1、1大体积承台砼施工温控技术应用及效果分析摘要：文章结合中南铁路通道一分部屈产河特大桥施工实例，系统介绍了大体积承台砼施工温控技术，并重点阐述了配比优化、应力验算、冷却系统、降温措施、温度量测以及砼养护等内容，同时对应用效果进行了技术分析，对同类型大体积砼施工具有一定的借鉴意义。 关键词：大体积砼 温控 冷却 养护 分析 1 概述 大体积砼具有结构厚、体积大、钢筋密、砼用量多、施工时间长、水化热量大、技术要求高等特点。除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性要求以外还必须控制温度变形裂缝的开展，以免影响砼构件的整体受力性能。目前在国内桥梁施工中，特别是铁路桥梁，大体积承台砼更是屡见不鲜，其施工质量
2、的好坏直接影响到桥梁的使用功能和寿命，需要重点予以关注。 2 工程概况 中南铁路通道屈产河特大桥全长 1307m，桥梁位于山西省石楼县境内，由中铁十七局第四工程有限公司承建施工，桥梁承台最大平面尺寸29.2m19.7m，厚度分别为 4m、3.5m、3m、2.5m、2m 不等，单承台最大砼量为 2300m3，设计强度等级为 C40。在前期施工中，由于降温措施采取不当，个别承台出现了明显的温度裂缝，影响了工程质量。为有效解决温度裂缝问题，四公司安质部联合项目技术人员，对大体积承台砼施2工降温技术进行了现场应用和积极探索。 3 总体思路 由于形成温度裂缝的主要原因是水泥水化过大，导致砼表面温度应力超
3、过其最大抗拉强度。因此，在施工前进行充分的准备，在施工过程中严格按照规范操作，在养护过程中合理采取降温措施，有效控制砼内外温差，确保砼温度应力在允许范围内，是实现工程质量目标的关键。 4 温控实例 4.1 配合比优化 优选原材料，同时通过调整相关参数进行试配，选择物理力学性能、施工性能及耐久性能最佳的配合比。 进行水泥水化热测定试验，本工程水泥水化热实测值为 377J/kg。 粗骨料选用级配良好的碎石，细骨料选用天然砂，含泥量均不大于 1%。 采用“双掺技术” ，即同时掺加粉煤灰和高效减水剂，降低单位砼水泥用量并延缓温升峰值出现时间。 在保证砼强度和工艺特性的基础上，尽量减少水泥用量。最终选定
4、的理论配合比为水泥：掺和料 1：细骨料：粗骨料 1：粗骨料 2：水：外加剂=1：0.43：2.28：0.75：2.98：0.51：0.016。 4.2 应力验算 4.3 冷却管及测温元件安装 4.3.1 冷却水管的布置 冷却管采用直径 42mm 壁厚 2mm 的钢管，其接口采用 90钢弯管，3在垂直范围内设两层，上层距顶面 130cm，底层距顶面 270cm，距承台边100cm。冷却水管各段配好弯头和套管，水管网沿竖向设置在承台中央，水管间距为 120cm，进、出口引出承台砼面 1m 以上，出水口有调节流量的水阀和测流量设备，冷却水管接头采用软管接头。冷却水管网按照冷却水由热中心区流向边缘区的
5、原则分层分区布置，进水管口设在靠近砼中心处，出水口设在砼边缘区，每层进、出水口错开布置（见图 1） 。另外，在承台一侧高处放置 3m3m2m 的水箱，在另一侧挖集水坑，配抽水泵，用于冷却水的循环利用，承台浇筑前先通水循环，以免阻塞影响冷却效果，冷却时间为 15d。 4.3.2 测温元件的布置 测温元件在钢筋及冷却管安装完毕后固定在设计位置，将导线沿钢筋引出承台顶面一定高度，测温线布置应具有代表性。测点沿浇筑结构高度布置在底部、中部及表面，平面上布置在边缘及中间，以此进行砼内部不同深度和表面温度的测量。该承台共布设了 12 个测点，以便更好地掌握砼表面和内部实际温度，测温元件不得同钢筋直接接触，
6、并需进行保护，同时对引出的导线逐一编号，便于温度监测。 4.4 机具降温 砼的入模温度不宜高于气温且不宜超过 30。砼搅拌站需采取如下措施：砼罐车淋水；拌合前要用冷水冲洗配料机和搅拌机，输送前冲洗输送泵，输送时要用草袋覆盖泵管，防止日照高温。 4.5 混凝土的浇筑 2011 年 6 月 26 日 8：30 屈产河特大桥 6#承台砼开始灌注，入模温4度 22.5，砼坍落度 160 mm，含气量 3.3，泌水率 16；27 日 5：00 浇筑结束，浇筑时间 20.5h。施工配合比水泥：掺和料：细骨料：粗骨料1：粗骨料 2：水：外加剂=1：0.43：2.31：0.75：2.99：0.47：0.019
7、。砼浇筑采用分层连续浇筑，一是可利用砼层面散热，二是便于振捣，分层厚度为 30cm。振捣砼时采用二次振捣法，严格控制振动棒的振捣范围，以便保持砼良好的接搓，提高密实度，防止超捣或欠捣。砼施工完毕后，在初凝之前对砼表面进行抹面收浆，以清除砼表面产生的塑性裂缝。 4.6 混凝土测温 砼浇筑 8h 后开始测温，砼温度上升阶段：1 次/2h，砼温度下降阶段：1 次/4h，待砼内部温度与大气温度温差降至 25以下时，停止测温。根据测温结果指导冷却系统工作及养护工作，确保砼中心温度与表面温度温差不超过规范规定的 25，其中砼表面温度以砼外表以内 150mm 处的温度为准。 4.7 养护调节 砼在浇筑完毕后
8、 12h 内覆盖和养护，提高早期强度，确保砼内外温差不超过 25。 砼养护时间不得少于 14d。 浇水次数以保持砼在整个养护期间内处于湿润状态为宜，当气温在 20左右时每天浇水 24 次，气候干燥时，浇水次数适当增加。 大面积结构采取四周砌砖蓄水养护。 抹面收浆后，表面上加盖草帘进行保温保湿养护，防止砼表面干裂，延缓降温速率。 5按照测温结果调节冷却管通水量的大小，当砼内外温差过大时，可将出口温水覆盖砼表面，提高砼表面温度。 5 结论与建议 掺入适量的粉煤灰及各种外加剂有效降低了砼的水化热，减缓了反应速度，为控制大体积砼温度裂缝提供了有利条件。 采用内散外蓄综合养护措施，可有效降低砼的温升值，
9、且可大大缩短养护周期，对于大体积砼施工尤其适用。 大体积砼施工，冷却水管布置层数和间距可先由试验调节确定，也可根据管的直径、导热效果来确定管的水平和垂直间距。 从施工过程和结果来看，通过优化配合比设计、安装冷却系统、规范施工操作、做好温度监测以及加强砼养护，可以有效减少桥梁承台大体积砼温度裂缝的产生，达到良好的自防水抗渗效果。 参考文献： 1周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册M.北京：人民交通出版社，2001：285-289. 2董国桢.大体积砼温度裂缝分析及控制技J.公路交通科技，2010（3）：113-115. 3刘万林.武广客专桥梁承台大体积砼施工技术J.企业技术开发，2007（10）. 作者简介： 陈耀华（1979-） ，男，工程师，毕业于长春工程学院，研究方向：施工技术与风险管理。
