桥梁承台大体积混凝土施工温度控制

桥梁承台大体积混凝土施工温度控制

谭钊洪

谭钊洪佛山市佛清从高速公路有限公司广东佛山528000

摘要:目前大体积混凝土广泛应用于桥梁工程当中，本文结合工程实例，介绍了大体积混凝土承台施工的温控标准，提出一些大体积混凝土承台施工中采取的温度裂缝控制措施，并对温控检测及结果进行分析，结果表明温控措施能够有效避免裂缝的产生。供类似工程参考。

关键词:桥梁承台;混凝土;温控标准;措施

随着我国社会经济的快速发展，桥梁施工技术逐渐趋于完善，工程建设的规模不断扩大，大体积混凝土在桥梁工程当中也有着广泛的应用。但在大体积混凝土施工过程中，大量的水化热致使混凝土的温度上升，导致混凝土在温度应力的作用下出现裂缝，若施工不当，轻者会影响混凝土的耐久性，重者会严重影响混凝土的力学性能。因此，必须重视桥梁承台大体积混凝土施工温度的控制，采取有针对性的温度裂缝控制措施，避免温度裂缝的出现，从而保证桥梁工程的整体质量安全。

1工程概况

某桥梁工程分为左右两幅，其主桥部分的结构形式均为128m+220m+128m的三跨一联的三向预应力混凝土连续刚构，采用悬臂浇筑施工方法设计。大桥1#，2#主桥墩混凝土矩形承台尺寸分别均为19.8m×10.9m×5.9m，体积为1257．4m3，属于大体积混凝土，其混凝土强度等级为C30，水泥用量高，且采用一次性浇筑，为避免施工过程中产生过大的温度应力，防止温度裂缝的产生，决定对本桥承台进行温度控制。

2温控标准

温控计算采用《大体积混凝土施工期温度场及仿真应力场分析程序包》进行，该软件能够模拟混凝土的实际形成过程，考虑了混凝土的分层分块浇筑、分层厚度、浇筑温度、施工间歇期、混凝土水化热的散发规律及方式、冷却降温、外界气温、混凝土及基岩弹模变化、混凝土徐变等各种因素，计算比较准确。

根据混凝土温控计算，承台混凝土在施工期不出现温度裂缝的温控标准:

1)混凝土浇筑温度(指混凝土振捣后，距离混凝土表面5～10cm处的温度值)＜30℃；

2)混凝土内部最高温度(指混凝土施工期内部最高温度值)＜70℃；

3)混凝土内表温差(指混凝土内部断面平均温度与混凝土表面5cm处温度差)＜25℃:

4)混凝土降温速率＜2．0℃/d。

3主要温控措施

为满足温控标准，防止裂缝产生，对混凝土施工的每一环节严格管理。根据现场施工的实际情况，提出了一系列的温控措施，主要包括:

1)优化混凝土配合比。采用5～40mm连续级配碎石，细骨料采用细度模数＞2．4的中砂，掺WL-1型缓凝剂，内掺一定数量粉煤灰。粗、细骨料的含泥量分别控制在1%，2%以下。

2)在混凝土内部设置四层冷却水管，层间距为100cm，每层水管相邻管水平间距为100cm，通水量不低于20L/min，每层水管有4个进水口和4个出水口。

3)控制混凝土入模温度。混凝土搅拌站的砂、石料预先进仓，防止日光曝晒。加强现场指挥，加快浇筑速度，减少运输车运输时间及停歇时间。在混凝土输送硬管上覆盖湿麻袋，并经常淋水散热。

4)混凝土表面木尺刮平，木蟹打磨。初凝前二次木蟹打磨，防止表面出现收缩裂缝。在混凝土终凝后即蓄水30cm左右养护及保温10d，抽水后用湿麻袋覆盖。

5)进行水化热监控。为了确保本桥施工质量，明确本桥混凝土配合比在当地气候条件下浇筑大体积混凝土所引起的水化热温升值，并随时掌握块体内部混凝土的温度，延缓内部最高温度出现的时间，以控制内外温差，控制温度裂缝产生；除需对材料、工艺预先充分考虑外，在各承台混凝土浇筑过程中进行了混凝土水化热温度的监测工作，以便指导施工现场采取针对性的养护措施。

4温控检测及结果分析

4．1温度检测方法

在混凝土内部埋设温度传感器，并采用配套电位差计测量各传感器不同时段的电位差，换算成对应的温度值。测试工作在浇筑后立即进行，连续不断。在混凝土温度峰值出现以前每2h观测一次，峰值出现后每4h观测一次。随着混凝土温度变化逐渐减小，转入每天测2次，测温时间为10d。

4．2测点布置

混凝土浇筑前在承台内部埋设温度传感器，整个承台竖向布设5层，横向布置3排，每排设3个温度测点(中间一层布置为4排10个测点)，另设周边气温点2个、冷却水温点2个。单个承台共计埋设22个观测点位。测点埋设布置图如图1、图2所示。

4．3检测结果分析

自2007年12月25日至2008年1月2日，对本桥1#，2#墩左幅承台进行了水化热实时监测，及时掌握混凝土内部温度分布情况，以便出现异常情况及时采取有效措施，指导施工现场进行养护工作。监测中得到一系列的具体数据，由于数据量较大，选择了有代表性的3#、5#及12#测点，其温度走势如图3。根据检测结果作如下分析评价。

1)混凝土中最高温度区域在混凝土的中部区域，这是由于在中部区域混凝土热量集中且不易发散的缘故。统计数据显示，混凝土从浇筑到温度稳定过程中在第3d承台中心的3#点，测得最高温度为52.6℃。早期温升很快，3d左右即达到最高温度，随后混凝土温度开始缓慢下降，且降温速率逐渐减小。

2)测试期间降温基本稳定，降温速率均在2．0℃/d以内。混凝土浇筑温度在22．0℃～27．0℃之间。承台内部最高温度为67℃，满足混凝土温控标准。每层内部测点所测温度基本一致。但在距表面50cm左右处混凝土温度发生突降，一般在13℃左右，即产生了很大的温度梯度。经检测，施工期最大内表温差为15．8℃，满足混凝土温控标准。

3)当循环水管内的水流较大时，通过同水流进行热交换而损失掉的混凝土热量就多，混凝土的温度必然就降低得多，而当循环水管内的水流较小时，通过同水流进行热交换而损失掉的混凝土热量就少，混凝土的温度必然就降低得少。本桥由于停电，左幅承台在浇筑后120h循环水暂停后，各测点温度明显回升，重新开放循环水后温度平稳下降。图3显示，混凝土内部温度的变化在每两个时间段内呈不规则变化，这是由于在施工养护期间，循环水管内的水流量大小不一而致。

4)在监测期间，由各观测点温度总体比较平稳，未出现较大温度梯度，未在混凝土承台上发现裂缝。说明采取的温控措施效果良好，承台混凝土内部温度变化规律完全符合温控标准的要求，达到了预期温控效果。

图32#墩左幅温度观测点温度变化趋势

5几点启示

1)在满足设计强度的前提下，尽可能采用低强度等级的混凝土。同时选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥，为减少水泥用量，施工中可加入适量的粉煤灰以改善混凝土和易性，并对降低温升，减小收缩具有良好的效果，从而提高其抗裂性。

2)骨料的选择应优先选用热膨胀系数小的骨料，并强调骨料的连续级配(尽量用粒径大的骨料)。因为采用连续级配的骨料，可以提高骨料在混凝土中所占的体积，提高混凝土的密实性，并可以节约水泥(降低了水化热)和减少用水量，而且石块本身也具有吸收发热量的功能，能使水化热进一步降低，同时混凝土的收缩和泌水也随之减少。

3)降低混凝土的入模温度、分层浇筑和预埋水管通水冷却，能有效地降低混凝土内部的温度峰值。

4)混凝土内部温度达到峰值后，降温阶段最容易出现裂缝；此时应加强表面的保温蓄热养护，减缓气温骤降的冲击，减小表面的降温速度和温度梯度，以达到降低内外温差的目的。

6结语

综上所述，桥梁承台大体积混凝土施工的温度控制是一项综合性的系统工程，温控措施实施的成败直接决定了大体积混凝土结构的整体质量。因此，施工单位应合理地确定施工方案和降温监测方案，协调设计、试验、施工、监理、监控各部门间的工作，在实践中不断积累施工经验，有效地将温度差控制在合理的范围以内，保证桥梁的整体质量安全。

参考文献

[1]张宝兰陈中杰，桥梁承台大体积混凝土温控方案设计[J].广东建材，2009年09期

[2]韩晓斌，浅谈桥梁承台大体积混凝土的施工[J].中华民居，2011年第7期