城际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。本文就湖北城际汉孝铁路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

中图分类号：TU74 文献标识码：A

前言

结合汉孝城际铁路工程案例，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

汉孝城际铁路工程建设项目箱梁预制施工正值孝感市夏季，日平均气温为32℃，日最大温差约为9℃。所用养护方式为自然养护，于第二次抹面完毕后，在桥面以及箱梁内腔覆盖土工布以湿水养护，并由养护班进行不间断洒水。

二、箱梁预制养护过程中的温度控制

（一）仪器选取

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，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。

（二）温控点布置

为精确测量养护过程中梁体各部位温度情况，适时调整养护强度，保证梁体温差符合技术条件要求。每孔箱梁共设12个测温点：其中1、3、5、7、9、11点测梁体腹板与底板交接处的混凝土芯部温度。2、4、6、8、10、12点测混凝土表层温度。具体测点布置图如图1所示。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。

图1 测点布置图

（三）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。测温频率为白天每小时测温一次,晚上每两小时测温一次,并做好记录。

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。

表1 选取的预制箱梁基本资料

三、结果分析

从下图（图2）可以得到如下规律：混凝土浇筑完成， 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。

图2箱梁温度/时间图

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，晒水养护，防止表面水分蒸发。

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《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中6.8规定。另外，还需满足拆模后持续养护时间≥14d的规定。在炎热季节混凝土拆模后，若骤然降温，则采取隔热(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。

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。

六、养护不当的原因及措施

（一）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，防止水分散失过快，导致混凝土严重缺水，产生裂缝。

（二）温差引起裂缝

混凝土入模温度过高，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。

七、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。