果子沟大桥2#主塔承台大体积混凝土温控技术措施研究

摘要：新疆果子沟大桥主塔墩承台结构尺寸长，浇筑方量大。本文着重介绍大体积承台混凝土施工中的温控标准和技术措施。

关键词：新疆果子沟大桥；大体积承台；温控标准和技术措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

由中交二航局承建的新疆果子沟大桥2#主塔墩承台为亚铃形结构，平面尺寸为49.1m×23.2m，高为5.5m，承台混凝土方量为4969.4m3，采用C30混凝土。承台分二次浇注，属大体积混凝土，具有如下特点:

（1）结构尺寸长，浇筑方量大，水化热温升大，易产生温度裂缝；

（2）桥址区属山区小气候昼夜温差大，气温较低，不易控制大体积砼内表温差；

（3）混凝土胶材用量高，水化热温升大，易产生温度裂缝；

为此，中交二航局新疆果子沟大桥项目部联合相关设计单位，根据混凝土物理、热学性能试验，计算了承台大体积混凝土的内部温度场及仿真应力场，并根据计算结果制定了不出现有害温度裂缝的温控标准和相应的温控措施。

2 温控标准

混凝土温度控制的原则是：

（1）控制混凝土浇筑温度；

（2）尽量降低混凝土的温升、延缓最高温度出现时间；

（3）控制降温速率；

（4）降低混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表面和气温之间的差值。温度控制的方法和制度需根据气温、混凝土内部温度、结构尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件确定。

据本工程的实际情况，制定如下温控标准：

（1）混凝土浇筑温度≤25℃；

（2）混凝土最大内外温差≤25℃；

（3）养护过程中，混凝土表面养护水温度与混凝土表面温度之差≤15℃；

（4）温峰过后混凝土缓慢降温，通过保温控制砼最大降温速率≤2.0℃／d。

3 现场温度控制措施

降低混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要。相同混凝土，入模温度高的温升值要比入模温度低的大许多。在混凝土浇筑之前，可通过测量水泥、粉煤灰、砂、石、水的温度，估算浇筑温度。若浇筑温度不符合控制要求，则应采取相措施。降低混凝土入仓温度的措施如下：

（1）水泥使用前应充分冷却。

（2）搭设遮阳棚，堆高骨料、底层取料、用水喷淋粗骨料。

（3）避免模板和新浇筑混凝土受阳光直射，入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不超过40℃，可采取仓面喷雾降温措施。

（4）当气温高于入仓温度时，可加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升。混凝土输送管外用草袋遮阳，并经常洒水。

（5）混凝土升温阶段，为降低最高温升，可对模板及混凝土表面进行冷却，如洒水降温、避免曝晒等，但洒水水温与混凝土表面温差应不大于15℃，不造成冷冲击为宜。

3.1 混凝土配合比设计及原材料选择

为使大体积混凝土具有良好的抗侵蚀性、体积稳定性和抗裂性能，混凝土配制应遵循如下原则：

（1）选用低水化热和含碱性量低的水泥，避免使用早强水泥；

（2）在满足混凝土强度要求的基础上降低单方混凝土中胶凝材料及硅酸盐水泥的用量；

（3）使用性能优良的高效减水剂，尽量降低拌和水用量。

3.2 混凝土浇筑温度的控制

降低混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝至关重要。相同混凝土，入模温度高的早期水化热温升值要比入模温度低的高许多。混凝土的入模温度应视气温而调整，控制在25℃以内。

3.3 冷却水管的埋设及控制

（1）水管位置

根据混凝土内部温度分布特征布设冷却水管，冷却水管均为Φ40×2.8mm的黑铁管，其水平间距为0.9m，每根水管长200m，水管距边0.9m，上下层交错布置，冷却水管进出水口集中布置，以利于统一管理。整个承台布置5层测温点，每层17个，共85个测点。

（2）冷却水管使用及其控制

1）冷却水管使用前进行压水试验，防止管道漏水、阻水；冷却水管装好后不准在管上踩踏，防止接头部位损坏漏水；

2）混凝土浇筑到各层冷却水管标高后开始通水，通水流量应达到40L/min，流速达到0.65m/s以上，使管内产生紊流，温峰过后即停止通水；

3）为防止上层混凝土浇筑后下层混凝土温度的回升，下层混凝土采用二次通水冷却，通水时间根据测温结果确定；

4）冷却水进水温度越低，与混凝土温差越大，冷却效果越好，但过大的温差会在冷却水管周围的混凝土中引起相当大的拉应力，所以通常将冷却水与混凝土之间的温差控制在20℃以内；

5）为了使冷却结束时，混凝土温度尽量均匀，在冷却过程中，应不断改变水流方向。宜每半天改变一次水流方向，尽可能压低各个断面上的水化热温升；

6）冷却通水结束后，采用同标号水泥浆或砂浆封堵冷却水管。

3.4 内表温差控制

对于大体积混凝土，由于水化放热会使温度持续升高，如果气温不是过低，在升温的一段时间内应加强散热，以冷却水出水养护，在混凝土表面形成流水；当混凝土处于降温阶段则要覆盖保温以降低降温速率。

混凝土在降温阶段如气温较低或突遇大风降温或内表温差大于20℃，必须对大体积混凝土加强保温养护。做法如下：拆模前混凝土侧面加盖或增厚保温材料，外包一层彩条布防风，并适当延长拆模时间，且拆模时间应选择一天中温度较高时段。混凝土的拆模时间不仅要考虑混凝土强度，还要保证混凝土的表面温度在拆模前后之差小于15℃，以免降温过快而开裂。拆模后保温做法为：表面喷撒水，在潮湿状态下包裹一层塑料薄膜，再外包1层土工布保温。

4 现场温度监控

为检验施工质量和温控效果，掌握温控信息，以便及时调整和改进温控措施，做到信息化施工，需对混凝土进行温度监测。大体积混凝土的温度、应力发展是一个十分复杂的问题，外界温度、湿度、施工条件、原材料变化等都会引起温度、应力的变化，只有通过温控监测，才能更准确地了解结构的质量与抗裂安全状况。

4.1 温度监测

在混凝土中埋入一定数量的温度传感，测量混凝土不同部位温度变化过程，检验不同时期的温度特性和温差标准。当温控措施效果不佳，达不到温控标准时，可及时采取补救措施；当混凝土温度远低于温控标准时，则可减少温控措施，避免浪费。

4.2 现场监测

（1）监测元件的埋没

参照《混凝土大坝安全监测技术规范》（SDJ336－89），并根据桥梁大体积混凝土的特点加以改进，由具有埋设技术和经验的专业人员操作。 为保护导线和测点不受混凝土振捣的影响，用∠36×36×3mm角钢及减震装置进行保护。

（2）现场监测要求

各项测试项目宜在混凝土浇筑后立即进行，连续不断。混凝土的温度监测，峰值以前每2h监测一次，峰值出现后每4h监测一次，持续5天，然后转入每天测１～2次，直到温度变化基本稳定，一般半月左右，每次观测完成后及时填写记录表。

在检测混凝土温度变化的同时，还应监测气温、冷却水管进出口水温、混凝土浇筑温度等。

（3）现场监测的应对措施

如果现场监测温度超出温控标准，可采取下列应对措施：

1）最高温度偏高，可以加大通水流量，降低冷却水温度的措施，但注意冷却水温度与混凝土中心温度之差在20℃以内。

2）内外温差偏高，加强内部降温，加大通水流量；加强外部保温，增加保温层厚度，做到外保内散。

3）浇筑温度超过控制范围，可以将粗骨料洒水、遮阳通风降温，拌合水投冰冷却，水泥存放散热等措施降低出机温度。

5结语

新疆果子沟大桥主塔墩承台结构尺寸长，浇筑方量大。通过介绍大体积承台混凝土施工中的温控标准和技术措施。并进行监测，结果表明采取该项措施是有效的，对类似工程起到借鉴左右。