主橋承臺大體積混凝土施工降溫方案探析

杜建

摘要：近些年我國國民經(jīng)濟發(fā)展迅速，經(jīng)濟的發(fā)展帶動了社會各個方面的發(fā)展，城市化建設(shè)使高層建筑越來越多，交通運輸業(yè)的發(fā)展使得社會對公路和橋梁的質(zhì)量和稱重要求越來越高，給交通建設(shè)帶來了壓力和挑戰(zhàn)，尤其是橋梁建設(shè)方面，它的難度要大于公路建設(shè)，其中，主橋承臺建設(shè)在橋梁建設(shè)中占有重要的部分，它的建設(shè)離不開大體積混凝土的支持，混凝土的構(gòu)成主要有水、水泥、骨料等，在調(diào)配好放置到工程需要的位置后，需要一定的時間固化才能成型使用，在固化的過程中，會產(chǎn)生較大的溫差，如果處理不慎，會容易出現(xiàn)裂縫，不僅不美觀且影響工程的整體質(zhì)量，容易形成安全隱患，所以一定要采取有效措施，妥善處理這種情況。因此，本文以某項工程為例，對工程進行了深入的分析，并提出了一系列的主橋承臺大體積混凝土施工降溫措施，希望能為我國橋梁建設(shè)貢獻(xiàn)一部分力量。

關(guān)鍵詞：主橋承臺；大體積混凝土；水化熱；降溫；措施

1、工程概況

1.1工程簡介

本文選擇的工程為龍葵路鐵路跨線橋工程的一部分，主橋與其它鐵路干線有交叉，交角大約為80度，經(jīng)過測量得知交叉里程大約為DK925+043，橋梁全長大概1000米。選擇1聯(lián)（65+110+65）米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，主橋大致長度為240米，橋面寬30.5m；主橋箱梁采用掛籃懸臂灌注法分幅施工，0#塊采用型鋼支架現(xiàn)澆法，邊跨采用滿堂紅支架現(xiàn)澆法施工。對于連續(xù)梁梁體的建設(shè)，將要選用雙幅單箱雙室、變高度、直腹板箱形的梁體截面設(shè)計。單幅橋箱的尺寸大致是，頂寬15米，底寬9米，懸臂長3米，在兩幅橋之間需要建設(shè)設(shè)寬濕接縫，接縫大概半米即可。主橋下部結(jié)構(gòu)為主橋中墩采用群樁基礎(chǔ)，雙層承臺，分離式實體橋墩，主橋邊墩采用柱式橋墩、鋼筋混凝土蓋梁。

1.2施工難點

主橋連續(xù)梁5#、6#、7#、8#承臺大體積混凝土施工是此次施工降溫防護措施的主體。其中5#、8#邊墩承臺尺寸：長21.2m、寬6.6m、高3.0m，單個承臺混凝土用量約為420m?。6#、7#主墩承臺尺寸為31.4（長）*10.5（長）*4（高），需要的混凝土約為1318.8m?。選擇等級為強度為C30強度的混凝土作為承臺建設(shè)的材料。由于5#、6#、7#、8#橋墩的承臺體積較大，所以待混凝土在工人進行澆筑之后，在凝固、晾干的過程中會出現(xiàn)內(nèi)外部的溫差，且溫差較大，這需要由內(nèi)而外的均衡降溫，避免出現(xiàn)裂縫，這需要將散熱管預(yù)埋在承臺內(nèi)部，利用水的循環(huán)來降低混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的高溫，外部進行人工灑水散熱的方式。

2、承臺大體積混凝土降溫施工

2.1施工方法

承臺散熱管采用直徑40mm，壁厚2.5mm的鋼管，端頭套絲，兩鋼管之間采用內(nèi)徑45mm套管進行連接，轉(zhuǎn)彎處采用彎管接頭連接，連接好后，為了防止后期出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，需要在接頭處纏上冷膠帶。選擇使用Φ20鋼筋對承臺散熱管進行加固，與承臺的鋼筋之間進行焊接，后續(xù)需要用到盤圓鋼筋，將盤圓鋼筋按照加固的需要做成U型卡形式，然后套在散熱管上，再與承臺的散熱管鋼筋進行連接。需要注意的是，承臺內(nèi)的鋼筋要與后來加入的散熱管固定用的鋼筋進行充分的連接，通過焊接的方式使其能夠成為一個整體，以免后期由于施工以及其它原因等導(dǎo)致搭建的散熱管架構(gòu)變形，失去其應(yīng)發(fā)揮的作用。

散熱管進水口與出水口各設(shè)置一道閥門，控制進水流量和方向。每層散熱管網(wǎng)獨立入水，在進出口側(cè)設(shè)置儲、蓄水池。在承臺混凝土內(nèi)部預(yù)留測溫孔，每2小時測量一次，利用測溫孔測量承臺內(nèi)部溫度與出口水溫測量，控制混凝土內(nèi)部溫度與外界溫度之差小于25℃，保證承臺施工質(zhì)量，避免裂縫出現(xiàn)。

2.2散熱管布置形式

散熱管需要按照規(guī)律進行布局，通常采用矩陣的形式，每根管道之間間隔1米即可，水平距離大概在90厘米左右，邊墩5#、8#承臺需要順著豎向安放3層，水平方向上需要安放7排；主墩6#、7#承臺，在豎向上需要安放4層，水平方向上安放13排。另外還需要在承臺內(nèi)部預(yù)留測溫孔的位置，深度需不低于1.5米。

每層散熱水管網(wǎng)獨立注水，為了能更好地控制混凝土內(nèi)部溫度，主墩6#、7#承臺共設(shè)四個進水口及四個出水口；邊墩承臺5#、8#共三個進水口及三個出水口，并在進出水口處預(yù)留接口及開閉閥門，在整個水管網(wǎng)建設(shè)布置完畢后，要進行通水測試，以保證整個水管網(wǎng)能正常工作，沒有漏水。散熱管、測溫孔布置如圖所示。

2.3散熱管通水方式

散熱管通水必須選派專人負(fù)責(zé)測溫與通水?；炷翝仓戤叡砻娉跄蠹撮_始通冷卻水，進出水口每4小時交換一次，使承臺大體積混凝土內(nèi)部溫度均勻，直至散熱管出水口的水降至常溫后方可停止通水。

3、承臺混凝土澆筑注意事項

1.影響混凝土凝干的因素是多樣的，除了主要的水泥水化作用外，還有外界氣溫以及混凝土含有的水分的蒸發(fā)等等，所以需要采用相應(yīng)措施進行干預(yù)。

1.1在施工中科學(xué)調(diào)整混凝土配比，比如加入適量粉煤灰減少水泥的占比。

1.2不影響混凝土質(zhì)量的前提下適當(dāng)使用減水劑。

1.3在粗細(xì)骨料選擇上，選擇級配相對優(yōu)質(zhì)的，提升混凝土的的整體質(zhì)量。

1.4混凝土澆筑要實行分層原則，每層厚度不可超過300mm，等一層初凝后再進行下一層澆筑工作。

2.要注意保持輸送混凝土的連貫性，間隔最長不能超過1小時。

3.要安排專職人員在施工過程中進行檢查監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)散熱管或者鋼筋等位置偏移要及時進行矯正，并做好測溫工作。

4.要提前查看天氣預(yù)報，注意雨天的防護工作。如果遇到突發(fā)情況下大雨，應(yīng)立即停止?jié)仓炷?，對已?jīng)澆筑的混凝土進行覆蓋；待雨變小方可繼續(xù)澆筑，并在澆筑混凝土前，將積水清除干凈，以保證的整體性及強度。

5.承臺養(yǎng)護期限達(dá)到要求后，立即水泥砂漿注滿散熱管，防止水管內(nèi)生銹腐蝕混凝土。

4、承臺混凝土保溫養(yǎng)護

4.1作用和目的

任何工程建設(shè)，都離不開養(yǎng)護，大體積混凝土施工建設(shè)也不例外，而且主要需要進行的是保溫、保濕養(yǎng)護，避免因為外部水分缺失以及內(nèi)外溫差較大，使混凝土出現(xiàn)大面積裂縫的情況，有效的保溫保濕措施，可以降低混凝土的凝干速度，減小內(nèi)外部的溫差，保證工程的質(zhì)量。

4.1保溫養(yǎng)護的材料和方法

混凝土澆筑完成之后，需要謹(jǐn)慎護理，可以使用土工布蓋在上面，以達(dá)到隔熱、保濕的作用。混凝土初凝后，定時在保溫、保濕材料上噴水，確?；炷帘砻嫠殖渥恪?/p>

混凝土養(yǎng)護時間不少于7天，一般情況下水泥水化熱最高溫度發(fā)生在澆筑后的3天―7天，因此在這期間的調(diào)整溫差工作非常重要，通過混凝土內(nèi)部的散熱管以及外部的覆蓋物等雙效控制，使內(nèi)外溫差不大于25℃，減少混凝土出現(xiàn)裂縫的概率，提升施工質(zhì)量。

5、質(zhì)量要求及保障措施

5.1質(zhì)量要求

由于主橋承臺處澆筑的混凝土體積較大，那么在施工過程中很容易出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象，使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫差，從而容易出現(xiàn)裂縫，這就需要對溫差進行控制，在混凝土中埋設(shè)散熱管，通過水流速度控制混凝土內(nèi)外溫差小于25℃，一般混凝土養(yǎng)護及散熱管降溫按7天考慮，降溫速率取2～3℃/d，施工時取低限值。

5.2保障措施

1.澆筑混凝土?xí)r避免陽光直曬，一般選擇在溫度較低時施工，對粗骨料進行噴水和覆蓋，降低混凝土溫度。

2.監(jiān)測出水口與入水口的溫度差，當(dāng)產(chǎn)生的溫差較小時，需要減小水的流動速度，當(dāng)產(chǎn)生的溫差比較大時，需要提高水的流動速度，通過散熱管排水帶走混凝土體內(nèi)熱量。

3.澆筑混凝土后，需要立即使用土工布將其覆蓋在混凝土上，并撒上適量的水，用于對混凝土的保濕和保溫，使混凝土能夠在逐漸的降溫過程中慢慢變干，防止因為內(nèi)外的巨大溫差產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。

4.澆筑混凝土后，要加強對混凝土內(nèi)外溫度的監(jiān)測工作，前期需要在1-2小時內(nèi)進行一次，并根據(jù)溫差及時調(diào)整措施，以免影響之后的工程進行，后期的話可以增加時間間隔，3-5小時之內(nèi)監(jiān)測一次即可。

參考文獻(xiàn)

[1]《降溫法在承臺大體積混凝土施工中的應(yīng)用》代春艷 - 《中國建筑金屬結(jié)構(gòu)》- 2013

[2]《混凝土裂縫的成因及預(yù)防措施分析》麥興文 - 《科學(xué)時代》- 2013

（作者單位：中鐵二十三局集團有限公司）