安庆长江公路大桥主墩索塔施工技术（一）

文本摘要：本文对索塔高强混凝土的特点、配合比设计思路、原材料的选择、施工工艺、质量检测及质量评定均作了较详细的阐述，对类似工程的施工有较好的参考。

关 键 词：高强混凝土配合比性能组成质量

1.概述

　　安庆长江公路大桥位于安庆市区东侧河段，接国道318和306线。桥型为双塔双层面钢箱梁斜拉桥，主跨510m，索塔外型为倒“Y”型，由塔柱、下横梁、中横梁、上横梁构成，自承台至塔顶为184.78lm高，造型俊逸挺拔。我局承建南Z4主塔和Z5、Z6辅助墩、过渡墩工程，工期从2001年12月—2004年4月，共29个月。

　  索塔主要混凝工作量为：上塔柱224.5m³，齿块60m³，中塔柱2513m³，下塔柱3430m³，横梁810m³，支座垫石11m³，共9069m³。

　　主要技术指标：混凝土强度为C50，耐久性要求保证100年使用年限，外观质量要求无危害性裂缝产生，混凝土表面光滑无明显气泡、沙线等缺陷、且颜色一致，施工工艺采用高扬程泵送，要求混凝土具备高强高性能大流态工作性。

　　索塔混凝土配合比设计在混凝土施工前6个月开始进行，从选择原材料到大量试配，反复研究、讨论，通过大家共同努力，成功地配制出高强、高性能的C50索塔混凝土配合比。

　　索塔塔柱共分44×2个节段，每节段一次性浇筑，混凝土方量从320-50m³不等，每道横梁均分二次现浇，单次最大浇筑方量为450m ，施工自2002年12月中旬开始至2003年8月底结束共历时8个半月。施工经历了冬、夏季，气温变化较火，由于技术管理得力、施工工艺成熟、采取了很好的养护措施，混凝土生产顺利，速度快，最快时两天完成一节段(夏季)，混凝土质量均匀、密实、稳定，外观缺陷，经多方检测，达到优质混凝土，业主很满意。

　　通过安庆大桥索塔C50混凝土的施工，我们掌握了一些经验，下面从混凝土配合比设计、施工工艺、质量控制等方面谈一点粗浅的见解和体会。

　　2.混凝土配合比设计

　　2.1 C50索塔混凝土应具备的特点

　　(1)高性能：拌和、运输、浇筑时具有很好的流变特性，高流动性(塌落度在20cm以上)、不泌水、不离析、塌落度经时损失小，具有良好的可泵性；

　　(2)体积稳定性好：在混凝土硬化过程中体积稳定、水化热低、收缩徐变小，硬化后结构均匀密实，不易产生各种裂缝；

　　(3)高强度：早期和后期强度均较高，而且早期强度上升比较稳定，非突变性发展；

　　(4)高耐久：混凝土结构致密、稳定，具有高抗渗性、抗冻融性和抗腐蚀性，使用寿命达到100年以上。

　　2.2 配合比设计思路

　　为了使混凝土满足要求，从以下几点着手：

　　(1)选择品质优良的原材料，胶凝材料、粗细集料、外加剂等必须符合标准要求，而且品质应保持稳定，货源充足。

　　(2)胶凝材料除水泥外，尚应考虑掺一些性能好的掺合料，如I级粉煤灰、磨细矿渣等，掺入这些活性掺合料，既可以改善混凝土的和易性，又可以减小水化热及温度裂缝的产生，还可以提高混凝土的后期强度。

　　(3)选择性能良好的高效减水剂，使之能与胶凝材料具有好的相容性，使拌出来的混凝土具有不泌水、塌落度经时损失小、大流动、粘聚性好，混凝土均匀、密实、稳定，外观气泡少，强度高、耐久性强。例搭配、砂率人小、水胶比大小、外加剂掺量等综合对比分析，确定最佳混凝土配合比。

　　(4)从胶凝材料水泥和外掺料的合理比例搭配。砂率大小、水胶比大小、外加剂掺量等综合对比分析，确定最佳混凝土配合比。

　　2.3 原材料选择

　　(1)水泥：由业主招标，选择湖北黄石华新P.042.5水泥(因P.042.5水泥拌制的混凝土塌落度经时损失快，初凝时间短，水化热较高，故未采刚)，经南京工业大学对各项指标进行检测，结果如下表1-表4。

　　水泥品质综合评述：华新P.042.5水泥其有害物质S03、Cl含量较小，碱含量属中碱，安全性合格，物理力学性能等均符合GB175-1999质量标准要求，水化热较低，适合配制C50高强高性能混凝土。

　　



　　(2)粉煤灰：因磨细矿渣成本较高，同时料源紧张，而粉煤灰成本低、水化热相对低、水化热相对也要低些，料源充足，故外掺料选择I级粉煤灰。经过大量调查研究，选择了运距较近、品质优良稳定的马鞍山第二发电厂生产的l级粉煤灰。经检测其化学组成和主要性能如下表5和表6。

　　(3)外加剂：高效减水剂是配制高强性能混凝土的关键。

　　根据索塔混凝土的强度、耐久性、工作性、外观质量要求，我们重点选择了常用的萘系、氨基环酸盐类和性能卓越的改性聚羧酸醚三类不同的高效减水剂进行大量试验、比较分析。减水剂性能试验采用的配合比如表7所示。试验结果如表8-表10所示。





　　　　　　
　　　　　　
　　由上述试验结果可知：JM-VⅢ和JG-2A均能满足性能要求，但经过现场模拟试验块发现混凝土外观气泡较多，顶面收缩较大，容易产生裂缝。JG-2N减水率高，达30％，早期和28d强度均较高，但它与水泥的适应性不好，最佳掺量不易找，临界范围很窄。掺量和水胶比略大时，立即产生泌水粘底，掺量偏小时，塌落度又很小，而且成型后的混凝土外观很不理想，呈暗红色。

　　SP-8N的性能非常卓越，拌和的混凝土不仅具有大流动且粘聚性和保水性好，出机塌落度为200mm时，15min后塌落度在冬季增加20mm，夏季增大l0mm，2h后塌落度基本无损失，触变性较强，表现出优良的保塌能力，成型后的混凝土外观颜色较浅、色泽一致，表面光滑、抗裂缝能力较强，混凝土强度也很高。

　　三类高效减水剂试验结果表明：改性聚羧酸醚SP-8N性能最好。由于安庆大桥是创品牌工程，业主对内在和外观质量要求都特别高，虽然SP-8N价格较高，但综合考虑，还是选择了上海麦斯特有限公司生产的SP一8N高效减水剂。


　
　　(4)细集料：采用潜山余井河砂。

　　砂场距工地约100公里，砂产量较大，细度模数在2.6-2.8之间，属中砂，能满足工程需要，性能参数如表ll-表l2所示。该砂经南京工业大学碱活性检验，结果判为不具有碱硅酸反应活性。潜山余井河砂含泥量、泥块含量、云母含量、坚固性质量损失均比较低，有机质含量合格，水溶性和颗粒状硫酸盐、硫化物及Cl含量也很低，满足标准要求，有利于混凝土的耐久性，适合配制C50高强高性能混凝七。

　　(5)粗集料：粗集料的品质在高强高性能混凝土中起重要的作用。除了石质本身的强度要求较高(达到混凝土强度等级两倍以上)外，其最人粒径和级配、颗粒形式以及有害物质含量限制均较严。最大粒径最好不大于25mm，以5-25mm连续级配较为适宜，因为用这样较小的石子拌制混凝土时，能使其在混凝土中均匀分布，使得混凝土匀质、稳定、颗粒界面强度高，同时提高混凝土的抗渗透能力；石子颗粒针片状含量不得超过5％，否则，不但影响混凝土的匀质性和强度，而且给泵送增加难度。

　　安庆原有采石场均属小作坊式加工厂，不但产量小，而且品质不稳定，针片状含量多，颗粒级配无法保证。鉴于这种客观情况，由业主出资在安庆近郊建成一家大型现代化石子加工厂，其产量和质量均能满足工程需要，因此采用该厂 料，其主要性能参数如表13、表14所示。该石料经南京工大碱活性检验合格，其他物理性能及有害物质含量均符合规范要求。

　　(6)拌和用水：采用净化后的江水，检测结果如表15所示。