初春的广东狮子洋大桥施工现场一片繁忙,塔吊、履带吊、混凝土大料斗、智能分料器正在有条不紊地工作中。大桥塔柱爬升高度已超90米。
狮子洋大桥是狮子洋通道关键控制性工程,地处珠江三角洲核心区域。该通道是继港珠澳大桥、深中通道后,粤港澳大湾区又一项超大规模的东西向跨江通道工程。中交二航局承建狮子洋大桥西索塔、西引桥以及部分上部结构。大桥主跨2180米、塔高342米,上下双层共16车道,为目前世界最大跨径双层钢桁梁悬索桥。
狮子洋大桥索塔设计采用C80专用混凝土进行浇筑,这也是目前国内应用在组合桥塔结构中的最高标号混凝土。
按照设计标准,为降低C80混凝土开裂风险,混凝土出机温度要低于21度,入模温度低于25度。然而,广州地区的热带高温天气一年之中就有200多天,仅农历二月初的气温就已浮动在20摄氏度左右。这种气候让混凝土在搅拌混合、运输及浇筑等工序中极易升温。如何给混凝土降温,是狮子洋大桥索塔混凝土施工的关键点。
“之前的混凝土配比中水泥占比高,水泥水化放热大,混凝土绝热温升较高,应用至实体结构开裂风险大,几次测试下来混凝土温峰还是超出了要求,试验不成功。”项目试验室主任吴阳介绍说。
在索塔正式施工前,通过上百块试块同质环境下的数据积累分析,项目试验室对理论配比进行了优化,适当减少水泥和粉煤灰占比,同时加入一定比例的抗裂剂、流改剂,经多盘调试,混凝土性能及指标均能达到设计要求。在保证混凝土强度的同时,项目部提高了混凝土抗氯离子扩散系数,增强了自身胶凝度,调配出了工作性能更好、水化热更低、密实度更高的混凝土。
混凝土调配完成,如何在正式生产过程中控制温度又是一项难题。吴阳和技术团队采取多项措施严格控制混凝土出机及入模温度。首先是原材料测温降温,在料仓设置自动喷淋系统来降低砂仓温度,且首次在桥梁领域引进风冷骨料机,将粗骨料温度冷却至10度以内。其次在搅拌中通过制冰机、冷水机在混凝土中加入冰屑及冷水,从而将混凝土出机温度控制在18度左右,满足设计要求的22度。出机后,混凝土装入穿上“防晒保温罩”的运输罐车,再通过运输车卸入36立方米超大容量保冷料斗中,提升至主塔钢壳顶部进行浇筑。
“混凝土采取分层浇筑、分层振捣施工方法。每层布料厚度不超过30厘米,并且应布料均匀,严禁采用振动棒驱赶混凝土。”项目副总工田飞说,“狮子洋大桥索塔是钢壳混凝土组合桥塔,单个桥塔自下而上有62个钢壳节段,如果采用人工测温,整体施工效率极低,难以满足施工需求。”
如何让混凝土温度看得见摸得着、浇筑顺畅高效,成为项目团队的努力方向。田飞团队多次向相关专家学习经验,到其他工地观摩取经,终于研发出了一种塔顶混凝土智能浇筑平台。该平台主要由集料斗、分料管、流量控制系统和温度传感器组成。料斗及分料管外壁设置了3个温度传感器,可以实时感知温度数据。此外,分料管顶部设置了流量控制阀,管口设置红外测距仪,可实现不同倾角分料管的均匀布料,可根据混凝土液面高度,实时调整分料管中和筒内流量,来回往复,直至混凝土浇筑完成。
深夜里,项目部二楼的小会议室仍灯火通明,白板笔的声音尤为响亮。项目技术负责人曾炜正带领技术攻关小组进行C80混凝土浇筑后的总结:“浇筑完成后,监测结果显示,混凝土出机温度均在19度以内,入模温度均控制在22度以内,C80混凝土的扩展度、离析率、温度变化及力学性能等13项指标均满足设计规范要求。”
目前,狮子洋大桥西主塔已完成第18节段的混凝土浇筑。C80混凝土在钢混组合索塔中得到成功应用,外观控制良好,内部质量达标,为同类型桥梁施工开创先河,提供了宝贵实操经验。(张政)