主塔混凝土施工溫控技術(shù)研究

盧海明

摘 要：某橋?yàn)榉种剿?、四索面分離式全漂浮體系鋼箱梁斜拉橋，主跨長(zhǎng)806m；主塔高262.48m，主塔采用液壓爬模施工，本文重點(diǎn)介紹主塔混凝土施工溫控控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：主塔；混凝土；溫控；技術(shù)；研究

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）09-0103-02

1 工程概況

某橋索塔采用分肢柱式塔，索塔高，以往橋梁主塔施工由于高空環(huán)境、混凝土養(yǎng)護(hù)等因素容易產(chǎn)生冷激及表面開(kāi)裂現(xiàn)象，一定程度上影響了混凝土的品質(zhì)；本項(xiàng)目施工過(guò)程中在塔內(nèi)設(shè)置冷卻水管從大體積混凝土溫控等方面進(jìn)行控制，取得了良好的效果，混凝土裂縫得到了很好控制，對(duì)后續(xù)類似橋塔施工在溫控控制方面有一定的借鑒作用。

2 溫控研究背景

橋塔施工前期，拆模后各節(jié)均有不同程度的開(kāi)裂現(xiàn)象，裂縫為豎直開(kāi)裂，基本上沿全斷面分布；經(jīng)過(guò)研究分析，橋塔為C50混凝土，由于混凝土標(biāo)號(hào)高、水化熱量高、水化反應(yīng)迅速、溫升極值高、溫升速率快、自約束與外約束效應(yīng)顯著，加上高空混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)境等因素容易產(chǎn)生冷激及表面開(kāi)裂現(xiàn)象；為提高混凝土的品質(zhì)，提出對(duì)增加管冷措施、增加管冷措施并降低入模溫度、無(wú)措施等三方面進(jìn)行研究，以控制橋塔的裂縫發(fā)生。

3 溫控理論分析

《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，塔柱最小截面厚度均超過(guò)1m，為了控制裂紋產(chǎn)生，在塔柱內(nèi)設(shè)置冷卻水管進(jìn)行溫控處理。

（1）選取一節(jié)塔柱進(jìn)行建模分析計(jì)算，通過(guò)改變水化熱、降低初始溫度、管冷降溫措施這三種工況進(jìn)行分析比較如圖1和圖2所示（表1）。（2）三種工況的溫峰值及出現(xiàn)時(shí)間如圖3（表2）。（3）三種工況的混凝土應(yīng)力值如表3所示。

由分析計(jì)算得知：無(wú)管冷時(shí)最高溫升為78.8℃，有管冷時(shí)最高溫為68.0℃；無(wú)管冷措施情況下，最大應(yīng)力為4～5MPa，施加管冷措施情況下，最大應(yīng)力為3～4MPa，較大范圍內(nèi)的拉應(yīng)力降低均為1MPa左右；在增加管冷的情況下，能夠有效降低較大區(qū)域范圍內(nèi)的拉應(yīng)力，能夠起到控制裂縫數(shù)量及寬度的作用；若輔以降低入模溫度措施（入模溫度由25℃降低至18℃），能夠進(jìn)一步降低混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力水平0.5～1MPa，對(duì)于裂縫控制有較好的改善作用。

4 溫控施工控制內(nèi)容

4.1 塔內(nèi)冷卻水管設(shè)置

每節(jié)塔柱高6m，安裝7層冷卻水管，在混凝土振搗覆蓋后現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)始通水，增壓泵供入深層江水流量調(diào)到最大，通過(guò)通水帶走水化熱控制溫峰值；為了防止溫峰過(guò)后降溫速率過(guò)快，溫峰過(guò)后降低冷卻水流速；下節(jié)塔柱施工前對(duì)冷卻水管進(jìn)行注漿封閉，如圖4。

4.2 入模溫度控制

混凝土入模溫度控制?，F(xiàn)場(chǎng)配置了制冰機(jī)用于原材料降溫，制冰機(jī)制出的冰渣與粗細(xì)集料一并投入備料斗中，使用制冰機(jī)，混凝土拌制時(shí)，根據(jù)當(dāng)天氣溫，夏季每方混凝土加冰渣50-75kg；在備料斗中冰渣吸收集料熱量融化成冰水，進(jìn)一步降低了集料的溫度，確保混凝土入模溫度小于28℃；溫控措施見(jiàn)圖5～7；

蓄水池和水箱上方搭設(shè)遮陽(yáng)棚，避免拌合水直接受陽(yáng)光暴曬；混凝土澆筑前，提前通知拌合站對(duì)水泥罐進(jìn)行噴淋降溫，攪拌車灑水降溫；

冬季施工對(duì)拌合水進(jìn)行加熱，同時(shí)考慮泵送混凝土的和易性，混凝土入模溫度控制在10～15℃。

4.3 塔柱混凝土養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

4.3.1 松模前養(yǎng)護(hù)

夏季混凝土澆筑終凝后松模前，混凝土頂面采用噴壺灑水，達(dá)到表面濕潤(rùn)；

冬季混凝土澆筑完成后頂口采用防火帆布搭設(shè)暖棚，內(nèi)設(shè)暖風(fēng)機(jī)，混凝土終凝后表面灑水至濕潤(rùn)狀態(tài)。

4.3.2 松模養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成現(xiàn)場(chǎng)同條件試塊達(dá)到15Mpa以上進(jìn)行松模，外側(cè)模先拆除拉桿進(jìn)行松模，松模間隙為離混凝土面5～10mm為宜；

松摸后立即采用“自動(dòng)電熱水器進(jìn)行滴灌養(yǎng)護(hù)”，在爬架頂層操作平臺(tái)上設(shè)置一個(gè)供水水箱和一個(gè)可調(diào)節(jié)溫度的加熱水箱；由供水水箱提供經(jīng)自來(lái)水送至加熱水箱，根據(jù)監(jiān)控到位的指令數(shù)據(jù)對(duì)水溫減小動(dòng)態(tài)調(diào)整，確保點(diǎn)罐水溫與混凝土表面溫度小于15℃（控制表環(huán)溫差不超過(guò)15℃），塔柱頂面四周布設(shè)一圈主水管，主水管外接小的支水管，支水管伸入模板頂口縫隙中進(jìn)行點(diǎn)滴養(yǎng)護(hù)，為防止支水管滴水滴到模板上，現(xiàn)場(chǎng)在滴管口與模板間嵌入海綿條，確保養(yǎng)護(hù)水直接與混凝土接觸，通過(guò)滴灌養(yǎng)護(hù)措施保證了松模后混凝土表面的保水效果。見(jiàn)圖8～9。

4.3.3 拆模養(yǎng)護(hù)

根據(jù)監(jiān)控元件測(cè)得，待混凝土表面溫度與環(huán)境溫度小于15℃即可拆模，拆除一片模板，涂刷一處養(yǎng)護(hù)液，養(yǎng)護(hù)液采用滾筒滾涂方式，均勻涂刷兩遍，達(dá)到有效保水、阻隔效果；

模板拆除后及時(shí)采取防風(fēng)措施，塔身四周側(cè)壁全斷面圍裹防火布防風(fēng)；防火布掛設(shè)在液壓操作層及混凝土修飾層平臺(tái)梁上（單層高度約6.3m，設(shè)置兩層），后續(xù)隨隨爬模系統(tǒng)進(jìn)行爬升，做好混凝土的防風(fēng)措施；見(jiàn)圖10-11。

5 溫控控制效果

塔柱每節(jié)段施工完成后，通過(guò)第三方對(duì)每節(jié)段塔柱進(jìn)行檢測(cè)，塔柱裂縫得到了很好的控制，多節(jié)塔柱做到拆模后無(wú)裂縫，整個(gè)橋塔未出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，取得非常好的效果，得到了行業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)主塔混凝土的溫控作一簡(jiǎn)單介紹，在本橋主塔施工中，通過(guò)提前對(duì)主塔混凝土進(jìn)行理論分析，國(guó)內(nèi)首次在塔柱內(nèi)設(shè)置冷卻水管的溫控措施等施工過(guò)程的細(xì)節(jié)控制，主塔砼裂縫及外觀質(zhì)量取得了一定的成效，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性，改變了以往人們認(rèn)為塔柱施工裂縫難以控制的看法；望該文能為其它類似工程項(xiàng)目提供一些借鑒。