嘉绍大桥主通航孔承台混凝土配合比设计

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发布时间：2021-09-26

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嘉绍大桥主通航孔承台混凝土配合比设计
刘尧
(中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北武汉 430034)
摘要：嘉绍大桥主通航孔承台采用大体积海工高性
能耐久性混凝土，要求混凝土具有低水化热、高氯离子抗渗
性能，实现该性能必须采用多组分的矿物掺合料。各种矿物
掺合料的掺配比例不同对混凝土有不同的影响，为寻找到适
应工程实际材料和实现混凝土最佳性能的最佳掺配比例，通
过设定 4个因素、3个水平，利用正交设计试验方法，确定了
混凝土矿物掺合料的最佳掺配比例以及适应工程实际材料
的外加剂掺量和砂率。
关键词：嘉绍大桥；承台；混凝土；配合比；设计；正交试
验；耐久性
l 概述
嘉绍大桥主通航孔桥设计为独柱型六塔斜拉
桥、四索面分离钢箱梁形式，下部结构包括桥塔基
础、辅助墩、过渡墩、承台及其附属设施。桥塔基础
采用 30~32根桩径为 2．50 m的钻孑L灌注桩，桩长
1O4～l13 m。承台采用对水流适应性较强的圆形
承台，承台直径 39．0～4O．6 m，厚 6．0 m，混凝土方
量约为 7 000 m。，在国内同类型海水环境桥梁中也
属罕见。承台处于海水浪溅区，承台顶标高一4．5 m。
处于浪溅区的承台混凝土配合比设计必须重点
考虑耐久性，且以耐久性指标为前提，提高混凝土抵
抗氯离子渗透能力，控制大体积混凝土的水化热，降
低混凝土的绝对温升，杜绝温度裂缝的形成。
2 混凝土配合比设计参数及指标
2．1 混凝土强度
承台混凝土设计强度等级为 C30，混凝土按海
工防腐混凝土配置，避免使用引起碱活性反应的集
料，严格控制含碱外加剂的使用；考虑到必须掺人大
掺量的矿物掺合料以满足混凝土密实和降低水化热
的需要，按 28 d龄期抗压强度设计配合比，充分利
用大掺量粉煤灰后期强度的增长优势。
2．2 耐久性指标
(1)氯离子总量不超过胶凝材料的 0．1 。
(2)氯离子扩散系数表征混凝土抵抗氯离子渗
透的能力，是海工混凝土耐久性最重要的指标，要求
56 d氯离子扩散系数4 3．0×10 m。／s。
(3)混凝土内部分布大量均匀的微小气泡，其
可以进一步填充内部空隙，阻隔连通通道，提高混凝
土的密实性和抗冻融能力。含气量控制为 4％o～6 。
(4)碱集料反应会直接造成混凝土开裂破坏。
在避免使用具有碱活性集料的同时，应控制混凝土
的总碱含量不超过 3．0 kg／m。。
(5)水胶比的大小侧面反映混凝土内部的密实
程度，水胶比应控制在一个合理的范围内。有资
料[ 表明水胶比高于 0．38时，混凝土抵抗氯离子渗
透能力显著降低，而过小的水胶比则易导致混凝土
自收缩，自收缩也是导致混凝土开裂的主要原因之
一，因此《嘉绍大桥专业施工技术规程》将本工程结
构混凝土的水胶比均控制在 0．33～O．38。
(6)过多的胶凝材料不但不经济而且易引起混
凝土干缩开裂，过低则无法满足混凝土的工作性能
要求。胶凝材料总量宜控制在 380~450 kg／m3。
(7)混凝土内部最高温度不超过 70℃ ，混凝土
入模后 30 min内最大温升小于 30℃ 。
(8)工作性。塑性：初始坍落度为 180～ 220
mm，扩展度大于 500 mm，2 h坍落度损失小于 20
mm。可泵性：流下时间 8～20 S[2](坍落度筒倒置
法)，压力泌水比小于 2O 。保水性：常压泌水率小
于 1．5 ，压力泌水比小于 2O 9／6。
2．3 原材料的选择与技术要求
海工高性能混凝土的原材料选择原则及其技术
指标仍然是突出耐久性，以降低混凝土水化热、控制
氯离子含量与总碱量为前提，提高混凝土的体积稳
定性。以下列出各材料需要重点控制的指标，其余
指标则应满足相应规范的技术要求。
(1)水泥选用宁国海螺 P·Ⅱ 42．5水泥，各项
指标技术应满足《通用硅酸盐水泥》(GB／T 175一