橋梁大體積混凝土承臺施工及溫度裂縫控制

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摘要：本文主要針對橋梁大體積混凝土承臺施工及溫度裂縫控制展開了探討，通過結合了具體的工程實例，對承臺大體積混凝土澆筑施工方案作了詳細的闡述，并系統分析了承臺大體積混凝土溫度監測，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：大體積混凝土；承臺施工；溫度裂縫控制

現今國內橋梁工程發展迅速，隨著水平的不斷提高，在各種結構體系橋梁事業中均取得了突破性的成就。但是，橋梁工程的發展存在普遍性的瓶頸，即大體積混凝土裂縫的防治。由于混凝土是一種脆性材料，早期強度小，加上大體積混凝土水化熱大，溫差難以控制，造成內外微小裂縫的蔓延，嚴重影響了混凝土結構的耐久性和美觀。因此，做好混凝土施工的溫度裂縫控制尤為重要。

工程概述

橋梁起點樁號為K53+381.35，終點樁號為K54+081.48K，橋梁全長702.02m。主橋采用預應力混凝土連續剛構橋，全橋跨徑組成為3×40mT梁+（103m+2×200m+103m）連續剛構+4×40mT梁，最大的墩高是163.25m。采取左右幅整體式的主墩承臺，平面尺寸是23m×20.35m，厚度是5m，單個承臺的混凝土方量是2448m3，混凝土標號為C30。

1 承臺大體積混凝土澆筑施工方案

1.1 施工總體方案的確定

根據工期要求、施工準備以及其特點，確定一次澆筑成型。為使澆筑強度降低，施工時采用“整體分層，薄層施工，循序澆筑，一次成型”原則，混凝土以28cm的厚度為宜。為保證厚度平均，開設15個下料口，因混凝土高度落差會產生離析，在澆筑時應布設串桶，待澆筑至2.8m以上封堵下料口，串桶被拆，繼續澆筑。

混凝土澆筑配置照明系統，運用二班制。考慮到澆筑時間，采用兩臺75拌和站同時澆筑的方案，兩臺拌和站的輸送泵均為HBT90—21—220s型。

通過計算得出75 型拌和站的生產能力為54m3，根據承臺方量，澆筑時間持續約46h，如中間一套拌和站出現問題，另一套拌和站單獨運轉也能滿足需要。

1.2 混凝土振搗注意事項

混凝土的振搗采用手提式振動棒，將30振搗棒和50振搗棒結合使用，靠近模板部分采用30棒振搗，防止模板變形，其他區域采用50 棒振搗，插搗的間距不大于振動棒長度的1.5倍。振動棒需遠離模板，與模板至少保持10cm左右的距離。為了防止混凝土振搗不密實，應采取快插慢拔的方式振搗，以防止由于快速上拔而在混凝土中留下空洞。為了保證振搗的均勻性，應不斷均勻移動振搗棒的位置。為保證連續澆筑時每層連接密實，施工層振搗時應插入上一施工界面至少10cm左右，并確保不留施工縫。

1.3 承臺模板方案

承臺模板采用尺寸為3.5m×1.5m、3×1.5m、3.5×1m 的定型特制大塊鋼模，模板表面須平整、清潔。經過施工放樣后精確拼裝，上下采用Φ20螺栓加螺母連接，模板采用內拉方式固定，拉桿采用Φ20螺紋鋼筋套絲加螺母墊片方式，順橋及橫橋向采用Φ20鋼筋拉桿連接至模板外型鋼骨架上，內側焊接在承臺主筋及樁基鋼筋上，以防止承臺模板的整體位移，底板采用水泥砂漿墊層并調整至設計標高。模板安裝前應用角磨機進行打磨，并均勻涂刷脫模劑。

1.4 混凝土養護方案

混凝土的養護是施工中的關鍵。除滿足規范外，還應用塑料薄膜或者養護劑等對承臺進行整體覆蓋，并檢驗是否全部覆蓋到位，不留死角，同時灑水養生保持混凝土表面的濕度。

在混凝土澆筑前應在承臺內安裝溫度監控設施，利用專用設備監測混凝土的內部溫度，并由專門負責養護的工人和技術人員定時觀測混凝土內外溫度，并做好記錄。技術人員應及時匯總并分析溫度變化情況，控制水流，以利于及時調整養護措施；當混凝土的表層溫度與環境最大溫差小于20℃時，可逐步移除表面覆蓋物。

1.5 冷卻循環水管設置

為了保證混凝土內部溫度不至于過高，應及時疏導水化熱，在承臺內部設置冷凝管，通過水流進行冷卻。冷卻循環水管經過計算后安裝，承臺中共布置5層冷凝水管，每層都單獨設有進出水口。本次施工冷卻管采用Φ50mmHPB235薄鐵管，每層單根冷凝管長度為23m（順橋向），按照0.65m（橫橋向）的間距設置30根，冷凝管每側距模板距離為50cm。澆筑前逐層試通水，并認真檢查冷卻水管是否有破損、漏水及不通的現象。

冷凝水采用泵送加壓、循環利用方式進行循環冷卻。為保證進出水口的溫差及提高冷卻果，每一層冷卻水管設置兩個進水口和出水口以保證不因內部循環水管過長而影響散熱效果。在出水口溫度較低時（混凝土內部水化熱不大時），可以將兩個進水口進行串聯，采取一端進水、一端出水的方式進行冷卻處理。

在注水冷卻的過程中，當進水口與出水口的溫度相差太大，且出水口的溫度較高時，要將進水口改為出水口且同時測溫。隨時更改進出口的位置有利于混凝土內部冷卻。

1.6 應急保障

為了保證承臺澆筑的連續進行，確保一次澆筑成功，施工前應做好各項物資的準備工作。由于一次澆筑使用的混凝土方量巨大，澆筑持續時間長，砂石料、水泥等各種輔助材料消耗量很大，再加上受地形限制料倉容量有限，提前做好準備工作尤為重要。為了保證砂石料及水泥的供應，應提前備料并與地材供應商聯系好，生產料場應提前準備足夠的材料，并安排好運輸車輛保證正常供應；由于水泥運輸路途較長，應提前與水泥生產廠家協商好每天水泥的供應量，并準備好備用水泥運輸車輛，以防止長途運輸中的突發事故導致水泥斷供。

承臺施工前應與當地電力部門做好溝通，確保電力的正常供應，并同時做好備用發電機設備及柴油等材料的儲備。如果出現意外突然停電，應立即啟用備用的2臺500kW 發電機進行供電施工。同時施工現場配備兩臺25t吊車和混凝土運輸車，以備在拌和或者輸送泵機械突然發生故障的情況下正常連續施工。

在承臺施工現場周圍搭設腳手架，配備防雨篷布以防突發降雨，或在溫度異常升高時采取防曬措施。

2 承臺大體積混凝土溫度監測

混凝土在澆筑過程中會逐漸凝固并釋放大量水化熱。如果混凝土產生的熱能逐步積聚而不能得到及時的疏導和釋放，很容易導致承臺由于內部溫度過高產生溫度裂縫，從而影響混凝土的使用壽命和整體強度，對工程產生不利影響，更為嚴重的會導致成品報廢。

混凝土內部積聚溫度的高低取決于其釋放水化熱的程度。實際中，由于外界環境溫度不斷變化，混凝土各部位的溫度與外部環境存在不同的溫度差異，會導致混凝土與周圍環境之間產生熱能交換，從而使溫度產生很大變化，其變化規律是由低到高，又由高到低。根據以往的工程經驗，可采取以下溫控措施進行監測：根據承臺的對稱性，選擇承臺的四分之一進行溫度場的測定；對混凝土水化熱擬采用鉑式溫度傳感器進行溫度測量。

（1）測點布置

埋入承臺的溫度傳感器共分5層，每層又設置13個測點，溫度傳感器布置如圖1所示。

圖1 主墩承臺溫度傳感器布置圖（單位：cm）

（2）注意事項

測點的總數量為13×5=65個，注意各測點的編號、標記；傳感器導線必須順著鋼筋走，并固定，線長不夠時，采用普通豎包線接長，接頭用絕緣膠帶纏好。

（3）溫度監測指標

溫度監控的目的是使大體積混凝土內部的溫度場變化按照設計的方向發展，以利于控制，防止溫度裂縫的產生或把裂縫控制在某個界限內。其主要包括以下幾個方面指標：①降低承臺中心混凝土的最高溫度和最高溫升；②降低內外溫差，使混凝土內溫度分布盡量均勻；③控制上下層溫差，以防止可能出現的層間裂縫；④控制混凝土降溫速率，以防止出現冷擊。

溫度控制具體目標參照設計文件及相關施工規范的規定：混凝土內外溫差控制在25℃以內；混凝土降溫速率控制值≤1.5℃/d；出水口流量控制值保證在30L/min。

（4）溫度實時監測

針對承臺溫度監測的時間范圍一般為自澆筑開始至混凝土凝結后15d。在此期間應采取不同的觀測頻率對溫度進行監測。混凝土澆筑完成后大部分的熱量是在前3d凝固期間進行釋放，故澆筑完成后的前3d應高頻度監測（每2h進行一次溫度采集監測）；待混凝土溫度達到峰值后，可以將監測周期延長至每4h進行一次溫度數據采集；當混凝土內部溫度下降均勻以后，溫度采集周期可以延長至每12h進行一次溫度數據采集。溫度采集的數據主要包括：每層冷凝管進、出水口的溫度；混凝土內部溫度傳感器的溫度；大氣溫度；混凝土表面的溫度。

溫度采集要求現場的技術人員對施工現場的氣候和溫度變化情況進行記錄，對采集到的數據應及時匯總，如遇到溫度異常，應及時與技術負責人聯系，采取有效措施，包括調整進水的流量和通水時間、控制進水的溫度或加蓋保溫覆蓋物等。

（5）整理并分析監測結果

根據溫度監測結果，繪制測點實時溫度曲線，以檢驗溫控措施是否合理、有效，對實測數據與理論計算結果進行對比分析，得出混凝土內部溫度場的分布規律。

3 結語

綜上所述，承臺混凝土施工的溫度裂縫控制是橋梁混凝土施工中一項非常重要的工作。因此，相關的工作單位必須要充分考慮施工過程中會出現的影響因素，采取先進有效的措施控制好混凝土的溫度，以防止溫度裂縫的產生，為保障橋梁工程的順利施工奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]楊萬生.淺談橋梁大體積混凝土承臺溫度裂縫控制施工工藝[J].施工技術.2011（S2）.

[2]劉衛.大體積承臺混凝土溫度裂縫控制措施及效果分析[J].中國市政工程.2008（04）.