鐵路橋梁承臺與塔座大體積混凝土施工技術探討

摘要：混凝土澆筑完成后，大體積混凝土受到水泥水化熱量的影響，初期溫度上升出現膨脹變形，后期溫度下降導致收縮變形，這樣會給混凝土的結構造成較大程度的損壞。文章以實際工程為例，對鐵路橋梁承臺與塔座大體積混凝土施工過程中的澆筑措施、溫控措施、料控措施進行了介紹，保證了大體積混凝土的施工質量，取得了良好的施工效果。

關鍵詞：鐵路橋梁承臺；塔座；大體積混凝土；澆筑措施；溫控措施；料控措施 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2016）08-0099-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.051

1 案例介紹

鯉魚頭雙線特大橋位于柳城縣區東泉鎮，橋區屬低山、丘陵地貌，線路跨越一個平坦開闊的平坦洼地，絕對高程130～138m，相對高差0～8m，自然坡度0°～30°，低洼及溝槽地帶多被墾為水田及旱地，有鄉村便道，交通條件一般。該橋全長635.055m，中心里程為DIIK483+952，橋跨設計為2×（19×32）m，基礎采用樁徑為Φ1.25鉆孔樁基礎，鉆孔樁最大有效樁長為22.5m；墩身采用雙線矩形橋墩，橋臺采用雙線矩形空心橋臺，最大墩高為7.0m；梁采用后張法預應力混凝土箱梁，該橋位于半徑R=4500m的緩和曲線上。

2 大體積混凝土的施工技術

混凝土澆筑完成以后，大體積混凝土會受到水泥水化熱量的影響，初期由于內部溫度急速上升會造成混凝土出現膨脹變形的情況，后期溫度下降又導致混凝土出現收縮變形，這樣混凝土在受到基礎約束的作用下就會產生較大的拉應力，拉應力大于混凝土抗拉強度以后就會給混凝土的結構造成較大程度的損壞。所以，為了防止混凝土施工時出現裂紋的情況，一定要出臺切實可行的辦法來控制混凝土內部的水化熱問題，采取的措施包括以下兩點：第一，優化混凝土的配合比。為了降低混凝土出現裂紋的情況，在保證各項指標符合設計標準的情況下，可以將混凝土材料的配合比例進行合理控制，以此來實現控制水化熱的目的；第二，對混凝土的澆筑間歇期進行合理的控制。為了降低對下層混凝土的影響，混凝土施工的間歇期一定要進行合理的控制，兩層混凝土的有效施工間歇期為半個月。

2.1 設計混凝土配合比

由于混凝土的水化熱問題受水泥的使用量直接影響，因此在滿足設計標準的情況下，一定要將水泥的使用量控制好，這樣可以有效控制水泥的水化熱問題。為了高效預防混凝土受溫度影響出現的問題，可以使用粉煤灰來替代部分的水泥使用量，這樣就有效地控制了水化熱問題。

2.2 澆筑大體積混凝土

該工程使用斜面推進法和分層法來對塔座大體積混凝土和主墩承臺進行施工，使用布設溜槽的辦法對布料桿未覆蓋的區域進行施工。塔座澆筑的時候，在封底混凝土頂面上安裝腳手管，同時放置混凝土墊塊在腳手管的下面。混凝土澆筑的時候，使用布料桿直接將混凝土輸送到溜槽中，借助溜槽實現分散澆筑，澆筑振搗塔座混凝土的時候，振搗棒不可以接觸到預應力管道。澆筑混凝土的時候，預埋件和預埋筋要有專人負責，確保其穩定不發生位移。為了有效預防混凝土澆筑后出現裂紋，可以對頂部混凝土實施二次振搗，一定要抹平壓實確保其平整。承臺澆筑需要大量的混凝土，一定要早做準備，澆筑時厚度要控制在0.3m左右，嚴格按照振搗要求對其振搗，防止出現任何的紕漏。模板和預埋件的振搗時間不可以太長，振搗密實的主要特征為混凝土不再下沉、沒有氣泡產生，且表面非常平整。底板和模板的四周不可以過度振搗，防止出現漏漿的情況，澆筑完成混凝土以后，多余的砂漿立即處理掉，還要將表面及時地抹平。

3 現場溫控和溫控方法

塔座和承臺大體積混凝土施工的時候，一定要嚴格地監控整個工程，從混凝土攪拌、輸送、澆筑、養護到保溫都要進行監控，尤其是混凝土分層、溫度、間歇期、冷卻以及養護的過程都要嚴格的監管，這樣混凝土的施工質量可以得到充分的保證。

3.1 分層

依據設計標準和工程實際情況，承臺6m使用C40混凝土分兩層進行澆筑；塔座3m使用C40混凝土分兩層進行澆筑。

3.2 澆筑溫度

不同的季節對混凝土的澆筑溫度要求不同，混凝土攪拌以前，經過對水、石、砂、粉煤灰以及水泥的溫度進行測量，從而獲得混凝土的出機溫度，以此來推斷混凝土的澆筑溫度，在設計的范圍之內，盡量降低混凝土的澆筑溫度。

3.3 澆筑間歇期

混凝土澆筑的間歇日期大約為一周左右，下層混凝土峰值過去以后，上層混凝土才能澆筑。有的地方混凝土的澆筑間歇期較長，需要進行實地檢測才能確定下層混凝土的澆筑時間，一定要充分做好混凝土的養護和保溫工作，使用灑水養護的辦法，將混凝土表面覆蓋麻袋進行保溫處理。

3.4 通水冷卻

3.4.1 布置水管。依據混凝土的內部溫度特點，可以采取埋設冷卻水管的辦法來冷卻混凝土，使用半徑為1.5cm的薄壁鋼管，水平距離保持在1m左右，埋設的水管距離混凝土表面1m以內，集中布置冷卻水管，這樣可以實現高效管理。為了更進一步做好混凝土內部溫度和外部溫度的控制工作，使用溫度測試儀布置在承臺上方來收集溫度數據，主要用來對各個階段散熱管溫度和外界溫度進行收集，分析溫度變化的基本規律，將具體的溫度控制標準確定出來。

3.4.2 使用和控制冷卻水管。為了預防管道的阻水或漏水，在冷卻水管使用以前進行壓水試驗。混凝土澆筑超過冷卻水管高度以后可以進行通水，混凝土峰值過后，如果混凝土的降溫速度太快就可以停止通水了。為了預防上層混凝土澆筑以后下層混凝土的溫度再次升高，可以使用二次冷卻的辦法。進出水的溫度一定要控制好，混凝土內部溫度和冷卻水管進水溫度之間的差距在30℃以內的時候，可以將進水的溫度調節降低。通水完成以后，使用相同等級的混凝土對冷卻水管進行封堵。

3.5 保溫

對施工結束的混凝土要進行保溫處理，這樣可以高效預防混凝土表面出現裂紋的情況。主要的做法為：每一層的混凝土澆筑完成以后，側面的模板要使用兩層土工布和一層帆布進行覆蓋保溫，模板拆除以后，使用塑料膜和兩層土工布進行覆蓋保溫，在一天中溫度最高的時候進行拆模施工。每一層的混凝土都要覆蓋兩層麻袋、一層塑料膜來進行保溫，鑿毛的時候，邊鑿邊覆蓋麻袋保溫。

3.6 現場監測

依據溫度檢測結果，設置現場溫度監測點來真實地反映混凝土的溫度變化，從而實現信息化管理，布置測點的時候，一定要推行重點突出、顧全大局的策略。使用JGY-100智能化數字多回路檢測儀來對溫度進行監測，使用PN溫度傳感器來傳輸溫度。傳感器的鋪設一定要在混凝土澆筑以前完成，還要把屏蔽信號線和溫度巡檢儀連接在一起，混凝土澆筑完成以后，所有的監測項目都可以開始了。測試混凝土溫度的時候，峰值出現之前要兩天監測一次，峰值過后要四天監測一次，連續一周，接著轉變成一天兩次，直到溫度平穩結束。還要對混凝土入倉溫度、出機溫度、冷卻水管的溫度以及氣溫進行監測。

4 評價溫控效果

（1）對大體積混凝土進行溫度控制的時候，關鍵的影響因素就是混凝土的配合比。在保證混凝土耐久性和施工要求的前提下，一定要不斷優化混凝土的配合比，將水泥的使用量降到最低，合理地選擇原材料。對溫度進行監測時，發現承臺大體積混凝土的最高溫度要保持在64℃以內，塔座的最高溫度要保持在63℃以內，這樣就可以實現混凝土的溫度控制。（2）依據溫度控制標準來設置溫度控制辦法，使用內降外保的辦法可以有效地預防混凝土出現裂紋的情況，因為這樣的辦法不僅將早期的溫度峰值進行了有效的控制，還使混凝土的內表溫差得到了有效的降低。（3）經過對C50和C40混凝土進行抗拉強度測試，得出的結論為4.8MPa和3.6MPa。由此可以得出，混凝土的抗裂安全系數符合設計的標準，施工期的混凝土不會出現溫度裂紋的情況。

5 結語

本文結合工程的具體情況，制定了具體的大體積混凝土溫度控制措施，并制定了詳細的溫控實施計劃，保證了大體積混凝土的施工質量。在對大體積混凝土施工質量進行控制時，需要從配合比、材料等方面著手，保證大體積混凝土的低熱性和可施工性。利用雙摻技術可以更好地控制大體積混凝土內外溫度差，降低施工成本，同時采用冷卻水管降溫、控制澆筑負溫度、合理的分塊分層，可以有效避免大體積混凝土裂縫。

參考文獻

[1]劉偉，董必欽，李偉文，等.大體積混凝土的溫度應力分析及溫度裂縫研究[J].工業建筑，2008，38（7）.

[2]劉傳鵬.高速鐵路橋梁承臺大體積混凝土施工控制關鍵技術[J].高速鐵路技術，2013，（2）.

[3]黃平文.關于橋梁承臺大體積混凝土施工的探析[J].黑龍江交通科技，2012，（10）.

[4]黎生南.橋墩承臺大體積混凝土抗裂計算與溫度控制[J].武漢理工大學學報，2010，（24）.

作者簡介：王繼良（1979-），男，江蘇沛縣人，中鐵十一局集團有限公司工程師，研究方向：鐵路施工技術。

（責任編輯：王 波）