橋梁承臺大體積混凝土施工溫度控制

      隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，橋梁施工技術(shù)逐漸趨于完善，工程建設的規(guī)模不斷擴大，大體積混凝土在橋梁工程當中也有著廣泛的應用。但在大體積混凝土施工過程中，大量的水化熱致使混凝土的溫度上升，導致混凝土在溫度應力的作用下出現(xiàn)裂縫，若施工不當，輕者會影響混凝土的耐久性，重者會嚴重影響混凝土的力學性能。因此，必須重視橋梁承臺大體積混凝土施工溫度的控制，采取有針對性的溫度裂縫控制措施，避免溫度裂縫的出現(xiàn)，從而保證橋梁工程的整體質(zhì)量安全。
      1 工程概況
      某橋梁工程分為左右兩幅，其主橋部分的結(jié)構(gòu)形式均為128m+220m+128m的三跨一聯(lián)的三向預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，采用懸臂澆筑施工方法設計。大橋1#，2#主橋墩混凝土矩形承臺尺寸分別均為19.8m×10.9m×5.9m，體積為1257．4m3，屬于大體積混凝土，其混凝土強度等級為C30，水泥用量高，且采用一次性澆筑，為避免施工過程中產(chǎn)生過大的溫度應力，防止溫度裂縫的產(chǎn)生，決定對本橋承臺進行溫度控制。
      2 溫控標準
      溫控計算采用《大體積混凝土施工期溫度場及仿真應力場分析程序包》進行，該軟件能夠模擬混凝土的實際形成過程，考慮了混凝土的分層分塊澆筑、分層厚度、澆筑溫度、施工間歇期、混凝土水化熱的散發(fā)規(guī)律及方式、冷卻降溫、外界氣溫、混凝土及基巖彈模變化、混凝土徐變等各種因素，計算比較準確。
      根據(jù)混凝土溫控計算，承臺混凝土在施工期不出現(xiàn)溫度裂縫的溫控標準:
      1)混凝土澆筑溫度(指混凝土振搗后，距離混凝土表面5～10cm處的溫度值)＜30℃；
      2)混凝土內(nèi)部最高溫度(指混凝土施工期內(nèi)部最高溫度值)＜70℃；
      3)混凝土內(nèi)表溫差(指混凝土內(nèi)部斷面平均溫度與混凝土表面5cm處溫度差)＜25℃:
      4)混凝土降溫速率＜2．0℃/d。
      3 主要溫控措施
      為滿足溫控標準，防止裂縫產(chǎn)生，對混凝土施工的每一環(huán)節(jié)嚴格管理。根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況，提出了一系列的溫控措施，主要包括:
      1)優(yōu)化混凝土配合比。采用5～40mm連續(xù)級配碎石，細骨料采用細度模數(shù)＞2．4的中砂，摻WL-1型緩凝劑，內(nèi)摻一定數(shù)量粉煤灰。粗、細骨料的含泥量分別控制在1%，2%以下。
      2)在混凝土內(nèi)部設置四層冷卻水管，層間距為100cm，每層水管相鄰管水平間距為100cm，通水量不低于20L/min，每層水管有4個進水口和4個出水口。
      3)控制混凝土入模溫度?；炷翑嚢枵镜纳啊⑹项A先進倉，防止日光曝曬。加強現(xiàn)場指揮，加快澆筑速度，減少運輸車運輸時間及停歇時間。在混凝土輸送硬管上覆蓋濕麻袋，并經(jīng)常淋水散熱。
      4)混凝土表面木尺刮平，木蟹打磨。初凝前二次木蟹打磨，防止表面出現(xiàn)收縮裂縫。在混凝土終凝后即蓄水30cm左右養(yǎng)護及保溫10d，抽水后用濕麻袋覆蓋。
      5)進行水化熱監(jiān)控。為了確保本橋施工質(zhì)量，明確本橋混凝土配合比在當?shù)貧夂驐l件下澆筑大體積混凝土所引起的水化熱溫升值，并隨時掌握塊體內(nèi)部混凝土的溫度，延緩內(nèi)部最高溫度出現(xiàn)的時間，以控制內(nèi)外溫差，控制溫度裂縫產(chǎn)生；除需對材料、工藝預先充分考慮外，在各承臺混凝土澆筑過程中進行了混凝土水化熱溫度的監(jiān)測工作，以便指導施工現(xiàn)場采取針對性的養(yǎng)護措施。
      4 溫控檢測及結(jié)果分析
      4．1 溫度檢測方法
      在混凝土內(nèi)部埋設溫度傳感器，并采用配套電位差計測量各傳感器不同時段的電位差，換算成對應的溫度值。測試工作在澆筑后立即進行，連續(xù)不斷。在混凝土溫度峰值出現(xiàn)以前每2h觀測一次，峰值出現(xiàn)后每4h觀測一次。隨著混凝土溫度變化逐漸減小，轉(zhuǎn)入每天測2次，測溫時間為10d。
      4．2 測點布置
      混凝土澆筑前在承臺內(nèi)部埋設溫度傳感器，整個承臺豎向布設5層，橫向布置3排，每排設3個溫度測點(中間一層布置為4排10個測點)，另設周邊氣溫點2個、冷卻水溫點2個。單個承臺共計埋設22個觀測點位。測點埋設布置圖如圖1、圖2所示。

      5 幾點啟示
      1)在滿足設計強度的前提下，盡可能采用低強度等級的混凝土。同時選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥，為減少水泥用量，施工中可加入適量的粉煤灰以改善混凝土和易性，并對降低溫升，減小收縮具有良好的效果，從而提高其抗裂性。
      2)骨料的選擇應優(yōu)先選用熱膨脹系數(shù)小的骨料，并強調(diào)骨料的連續(xù)級配(盡量用粒徑大的骨料)。因為采用連續(xù)級配的骨料，可以提高骨料在混凝土中所占的體積，提高混凝土的密實性，并可以節(jié)約水泥(降低了水化熱)和減少用水量，而且石塊本身也具有吸收發(fā)熱量的功能，能使水化熱進一步降低，同時混凝土的收縮和泌水也隨之減少。
      3)降低混凝土的入模溫度、分層澆筑和預埋水管通水冷卻，能有效地降低混凝土內(nèi)部的溫度峰值。
      4)混凝土內(nèi)部溫度達到峰值后，降溫階段最容易出現(xiàn)裂縫；此時應加強表面的保溫蓄熱養(yǎng)護，減緩氣溫驟降的沖擊，減小表面的降溫速度和溫度梯度，以達到降低內(nèi)外溫差的目的。
      6 結(jié)語
      綜上所述，橋梁承臺大體積混凝土施工的溫度控制是一項綜合性的系統(tǒng)工程，溫控措施實施的成敗直接決定了大體積混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。因此，施工單位應合理地確定施工方案和降溫監(jiān)測方案，協(xié)調(diào)設計、試驗、施工、監(jiān)理、監(jiān)控各部門間的工作，在實踐中不斷積累施工經(jīng)驗，有效地將溫度差控制在合理的范圍以內(nèi)，保證橋梁的整體質(zhì)量安全。