黎澤俊

【摘? 要】在大型橋梁施工中，大體積混凝土容易產(chǎn)生裂縫，將對工程質量產(chǎn)生重大安全隱患。論文全面總結了太陽沖大橋大體積混凝土施工中的溫控計算、冷卻水管布置和溫度監(jiān)控措施，對類似工程施工有一定的參考作用。

【Abstract】In the construction of large-scale bridge， the mass concrete is easy to produce cracks， which will cause major safety risks to the project. This paper comprehensively summarizes the temperature control calculation， cooling water pipe layout and temperature monitoring measures in the mass concrete construction of Taiyangchong Bridge， which has a certain reference role for similar project construction.

【關鍵詞】鐵路橋墩;大體積混凝土;溫控技術;冷卻水管

【Keywords】railway pier; mass concrete; temperature control technology; cooling water pipe

【中圖分類號】 U445.57? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）02-0162-02

1 工程概況

張吉懷鐵路太陽沖大橋位于鳳凰縣沱江鎮(zhèn)棉寨村境內，橋梁全長355.565m，設8墩2臺，其中2號墩為雙線圓端型實體橋墩，高度13m，外坡比為35∶1。墩頂縱橋向寬度4m，橫橋向寬度9.8m。墩底縱橋向寬度4m，墩頂橫橋向寬度9.8m。橋墩的混凝土方量658m3，屬于大體積混凝土施工，將混凝土內部的水化熱有效及時地排出到混凝土外部，保持內外溫差均衡是大體積混凝土施工控制的難點。

2 預埋冷卻水管降溫施工

大體積混凝土施工，首先通過計算確定大體積混凝土溫控的理論值，然后安排冷卻水管的布置形式，最后采取合理的溫度控制及監(jiān)控措施，確保大體積混凝土施工的安全進行。

2.1 溫控計算

根據(jù)橋墩大體積混凝土的澆筑時的具體施工參數(shù)，計算混凝土的絕熱溫升、混凝土中心溫度、表面溫度，確定控制參數(shù)，并根據(jù)計算結果確定冷卻水管的布置形式及直徑。

2.1.1混凝土最終絕熱溫升計算

經(jīng)過計算得知混凝土絕熱溫升如表1所示。

2.1.2混凝土中心溫度計算

經(jīng)計算，澆筑后第52h為混凝土中心溫度最高值，不考慮散熱，內部溫度達到68℃。

2.1.3混凝土表層溫度計算

經(jīng)計算，澆筑后第52h為混凝土表層溫度最高值，表面溫度達到36℃。

2.2 冷卻水管布置

根據(jù)橋墩結構尺寸及2m的澆筑高度，通過理論計算，確定在澆筑高度中間位置設置一層冷卻管，間距1m，距離墩身外表面50cm。冷卻水管采用？準42mm鋼管制作，在橋墩小里程側分別設置進出水口，橋墩周邊設置水箱及供水、回水系統(tǒng)，以保證不間斷供水。

2.3 溫度監(jiān)控措施

大體積混凝土施工為了避免溫度裂縫，需要把混凝土外部與內部的溫度差控制在適當范圍之內，即必須采取必要的溫度控制措施，這需要通過相應的設備和技術方案，對墩身外部及內部的溫度狀態(tài)進行實時的監(jiān)測。對橋墩的溫度進行監(jiān)控，必須遵照一定的標準來監(jiān)控溫度的變化，墩身混凝土外部和內部的溫度差須控制在25℃以下;混凝土結構拆模時，混凝土表面和芯部的溫度差應控制在15℃以下，且施工周圍的環(huán)境溫度與混凝土表面的溫度差值也應控制在15℃以下。

2.3.1 觀測時間選擇

大體積混凝土澆筑體里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度混凝土溫度測試頻率：澆筑完成后開始初讀數(shù)。開始3天每隔4h觀測一次，之后每隔8h觀測一次，直至拆除模板前。

2.3.2 監(jiān)測點的布置

大體積混凝土澆筑體內監(jiān)測點的布置，能真實地反映出混凝土澆筑體內最高溫升、里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度，以太陽沖大橋（3～5）m及（7～9）m測點布置為例，分別在橋墩的橫橋向、縱橋向軸線設置測點。

2.3.3 測溫元件的選擇

測溫元件為溫度傳感器，采用專用建筑電子測溫儀JDC-2測溫，該測溫儀的適用條件為：測溫誤差±0.5℃，測試范圍：-30～130℃，滿足使用要求。

2.3.4 測點數(shù)據(jù)對比分析

為得出布置冷卻管措施降溫數(shù)據(jù)，在橋墩（5～7）m設置冷卻水管。橋墩（3～5）m未設置冷卻水管，分別采集數(shù)據(jù)，進行對比分析。

由圖1可以看出，大體積混凝土澆筑完成后在40h后混凝土的芯達到最高值，未布置冷卻水管最高芯部溫度71.4℃，布置冷卻水管最高芯部溫度為58.5℃，降溫效果明顯。

3 大體積混凝土施工工藝

3.1 模板及鋼筋安裝要求

為了防止墩身混凝土施工過程跑模，模板的強度和剛度必須經(jīng)過驗算符合要求，安裝質量也應符合施工規(guī)范及設計圖紙的要求。墩身鋼筋的種類、間距、型號及焊接接頭質量等均應符合施工規(guī)范及設計圖紙的要求，同時還須進行原材料抽檢及鋼筋焊接試驗檢驗，達到驗收標準才能使用。承臺鋼筋綁扎的位置、間距及混凝土保護層厚度應進行檢查，其誤差必須在設計和規(guī)范要求的范圍內。

3.2 測溫元件和冷卻水管的安裝

根據(jù)設計要求，在綁扎鋼筋過程中，埋設冷卻水管網(wǎng)應該按照分層分區(qū)的原則，控制閥門也應根據(jù)設計方案安裝，以降低由于水泥水化熱而導致的大體積混凝土內外溫度差異。冷卻水管的安裝要在綁扎鋼筋的同時進行，以保證安裝的精度，冷卻管接頭要防止?jié)B漏，安裝好之后應檢查是否密封，且在冷卻水管指定部位設置測溫元件。外部接進出水總管和混凝土內部的冷卻水管均采用內徑50mm的鋼管。在承臺混凝土內合理布設溫度監(jiān)控裝置，準確實時測量和監(jiān)控混凝土內部的溫度，用以全程指導混凝土的養(yǎng)護，進一步保證混凝土的施工質量。

3.3 混凝土澆筑

為防止混凝土出現(xiàn)離析，混凝土輸送應采用泵送，下料高度超過1m時須采用串筒和滑槽。嚴格按施工配合比配料，水泥、石、砂、水及外加劑等質量必須經(jīng)過檢驗并符合標準要求，混凝土拌合時間不能太短，準確計量，以保證混凝土的拌合質量。按水平分層澆筑混凝土施工，每層厚度在30cm范圍內，利用插入式振動棒振搗時，振動棒應豎直快速插入且緩慢撥出，在混凝土中的插入深度控制在45cm內，其移動間距在45～60cm，即不大于1.5倍振動棒作用半徑。振搗時均勻插點，成行或交錯式前進，以免過振或漏振。每次振動結束，應邊振動邊緩慢拔出振動棒。振動棒振動時間控制在20～30s，以混凝土不再下沉、沒有氣泡冒出和表面出現(xiàn)光澤為度，振搗時避免碰到模板，防止模板和鋼筋移位。由于砼凝結水化過程中產(chǎn)生大量熱量，砼澆筑后須運行預先設置的冷卻水管，以降低混凝土內部溫度并減少混凝土的內外溫差。在混凝土澆筑至冷卻水管的標高后，根據(jù)監(jiān)控的溫度升高情況開始給每層冷卻水管通水。混凝土澆筑的同時，須做不小于2組的砼試件并進行同條件養(yǎng)護，到齡期后進行強度試驗。固定試驗檢測人員填寫混凝土施工相關表格，詳細記錄砂石水泥等原材料的質量、混凝土的現(xiàn)場坍落度、混凝土的拌合配合比、混凝土的拌合質量、澆筑和振搗方法等，留作施工檔案。

3.4 養(yǎng)護

大體積混凝土澆筑完后，防止出現(xiàn)裂紋，在承臺頂面采用5cm海棉覆蓋飽水養(yǎng)生，用冷卻管流出的水進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14天。通過調節(jié)冷卻水管進出水流量和流速，有效地提高混凝土內部降溫效率，控制溫差，縮短混凝土養(yǎng)護時間。養(yǎng)護效果可直接從事先預埋在砼中的溫度傳感器來觀察，以使整個養(yǎng)護過程處于監(jiān)控之中。

3.5 冷卻水管壓漿

承臺冷卻水管停止循環(huán)水冷卻后，先用空壓機將水管內殘余水壓出，并吹干冷卻水管，然后用壓漿機向水管壓注水泥漿，以封閉管路。

4 結語

①在夏季炎熱天氣施工基礎大體積混凝土，由于厚度大和強度等級高，一次澆筑量大，技術難度大?；炷翝仓?，經(jīng)過3個星期保溫保濕養(yǎng)護，混凝土沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。超厚、高強度等級的大體積混凝土溫度控制，須采用優(yōu)化的混凝土配合比，嚴謹組織施工組織，科學嚴格養(yǎng)護，保持嚴謹工作作風。②配制大體積混凝土，關鍵在于水化熱要低，大摻量I級粉煤灰和低用量的礦渣硅酸鹽水泥相結合是該工程成功的關鍵之一。它有效地降低了水化熱，提高了可泵性，從而提高了表層混凝土的強度。在大體積混凝土的濕熱養(yǎng)護條件下，混凝土早期強度發(fā)展得很好，有效地防止了混凝土裂縫的出現(xiàn)。③大體積混凝土施工，養(yǎng)護和澆筑同樣重要。保濕是前提，控制降溫速度是關鍵，監(jiān)測是根據(jù)。