
tmax ----混凝土中心最高溫度（℃）；
t0 ----混凝土澆築入模溫度（℃）；
t(t) ----在t齡期時混凝土的絕熱溫公升（℃）；
ζ ----不同澆築塊厚度的溫降係數，ζ= tm /tn；
th ----混凝土的最終絕熱溫公升（℃）
tm ----混凝土由水化熱引起的實際溫公升（℃）；
th= mc·q/c·ρ；
mc ----每立方混凝土水泥用量（kg/m3）；
q ----每千克水泥水化熱量(j/kg)；
c ----混凝土的比熱一般在0.84～1.05kj/kg·k，一般取0.96 kj/kg·k；
ρ ----混凝土的質量密度，一般取2400kg/ m3；
th= 460·377/0.96·2400=75.27℃
t=3d, ζ=0.74；t=6d, ζ=0.73；t=6d, ζ=0.72；……；t=30d, ζ=0.24；
t(3)·ζ=55.70℃；t(6)·ζ=54.95℃；t(9)·ζ=54.19℃；……；t(30)·ζ=18.06℃
大體積混凝土澆築方案
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大體積混凝土澆築方案
cas cas活性成分較高，可以明顯改善混凝土的和易性，流動性，可幫浦性，提高混凝土的效能，同時cas有微膨脹的性質，可以在一定程度上延緩大體積混凝土的裂縫的發展，達到工程的施工要求。粉煤灰 在混凝土中摻加水泥用量10 30 以下的粉煤灰可減少單方水泥用量50 70kg，顯著的推遲和減少發熱量，延緩...
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