西堠門大橋是舟山大陸連島工程中的第四座大橋，北端與茨子島相連，南端與金塘島相連。跨越西堠門水道，為大跨度懸索橋，主跨1650m..南北承臺混凝土平面尺寸為16.8-22.8m，高度為7m。單個承臺混凝土體積約為2643m3，混凝土設計強度等級為C30。南北承臺均采用樁基礎，承臺底部有12ф2.8m嵌巖樁。
由於水化熱的作用，大體積混凝土澆築後會經歷三個階段，即加熱期、冷卻期和穩定期。在這個階段，混凝土的體積也會膨脹和收縮。如果約束每壹個混凝土的體積變化，就會產生溫度應力。如果應力超過混凝土的抗裂能力，混凝土就會開裂。
為了防止大體積混凝土出現溫度裂縫，主要應從兩方面入手:壹是提高混凝土材料本身的抗裂能力；二是減少外力、溫度、約束對結構的影響。
大體積混凝土施工的主要難點是如何控制水化熱，避免混凝土開裂或過大的溫度應力。目前常用的方法有優化配合比、調整混凝土材料入模溫度、調整混凝土內部溫度、合理劃分澆築高度和澆築順序、加強混凝土養護等。
2.混凝土配合比優化及原材料選擇
為了使大體積混凝土具有低水化熱、良好的可泵性、良好的體積穩定性、優異的耐腐蝕性和抗裂性，混凝土制備如下:
2.1水泥:選用華新32.5礦渣矽酸鹽水泥，選用南京雙後32.5礦渣矽酸鹽水泥。根據測試結果，水泥的細度、標準稠度、凝結時間、安定性和砂漿強度均符合規範要求。
2.2粉煤灰:選用諫壁電廠I級粉煤灰，其質量檢驗指標符合規範要求。
2.3外加劑:選用江蘇省建築科學研究院的JM-2緩凝高效沈澱劑，其質量檢驗指標符合規範要求。
2.4砂:選用福建閩江砂，其性能檢驗指標符合規範要求。
2.5石材:選用鎮海大東石場石材，其理化性能檢驗指標符合規範要求。
2.6水:自來水。
2.7混凝土的水膠比為0.414。經監理試驗室多次試配和平行試驗，確定C30泵送混凝土每立方米用量為水泥259kg，中砂759kg，碎石1069kg，水153.2kg，粉煤灰165438。坍落度為80 ~ 185 mm。
3.大體積混凝土溫度應力的仿真計算。
大體積混凝土施工的關鍵是控制溫度裂縫的出現。為了校核混凝土溫差和混凝土收縮引起的溫度應力是否超過當時混凝土的極限抗拉強度，進行了防裂理論計算:
3.1數值模型
計算中使用的絕熱溫升、彈性模量和蠕變的數值模型如下:
3.1.1絕熱溫升
絕熱溫升公式采用雙曲線函數。
3.1.2彈性模量
3.1.3蠕變
3.2混凝土材料參數
承臺混凝土的彈性模量、劈裂抗拉強度、絕熱溫升和線膨脹系數根據經驗確定。
3.3其他計算條件
u單個承臺混凝土平面尺寸為16.8-22.8米，高度為7m。分四層澆築，澆築厚度分別為1.5m、1.5m、2.5m。
u承臺受12ф2.8m樁基約束，計算時地基彈性模量為2.4-104MPa。
u計算時考慮混凝土表面保溫，考慮側面覆蓋壹層聚乙烯卷材和壹層彩條布，上面覆蓋兩層麻袋。
u計算時考慮冷卻水管的冷卻效果。承臺混凝土鋪設五層冷卻水管，冷卻水管水平間距0.9m，C30承臺混凝土水化熱溫度升至32℃。
u溫度數據見招標文件，平均風速按6m/s考慮..
u計算中考慮徐變對混凝土應力的影響。
3.4計算結果
承臺分四次澆築，各齡期混凝土中的主拉應力小於混凝土的劈裂抗拉強度，混凝土開裂安全系數K≥1.3，滿足要求。
4.溫度控制標準
混凝土溫度控制的原則是:1)盡量減少混凝土的溫升，推遲最高溫度的出現時間；2)降低冷卻速度；3)減少混凝土中心與表面、新老混凝土之間的溫差，控制混凝土表面與氣溫的溫差。溫度控制的方法和制度應根據氣溫(季節)、混凝土內部溫度、結構尺寸、約束條件、混凝土配合比等具體情況確定。根據本工程的實際情況，控制以下溫度控制標準:
◆夏季混凝土最高澆築溫度≤30℃；
◆混凝土最大水化熱溫升:承臺C30混凝土≤29℃；
◆內表面與相鄰塊的最大溫差:cap≤25℃；
◆冬季混凝土表面溫度與氣溫差≥20℃，混凝土表面養護水的溫度和凝結。
土壤表面溫度差≤65438±05℃；
u混凝土的最大允許冷卻速度≤ 2.0℃/d
5.建築
5.1混凝土澆築溫度控制
降低混凝土的澆築溫度對控制混凝土裂縫非常重要。對於同壹混凝土，入模溫度高時的溫升遠大於入模溫度低時的溫升。混凝土入模溫度應根據氣溫進行調整。炎熱氣候不超過30℃，冬季不低於5℃。混凝土澆築前，可通過測量水泥、粉煤灰、砂、石和水的溫度來估算澆築溫度。如果澆註溫度不在控制要求內，應采取階段性措施。
5.1.1夏季降低混凝土儲存溫度的措施有:
1)水泥在使用前應充分冷卻，確保施工時水泥溫度≤50℃。
2)搭遮陽棚，堆高骨料，從底部取料，用水噴灑骨料。
3)避免陽光直射在模板和新澆混凝土上，模板和鋼筋在進入模板和附著前的溫度
當地最近的氣溫不超過40℃。因此，應合理安排工期，盡量采用夜間澆築。
4)當澆築溫度超過30℃時，應采用加冰拌和水。
5)當溫度高於入倉溫度時，應加快運輸和入倉速度，以減少混凝土在運輸和澆築過程中的溫升。混凝土輸送管應用草袋遮蓋，並經常澆水。
6)在混凝土加熱階段，為降低最大溫升，應對模板和混凝土表面進行降溫，如灑水降溫、避免暴曬等。
5.1.2冬季施工
若日平均氣溫低於5℃，為防止混凝土受凍，可采取攪拌水加熱、運輸過程中保溫等措施。
5.2控制混凝土澆築間歇和分層厚度。
每層混凝土澆築間隔時間應控制在5-7天左右，最長不超過10天。為了減少老混凝土的約束，需要薄層、短間隔、連續施工。若因故間歇時間較長，應根據實際情況，在充分驗算的基礎上，調整上層混凝土的厚度。
根據施工要求，承臺混凝土計劃分四層澆築，澆築厚度分別為1.5m、1.5m、1.5m和2.5m。為減少地基約束並考慮結構特點，分層厚度由薄到厚，分層厚度示意圖如圖5-1所示。
5.3冷卻水管的埋設和控制
5.3.1水管位置
根據混凝土內部溫度分布特點，2m以下鋪設壹層冷卻水管，2m以上鋪設兩層冷卻水管，共鋪設五層冷卻水管。冷卻水管均為φ40-2mm焊接鋼管，水平間距0.9m，每根冷卻水管最大長度為150-200m。冷卻水管的進出口集中布置，便於統壹管理。
5.3.2、冷卻水管的使用和控制
1)冷卻水應使用自來水，不得使用海水；
2)冷卻水管在使用前應進行水壓試驗，以防漏水和堵水；
3)為保證大體積混凝土的內部冷卻效果，冷卻水的流量應達到32-40L/min，並控制冷卻水的流向，使冷卻水從混凝土的高溫區流向低溫區；
4)為保證大體積混凝土內部冷卻均勻，冷卻水管進出口溫差小於5℃。
5)混凝土澆築到每層冷卻水管標高後，開始放水，每層混凝土達到峰值後，降溫速率超過2℃/d時，停止放水..為防止上層混凝土澆築後下層混凝土溫度上升，采用二次水冷，根據測溫結果確定水冷時間。
6)控制進、出水溫度。夏季進水溫度不超過25℃，可選用地下水或深層水庫水；冬季不得低於10℃，可與冷卻水混合升溫。
為保證冷卻水的初期冷卻效果，項目部應與溫控單位協調，根據現場實際情況優化冷卻水管的管線布置，合理選擇水泵，配備維修人員，保證冷卻系統的正常工作。
5.4內表面溫差控制
對於大體積混凝土，由於水化放熱，溫度將繼續上升。如果溫度不太低，加熱期間要加強散熱，比如在模板上灑水降溫。當混凝土處於冷卻階段時，應進行覆蓋保溫，以降低冷卻速度。
在混凝土降溫階段，如低溫或突如其來的寒潮，內外表面溫差大於25℃，或溫度比混凝土表面溫度低20℃以上，大體積混凝土必須保溫養護。做法如下:混凝土面用掛麻袋(土工布)包裹壹層彩條布保溫。必要時，塔身應設置保溫棚，混凝土表面應用碘鎢燈照射，並用熱水養護。混凝土拆模時不僅要考慮混凝土的強度，還要考慮混凝土的溫度和內外溫差，避免突然接觸空氣時由於冷卻過快而開裂。冬季拆模時間應延長不少於壹周，拆模時間應選擇在壹天中氣溫較高的時段。拆模後及時覆蓋保暖。
5.5混凝土養護
混凝土養護包括濕度和溫度。結構面混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取決於施工養護過程中的溫濕度養護。因為水泥只有水化到壹定程度才能形成有利於混凝土強度和耐久性的微觀結構。目前工程界常見的問題。
濕養護不足對混凝土質量影響很大。濕養護時間應取決於混凝土材料的不同成分和具體的環境條件。濕養護對水膠比低、摻外加劑的混凝土尤為重要。不同混凝土的最短養護期見表5-1。
本項目可利用冷卻水管進行節水，既能達到保溫保濕的效果，又能減少水資源的浪費。夏季或氣溫較高時，應加強混凝土表面的濕潤養護，有條件時盡可能采用表面蓄水，防止混凝土幹縮裂縫。氣溫驟降或低於5℃時，應灑水養護或用塑料薄膜養護。在濕養護的同時，應控制混凝土的溫度變化。根據不同季節，采取綜合保溫散熱措施，確保混凝土內表面溫差和氣溫與混凝土表面溫差在控制範圍內。
5.6施工控制
為了保證大體積混凝土施工質量，提高混凝土的均勻性和抗裂性，必須加強各個環節的施工控制。混凝土施工應嚴格按照《公路橋涵施工技術規範》(JTJ04189)進行，並應特別註意以下幾個方面:
1.混凝土拌制到配料前，各種稱重儀器應由清計量部門進行校準，稱重誤差符合要求。
規範要求，嚴格按照確定的配合比施工。
2.混凝土應按規定的厚度、順序和方向分層澆築，並在下層混凝土初凝前完成。
上層混凝土和混凝土分層分布的厚度不得超過30cm。
3、嚴格按照規範要求進行水平和垂直施工縫的分層和分塊，沿混凝土表面的壹側鋪防裂金屬網，防止表面裂縫。
5.7現場監控
通過大量的工作，大體積混凝土施工過程的溫度控制將會得到實質性的成果，但現場監測仍然是不可缺少的重要環節。為了檢驗施工質量和溫控效果，掌握溫控信息，及時調整和完善溫控措施，實現信息化施工，需要對混凝土的溫度和應變進行監測。因為大體積混凝土的溫度、應力發展和防裂是壹個非常復雜的問題，外界的溫度、濕度、施工條件、原材料的變化等。會引起溫度和壓力的變化。只有通過溫度控制和應力監測，才能更準確地了解結構的質量和裂縫安全性。現場監測主要包括溫度和應力監測。
6.管理
針對大體積混凝土施工，監理首先要認真審查施工組織設計、施工方案和溫控方案，檢查澆築施工方案和施工程序是否可行，檢查和復核工程材料和設備的質量，杜絕質量事故隱患，確保大體積混凝土順利澆築。
6.1檢查大體積混凝土所需的材料和設備。
由於大體積混凝土材料用量大，監理必須要求施工單位確保水泥、砂、石、水、粉煤灰和外加劑滿足數量和質量的雙重要求，然後在有試驗報告和質量保證證書的前提下審查混凝土配合比是否正確。因為島上施工，也要保證淡水供應。
鑒於大體積混凝土施工時間長，且地理位置在海島上，為保證連續施工，防止因設備故障導致大體積混凝土澆築中途停止，需要配備備用設備。而且在開工前，還要求施工單位進行主體設備的試運轉，檢查各種計量器具，並提供計量部門的計量證書。
6.2大體積混凝土施工前的全面檢查
為確保結構質量，在大體積混凝土施工前，必須全面檢查澆築部位的鋼筋及其接頭、模板、冷卻水管的型號和位置是否與圖紙相符。對預埋鋼筋和預埋件，要逐壹檢查，防止少埋或錯埋。對於鋼筋接頭，采用各種形式的機械連接和焊接。所以每層澆築前，監理都要進行抽檢，合格後才能進行澆築。
鑒於大體積混凝土厚度大，模板有橫向接縫。為了保證質量，模板的接縫必須保證不漏漿，內部光滑無明顯接縫。
冷卻水管也應進行水壓試驗，防止漏水和水堵塞。
6.3在大體積混凝土施工過程中，旁站應全程監督。
在大體積混凝土施工過程中，現場監理工程師必須全天候和24小時進行現場監理。發現問題，要及時處理。試驗監理工程師必須親自監督混凝土攪拌站，檢查生產配合比是否正確，確定混凝土坍落度是否穩定，檢查混凝土出料溫度記錄，試件抽取和制作是否符合要求，並進行隨機取樣。如發現質量問題，及時通知整改，消除質量隱患。
6.4在大體積混凝土澆築結束時，應隨時檢查溫度記錄和養護情況。
大體積混凝土施工後，必須註意其測溫記錄和混凝土養護。如發現溫度超過設計溫度，必須由施工單位立即處理，防止溫度裂縫。如果發現養護不及時或天氣可能突變，必須提前采取措施防止混凝土開裂。
7.結束語
大體積混凝土采用降溫技術將溫度控制在設計要求範圍內，可以有效防止溫度裂縫。通過施工前的試驗和計算，加上施工單位的精心組織和監理單位的監督指導，不僅為承臺大體積混凝土施工創造了良好的條件，而且為大體積混凝土結構的質量提供了有利的保證，為其他大體積混凝土施工提供了寶貴的資料。
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