主橋承臺(tái)大體積混凝土施工降溫方案探析

杜建

摘要：近些年我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了社會(huì)各個(gè)方面的發(fā)展，城市化建設(shè)使高層建筑越來(lái)越多，交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展使得社會(huì)對(duì)公路和橋梁的質(zhì)量和稱(chēng)重要求越來(lái)越高，給交通建設(shè)帶來(lái)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(tái)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(kāi)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(shí)間固化才能成型使用，在固化的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生較大的溫差，如果處理不慎，會(huì)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(xiàng)工程為例，對(duì)工程進(jìn)行了深入的分析，并提出了一系列的主橋承臺(tái)大體積混凝土施工降溫措施，希望能為我國(guó)橋梁建設(shè)貢獻(xiàn)一部分力量。

關(guān)鍵詞：主橋承臺(tái)；大體積混凝土；水化熱；降溫；措施

1、工程概況

1.1工程簡(jiǎn)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(guò)測(cè)量得知交叉里程大約為DK925+043，橋梁全長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)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(jì)。單幅橋箱的尺寸大致是，頂寬15米，底寬9米，懸臂長(zhǎng)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(tái)，分離式實(shí)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(diǎn)

主橋連續(xù)梁5#、6#、7#、8#承臺(tái)大體積混凝土施工是此次施工降溫防護(hù)措施的主體。其中5#、8#邊墩承臺(tái)尺寸：長(zhǎng)21.2m、寬6.6m、高3.0m，單個(gè)承臺(tái)混凝土用量約為420m?。6#、7#主墩承臺(tái)尺寸為31.4（長(zhǎng)）*10.5（長(zhǎng)）*4（高），需要的混凝土約為1318.8m?。選擇等級(jí)為強(qiáng)度為C30強(qiáng)度的混凝土作為承臺(tái)建設(shè)的材料。由于5#、6#、7#、8#橋墩的承臺(tái)體積較大，所以待混凝土在工人進(jìn)行澆筑之后，在凝固、晾干的過(guò)程中會(huì)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(tái)內(nèi)部，利用水的循環(huán)來(lái)降低混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的高溫，外部進(jìn)行人工灑水散熱的方式。

2、承臺(tái)大體積混凝土降溫施工

2.1施工方法

承臺(tái)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(jìn)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(duì)承臺(tái)散熱管進(jìn)行加固，與承臺(tái)的鋼筋之間進(jìn)行焊接，后續(xù)需要用到盤(pán)圓鋼筋，將盤(pán)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(tái)的散熱管鋼筋進(jìn)行連接。需要注意的是，承臺(tái)內(nèi)的鋼筋要與后來(lái)加入的散熱管固定用的鋼筋進(jìn)行充分的連接，通過(guò)焊接的方式使其能夠成為一個(gè)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(jìn)水口與出水口各設(shè)置一道閥門(mén)，控制進(jìn)水流量和方向。每層散熱管網(wǎng)獨(dú)立入水，在進(jìn)出口側(cè)設(shè)置儲(chǔ)、蓄水池。在承臺(tái)混凝土內(nèi)部預(yù)留測(cè)溫孔，每2小時(shí)測(cè)量一次，利用測(cè)溫孔測(cè)量承臺(tái)內(nèi)部溫度與出口水溫測(cè)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(tái)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(jìn)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(tái)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(tái)，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(tái)內(nèi)部預(yù)留測(cè)溫孔的位置，深度需不低于1.5米。

每層散熱水管網(wǎng)獨(dú)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(tái)共設(shè)四個(gè)進(jìn)水口及四個(gè)出水口；邊墩承臺(tái)5#、8#共三個(gè)進(jìn)水口及三個(gè)出水口，并在進(jìn)出水口處預(yù)留接口及開(kāi)閉閥門(mén)，在整個(gè)水管網(wǎng)建設(shè)布置完畢后，要進(jìn)行通水測(cè)試，以保證整個(gè)水管網(wǎng)能正常工作，沒(méi)有漏水。散熱管、測(cè)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(zhuān)人負(fù)責(zé)測(cè)溫與通水。混凝土澆筑完畢表面初凝后即開(kāi)始通冷卻水，進(jìn)出水口每4小時(shí)交換一次，使承臺(tái)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(tái)混凝土澆筑注意事項(xiàng)

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(jìn)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(jí)配相對(duì)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(shí)行分層原則，每層厚度不可超過(guò)300mm，等一層初凝后再進(jìn)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(zhǎng)不能超過(guò)1小時(shí)。

3.要安排專(zhuān)職人員在施工過(guò)程中進(jìn)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(shí)進(jìn)行矯正，并做好測(cè)溫工作。

4.要提前查看天氣預(yù)報(bào)，注意雨天的防護(hù)工作。如果遇到突發(fā)情況下大雨，應(yīng)立即停止?jié)仓炷粒瑢?duì)已經(jīng)澆筑的混凝土進(jìn)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(qiáng)度。

5.承臺(tái)養(yǎng)護(hù)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(tái)混凝土保溫養(yǎng)護(hù)

4.1作用和目的

任何工程建設(shè)，都離不開(kāi)養(yǎng)護(hù)，大體積混凝土施工建設(shè)也不例外，而且主要需要進(jìn)行的是保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，避免因?yàn)橥獠克秩笔б约皟?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(hù)的材料和方法

混凝土澆筑完成之后，需要謹(jǐn)慎護(hù)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(shí)在保溫、保濕材料上噴水，確保混凝土表面水分充足。

混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)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(guò)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(tái)處澆筑的混凝土體積較大，那么在施工過(guò)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(duì)溫差進(jìn)行控制，在混凝土中埋設(shè)散熱管，通過(guò)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(hù)及散熱管降溫按7天考慮，降溫速率取2～3℃/d，施工時(shí)取低限值。

5.2保障措施

1.澆筑混凝土?xí)r避免陽(yáng)光直曬，一般選擇在溫度較低時(shí)施工，對(duì)粗骨料進(jìn)行噴水和覆蓋，降低混凝土溫度。

2.監(jiān)測(cè)出水口與入水口的溫度差，當(dāng)產(chǎn)生的溫差較小時(shí)，需要減小水的流動(dòng)速度，當(dāng)產(chǎn)生的溫差比較大時(shí)，需要提高水的流動(dòng)速度，通過(guò)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(duì)混凝土的保濕和保溫，使混凝土能夠在逐漸的降溫過(guò)程中慢慢變干，防止因?yàn)閮?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(qiáng)對(duì)混凝土內(nèi)外溫度的監(jiān)測(cè)工作，前期需要在1-2小時(shí)內(nèi)進(jìn)行一次，并根據(jù)溫差及時(shí)調(diào)整措施，以免影響之后的工程進(jìn)行，后期的話可以增加時(shí)間間隔，3-5小時(shí)之內(nèi)監(jiān)測(cè)一次即可。

參考文獻(xiàn)

[1]《降溫法在承臺(tái)大體積混凝土施工中的應(yīng)用》代春艷 - 《中國(guó)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(shí)代》- 2013

（作者單位：中鐵二十三局集團(tuán)有限公司）