1、箱梁高性能混凝土温度控制摘要：大体积箱梁高性能混凝土对入模温度，混凝土芯部温度，内外温差，以及拆模温度都有严格的要求，在施工过程中通过一系列的试验研究，采取多种措施保证了高性能混凝土各项温度指标满足规范要求。关键词：客运专线；高性能混凝土；温度控制 Abstract: The large volume of high performance concrete box beam of casting temperature, the temperature difference between internal and external temperature, concrete core, a
2、nd the temperature have strict requirements, through a series of experimental study in the construction process, to take various measures to ensure the high performance concrete temperature indicators all meet the standard requirements. Keywords: passenger dedicated line; high performance concrete;
3、temperature control 中图分类号：TV544+.92 文献标识码：A 文章编号： 工程概况 客运专线铁路设计运行速度均大于 300Km/h，对桥梁的平顺性要求很高，为了满足这一要求，客运专线梁部设计全部为双线整孔箱形梁，这样可以增加桥梁的竖向和横向刚度，提高桥梁在列车动荷载作用下的平顺性。正是由于这一原因，增加了箱梁施工过程控制的难度。箱梁重达820t，在混凝土施工过程中的温度控制是施工的一个关键环节。新临湘梁场承担四座桥的箱梁预制任务，其中 32m 梁 167 孔，24m 梁 7 孔，合计174 孔。 高性能混凝土温控措施 2.1 高性能混凝土温度控制技术要求 2.1.1
4、混凝土浇注时，模板温度应控制在 535，混凝土入模温度应控制在 530。 2.1.2 混凝土养护期间，芯部温度不得超过 60，个别最大不得超过 65。 2.1.3 混凝土采用蒸汽养护，分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间养护棚内温度不得低于 5，升温速度不得大于 10/h,恒温养护期间蒸汽温度不宜超过 45，降温速度不得大于 10/h。 2.1.4 箱梁在养护期间，混凝土芯部与表层、表层与环境温度不得超过 15。 2.1.5 箱梁预应力管道压浆及压浆后 3 天内，梁体及环境温度不得低于 5。 2.2 箱梁施工的温度控制措施 2.2.1 合理选用混凝土配合比控制水泥水化热 客运专线箱梁采
5、用 C50 高性能混凝土，为了降低混凝土的水化热，同时提高混凝土的耐久性和其工作性能，降低了水泥用量，增加了粉煤灰和矿粉的掺量。通过多次试验最终确定的配合比为：水泥：砂：石：水：粉煤灰：矿粉：外加剂（318：725：1088：157：74：98：4.90） 。其中水泥选用 P.O42.5 级低碱普通硅酸盐水泥，细度为 0.8%；砂采用中砂，细度模数 2.9，含泥量 0.9%；碎石选用 525mm 连续级配碎石，压碎指标 5.4，含泥量 0.4%；粉煤灰为电厂生产的级粉煤灰，细度 8.8，含水率 0.12；外加剂为上海格雷司聚羧酸类高效减水剂，减水率 32%。 2.2.2 严格控制混凝土入模温度
6、 客运专线高性能混凝土入模温度必须控制在 530，但是夏季温度均高于 30，不能满足规范要求，所以必须采取措施降低混凝土温度。施工过程中通过降低原材料温度、控制混凝土浇注时间等一系列措施将混凝土入模温度控制在 30之内。 2.2.2.1 通过控制水温控制混凝土 夏季施工时将混凝土用水，首先经过冷却系统，降低水温，然后再加入搅拌机，拌和混凝土。水温最低可以降到 5。 冬季气温比较低的时候，可以把水加热后再用，注意加热时水温最大不得超过 80。 2.2.2.2 为粗细骨料设置雨棚，一方面防止雨淋，稳定骨料含水率，保证混凝土的质量稳定；另一方面，防止太阳直射，降低粗细骨料的温度，保证混凝土的温度。
7、2.2.2.3 避开一天中的高温时段浇注混凝土。夏季晚间气温普遍在30左右，所以在夏季高温时间，安排在晚间浇注混凝土，便于保证混凝土入模温度。 2.2.3 加强混凝土养生过程温度控制 养护期内，若混凝土内外温差较大，最容易出现裂纹，所以混凝土温度控制是整个温度控制的关键。 在冬季和春季气温比较低的时候，采用蒸汽养生，蒸汽养生可分静停、升温、恒温、降温四个阶段，每一阶段的温度控制必须满足 2.1.3条要求。蒸汽养护主要通过控制蒸汽的供应量和蒸汽养护时间控制箱梁温度。在混凝土浇注完 46 小时属于静停时间，此时养护棚内的温度应该控制在 5以上，只要混凝土的入模温度在 5以上，静停时间的温度就能满足
8、要求。在升温、恒温、降温阶段，每 1 个小时观测一次混凝土温度和养护棚内温度，根据观测的温度随时调整蒸汽供应量，达到调节混凝土内外温度的目的。 在夏季和秋季温度比较高时，可以采用自然养护。自然养护时必须设置保温棚，保证箱梁养护的温度和湿度。跟蒸汽养护一样，也要及时测量保温棚内和箱梁芯部混凝土温度，根据测量结果调整保温棚内温度。可以采用对箱梁包裹和通风的措施调节温度。 混凝土芯部温度观测 浇注混凝土以后对箱梁温度进行测定，由此获得温度分布情况和温升时程曲线,根据测量的混凝土芯部温度，调整养生温度和拆模时间。梁场采用了无线温度测量系统，该系统由温度传感器、温度采集器、以及发送和接收天线、计算机程序
9、组成。其基本原理是将温度传感器埋在混凝土芯部，把传感器的数据线引到混凝土外，并与温度采集器连接，通过采集器上的发射装置将采集到的数据发射出去，在办公室内安装接收器，接收器与计算机连接，接收到的数据会自动传到计算机内。打开计算机，并启动温度采集系统程序，就可检测到混凝土芯部温度，该温度会自动保存到计算机上指定位置，便于随时查看。温度更新时间间隔可以根据实际需要设定。 3.1 测温点布置 浇注梁体混凝土前，在梁体内预埋 JDC-2 型预埋式测温线探头，测温探头分别埋设在跨中截面和距梁端 1.5m 截面，每个截面 6 个测点。分别代表跨中和两端不同部位温度值，具体布置如下图。JDC-2 型测温仪主要
10、技术指标：测温范围：-30130，测温误差：0.1，分辨率： 0.01，操作环境温度：-2050。 图 3.1 3.2 测温时间安排 梁体混凝土浇注完成后开始测温作业，在梁体静养阶段每小时观测1 次。在蒸汽养生升温阶段每半小时观测一次。恒温阶段前两小时内每半小时观测一次，以后每一小时观测一次。降温阶段每半时观测一次。并且在蒸养过程中必须按照上述测试频率观测蒸养篷内温度变化。当蒸养篷内温度接近常温后可适当延长测试间隔时间。自然养护时，可以每隔1 小时观测一次。 3.3 混凝土芯部温度变化规律 在箱梁混凝土温度观测时设置了两个观测断面，分别为跨中截面和距梁端 1.5m 的截面，由于距梁端 1.5m
11、 箱梁截面顶板、腹板和底板都比跨中截面厚，该截面所测温度更能反映混凝土芯部温度变化规律。所以以距梁端 1.5m 截面混凝土芯部温度的变化来分析混凝土芯部温度变化规律。图 3.2 是距梁端 1.5m 截面底板、腹板、顶板与腹板的倒角位置混凝土温度变化曲线。 图 3.2 混凝土浇注完成后就开始进行温度观测，观测时的环境温度在1722之间，混凝土入模温度控制在 19左右。通过观测发现混凝土芯部温度呈近似的抛物线形变化，混凝土浇注完 38 小时后温度达到最大，86 小时后温度基本和环境温度一致。底板、腹板、顶板与腹板倒角处在混凝土浇注完 38 小时温度都达到最高，其中底板最高温 45.7，腹板最高温
12、45.9，倒角位置最高温 57.2，并且在整个温度变化过程中，倒角位置的温度明显高于其它部位，分析认为主要是因为混凝土厚度影响形成的，底板、腹板、顶板与腹板倒角的厚度分别为：700mm,610mm,1072mm。 结束语 客运专线箱梁高性能混凝土温度控制是箱梁预制过程中的一个关键环节，对于控制混凝土内部的温度应力和表面裂纹有重要意义。梁场采取了一系列措施，成功控制了箱梁混凝土的各项温度指标，对同类工程施工借鉴意有一定的借鉴意义。 参考文献 1 铁建设200313 号客运专线高性能混凝土暂行技术条件 2客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件 2005 3 铁建设2004157 号京沪高速铁路设计暂行规定
