高速铁路箱梁预制混凝土温度控制技术探讨

摘要：在进行预制箱梁时的混凝土温度控制很关键，控制不当，导致裂缝的产生，降低工程质量，因此，如何做好混凝土的温度监测控制，是保障工程质量的关键。本文就某客运专线的箱梁梁体混凝土温度的控制措施进行探讨。

关键词：预制箱梁；混凝土；温度控制

前言

结合某工程案例，通过对箱梁预制混凝土温度测量点的布设及记录，把握温度变化规律，对温度进行优化控制。通过本次研究，进一步提升预制箱梁的安全性及耐久性，具有重要现实意义。

一、工程概述

某桥梁建设项目位置属季风气候降水量多集中在6～8月，大风多集中在3～4月。年平均温度在13.1-13.5℃，极端最高气温为41.9℃，极端最低气温为-l7℃，最冷月平均气温在-4.6℃，土壤最大冻结深度0.8m。

二、箱梁预制养护过程中的温度控制

选用HNT-D大体积混凝土温度测试仪，主机与测温线连接构成测温系统，可根据现场需要和测温点数量灵活配置。

主机为便携式仪表，设有电源开关、设置面板、24路通道、插座和液晶显示屏，可数字显示被测温度值，并有夜间测温读数照明功能。可同时测量24路温度数据，并配有无线接收器，可实现数据无线传输。预埋式测温线由插头、导线和测温头（Ф30mm×5mm的金属管，管内前端封装DS18B20温度传感器）制成，适宜测量混凝土内部温度。每支测温线可测一点温度，在施工中可任意布置测温点。

为精确测量养护过程中梁体各部位温度情况，适时调整蒸汽量，保证梁体温差符合技术条件要求。每孔箱梁共设11个测温点：1～6点测混凝土芯部温度，7，8点测混凝土表面温度，9点测箱内温度，10点测箱外温度，11点测环境温度。具体如下：①1，2点。向北方向距离端部1500mm截面腹板中芯部左右各一处；②3，4点向南方向距离端部1500mm截面腹板中芯部左右各一处；③5，6点1/2截面腹板中芯部左右各一处；④7，8点 1/4和3/4截面翼缘表层各一处；⑤9点 箱内；⑥10点翼缘下棚内；011点 棚外。现场采用计算机无线测温系统，每5min采集一次所有测量点温度，每半小时记录一次。从箱梁浇筑完毕后开始，达到拆模要求时停止。

3数据收集

箱梁浇筑完毕后，开始对布置点进行测温监控，采取计算机无线接收实时监控与现场监控相结合。做好测温记录，现场随时采取应对措施，最终形成温度变化曲线，曲线上可以读取混凝土芯部、混凝土表面、箱内、箱外、环境等温度，以及它们之间的温差等，监测养护情况。

选取梁场生产的部分典型预制箱梁作为研究对象，相关基本资料如表1所示，箱梁上各监控点温度变化曲线如图2所示，该梁预制场地其他箱梁温度变化规律与其基本相似。

三、结果分析

从图2可以得到如下规律：混凝土浇筑完成，静停4～6h后，混凝土开始升温；混凝土芯部温度在浇筑完成后12～33h达到峰值。夏季较早，峰值在60～65℃；冬季较晚，峰值在50～60℃；混凝土表面温度随芯部温度变化，并且低于芯部温度0～15℃；箱内温度低于混凝土表面温度；箱外温度低于箱内温度，受蒸汽温度与环境温度影响；混凝土升温阶段较为急剧，降温阶段较为缓慢，降温速率远低于升温速率。

四、混凝土养护

为保证已浇筑混凝土在规定龄期内达到设计强度，并防止产生收缩裂缝，必须做好养护工作。养护期间应加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少混凝土表面暴露时间，及时对混凝土进行包裹，确保裹覆层不透水，本梁场采用篷布进行覆盖，防止表面水分蒸发。梁体混凝土养护分为蒸汽养护、自然养护两个阶段。

（一）蒸汽养护

梁场蒸汽养护采用养护棚封闭、恒温保湿机供蒸汽的养护方法。梁体混凝土灌注完毕，抹面完成后，立即覆盖养护罩，整个过程控制在静停时间内。

每片箱梁设专门温度监控人员，根据测温系统测得的数据，及时调整蒸汽控制阀门以调整温度的升降来保证整个蒸汽养护过程的温度控制符合规范要求。在蒸汽养护阶段，蒸汽温度应随混凝土温 度的过快升高而下降、随着混凝土温度的过快下降 而升高；夏季降低蒸汽温度，气温较高时采用篷布覆盖自然养护，冬季加强蒸汽温度；从而保证混凝土夏季不会超过警戒温度，冬季不会因为温度过低而影响箱梁的强度提升。

（二）自然养护

本梁场自然养护采用覆盖洒水的方法，利用平均气温高于5℃的自然条件下，用土工布对混凝土表面加以覆盖并洒水，使混凝土在一定的时间内保持水泥水化作用所需要的适当温度和湿度条件。在环境温度高于5℃时，保证梁体不致开裂的情况下，采用洒水养护；当箱梁混凝土灌注完毕，在顶板顶部覆盖土工布，初凝后，对桥面进行洒水养护；梁体养护用水与拌制梁体混凝土用水相同；洒水次数以混凝土表面湿润状态为度。白天1～2h一次，晚上4h一次。

混凝土终凝后持续保湿养护时间应符合《客运专线缺陷隧道工程施工质量验收暂行标准》中表7.4.16规定。另外，还需满足拆模后持续养护时间≥14d的规定。在冬季和炎热季节混凝土拆模后，若骤然降温，则采取保温（冬季）隔热（夏季）措施，防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温骤降等）而发生剧烈变化。当环境温度

五、箱梁混凝土裂缝控制方法

混凝土裂缝产生的原因比较复杂，有时同一处裂缝可能由多种因素同时造成。除去原材料与施工工艺造成的影响，养护不当也是造成裂缝产生的重要原因，采用有效的养护措施加以预防，可有效防止因养护不

当造成的裂缝。养护时减少裂缝出现的理想条件为：温度尽可能低、湿度尽可能大、养护时间尽可能长。

养护不当的原因及措施：①缺水引起裂缝 通过测温系统监控混凝土芯部温度，温度不宜超过65℃。如温度超过65℃，在不影响工期的前提下，而且在规范允许的情况下，养护环境尽量向理想条件靠近。浇筑完毕后，覆盖塑料薄膜。夏季可以采用棚内自然养护。防止水分散失过快，导致棚内蒸汽不足，混凝土严重缺水，产生裂缝。②温差引起裂缝 混凝土人模温度过高，导致前期混凝土芯部温度由于水化热而产生的热量过大，混凝土芯部与表层、表层与箱内的温差过大，易产生裂缝。降低混凝土的人模温度，降低水化热。养护期间实时监控混凝土芯部与表层、表层与箱内的温差，使其不超过15℃，如超过15℃，注意通风散热，防止混凝土出现裂缝。③拆模温度控制不当引起裂缝拆模时未采取措施保证梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不超过15℃，从而产生裂缝。应监控各部位温度，混凝土强度满足拆模后，注意通风散热，只有当温度降到符合规定时才允许拆模。

六、结束语

现场测试数据分析表明，混凝土预制箱梁各部位混凝土在养护期间的温度变化是有规律的。采取正确的管理手段，合理控制预制箱梁各养护阶段的温度，实施温度最佳控制方案及养护措施，提高预制箱梁效率和保证质量，最终提升了客运专线桥梁的安全性和耐久性。