高速公路橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工溫控措施

秦 戈

(山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

高速公路橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工溫控措施

秦 戈

(山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

在對(duì)大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)高速公路橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工過(guò)程中的溫度控制措施進(jìn)行了詳細(xì)探討，以期對(duì)承臺(tái)大體積混凝土的溫度裂縫控制有所幫助。

橋梁工程，承臺(tái)，溫度控制，對(duì)策

0 引言

在我國(guó)高速公路建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的背景下，橋梁在高速公路中起到的作用也越來(lái)越明顯，所以橋梁的施工質(zhì)量就顯得尤為重要。在橋梁的結(jié)構(gòu)中，承臺(tái)作為一種大體積混凝土形式的結(jié)構(gòu)物，其施工質(zhì)量對(duì)橋梁的整體質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。而因?yàn)槌信_(tái)的大體積混凝土結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)施工過(guò)程中對(duì)溫度的控制不到位時(shí)就容易造成表面產(chǎn)生裂縫，當(dāng)遇到承臺(tái)的邊緣承受拉應(yīng)力的作用時(shí)，這種裂縫就會(huì)快速的擴(kuò)展，嚴(yán)重影響橋梁的安全性以及正常使用。所以，掌握橋梁承臺(tái)的施工過(guò)程中溫度控制措施對(duì)橋梁整體質(zhì)量的提升有著十分重要的作用，也成為工程人員比較關(guān)心的問(wèn)題。文章結(jié)合工程施工經(jīng)驗(yàn)提出了一些橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工中的溫度控制措施。

1 大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因

首先是水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生的大量水化熱造成的。因?yàn)榇篌w積混凝土的自身的體積比較大，而水泥在水化時(shí)要產(chǎn)生水化熱，這種水化熱的大量堆積就會(huì)使得結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度迅速升高，而結(jié)構(gòu)物的表面溫度相對(duì)較低，所以?xún)?nèi)外結(jié)構(gòu)就有溫差出現(xiàn)，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面在溫度應(yīng)力作用下產(chǎn)生溫度裂縫。

其次是外部條件的約束造成。當(dāng)混凝土的水化完成后，結(jié)構(gòu)就會(huì)進(jìn)入降溫的過(guò)程，而內(nèi)外的降溫速率存在一定差異，此時(shí)如果結(jié)構(gòu)外部受到基礎(chǔ)或者地基等約束時(shí)，降溫產(chǎn)生的冷縮應(yīng)力就會(huì)使結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫。

再者是混凝土自身的收縮造成的溫度裂縫。這主要是混凝土在凝結(jié)過(guò)程中有水分的蒸發(fā)，蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)了結(jié)構(gòu)的抗拉能力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，因?yàn)閮?nèi)外結(jié)構(gòu)的水分蒸發(fā)速率不同，產(chǎn)生的收縮應(yīng)力也不同，變形就不一致，也會(huì)造成裂縫的產(chǎn)生。

最后是外界的溫度變化造成的溫度裂縫。當(dāng)外界出現(xiàn)惡劣天氣時(shí)，大體積混凝土的表面水分快速的損失，這就會(huì)使表面產(chǎn)生干縮。另外外界溫度對(duì)混凝土的澆筑溫度也有影響，最終影響大體積混凝土的溫度裂縫產(chǎn)生。

2 橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工溫度控制對(duì)策

對(duì)橋梁承臺(tái)大體積混凝土進(jìn)行施工溫度控制是為了減少承臺(tái)結(jié)構(gòu)的溫度裂縫的產(chǎn)生，可以從承臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、原材料方面、混凝土的施工、后期結(jié)構(gòu)物的養(yǎng)護(hù)以及預(yù)埋冷卻管等特殊措施來(lái)進(jìn)行施工溫度控制，來(lái)避免結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度裂縫。

2.1 設(shè)計(jì)方面

承臺(tái)大體積混凝土因?yàn)槠潴w積比較大，所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中采取相應(yīng)的控制措施也能對(duì)其施工溫度進(jìn)行有效的控制。一方面，根據(jù)結(jié)構(gòu)物的特點(diǎn)可以進(jìn)行科學(xué)、合理的分塊，來(lái)減少溫度裂縫的產(chǎn)生，但是分塊后要進(jìn)行有效的連接設(shè)置。另一方面，對(duì)結(jié)構(gòu)的配筋進(jìn)行合理布置，盡可能的選擇直徑小(直徑10 mm左右)的鋼筋，并盡量小間距(間距10 cm～15 cm)布置。為了抵抗溫度裂縫的產(chǎn)生，可以進(jìn)行溫度筋的布置。

2.2 原材料方面

一方面是原材料的選擇。因?yàn)槌信_(tái)大體積混凝土的施工溫度受到原材料的影響較大，所以在選擇組成混凝土的原材料時(shí)就特別重要。水泥要選擇水化熱相對(duì)較小的，其中硫酸三鈣以及氯酸三鈣的含量要較低，比如火山灰水泥、礦渣水泥等。粗集料要有良好的級(jí)配，含泥量以及雜質(zhì)的含量要符合規(guī)范要求，盡可能選擇碎石作為粗集料。中粗砂一般是細(xì)集料的優(yōu)先選擇，這樣也可以有效的降低水化熱的產(chǎn)生，同樣也要控制細(xì)集料中的含泥量。為了提升混凝土的施工性能或者使用性能，可以進(jìn)行外摻劑的添加，但是主要控制摻加量，不能因?yàn)閾郊舆^(guò)多造成水化熱的提升，尤其是粉煤灰的摻量。

另外一方面，可以對(duì)原材料采取預(yù)冷處理。相關(guān)研究表明，原材料做降溫處理后相應(yīng)的混凝土的施工溫度也能有所降低，所以對(duì)原材料采取預(yù)冷處理，可以將原材料對(duì)混凝土的溫度影響降到最低。預(yù)冷處理主要是對(duì)集料以及攪拌用到的水進(jìn)行處理。集料可以通過(guò)風(fēng)冷、水冷或者真空汽化等方法來(lái)做預(yù)冷處理。相對(duì)來(lái)說(shuō)，前兩種處理方法的經(jīng)濟(jì)效益較好，這也是目前施工過(guò)程中經(jīng)常用到的方法。而對(duì)于拌合水的預(yù)冷處理，主要是對(duì)水進(jìn)行冷卻，也可以通過(guò)攪拌過(guò)程中加入冰來(lái)間接處理，都可以達(dá)到預(yù)冷混凝土的目的。

2.3 混凝土施工方面

首先要控制混凝土的拌和溫度。在拌和施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)前述的原材料冷處理方法來(lái)降低材料的溫度，從而降低混凝土的拌和溫度。另外對(duì)于水泥的溫度也要控制到位，水泥的溫度過(guò)大時(shí)也要做冷卻處理。

其次是混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的溫度控制?；炷恋倪\(yùn)輸距離盡可能減少，并且運(yùn)輸過(guò)程要連續(xù)、運(yùn)輸過(guò)程不出現(xiàn)停頓，盡可能減少運(yùn)輸過(guò)程中混凝土的吸熱。運(yùn)輸過(guò)程中車(chē)輛出現(xiàn)故障，及時(shí)解決，如果不能短時(shí)間解決，混凝土要廢棄處理。

再者是混凝土的澆筑。高速公路橋梁承臺(tái)大體積混凝土結(jié)構(gòu)物的澆筑一般有全面分層、斜面分層以及分段分層這三種形式。前面分層澆筑過(guò)程中混凝土能夠均勻散熱，產(chǎn)生垂直裂縫的可能較小，但是要求整個(gè)澆筑過(guò)程連續(xù)完成，不能出現(xiàn)施工縫；斜面分層對(duì)于截面尺寸大且厚度小的構(gòu)造物比較適用；而對(duì)于混凝土拌和不順暢的情況可以考慮用分段分層澆筑的方法。在承臺(tái)大體積混凝土的澆筑方式選擇時(shí)，要參照施工規(guī)范、承臺(tái)的尺寸、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及混凝土的拌和能力等方面來(lái)綜合選擇。為了避免混凝土的溫度升高過(guò)快，整個(gè)施工過(guò)程在保證施工質(zhì)量的前提下要盡可能快的完成。

最后，混凝土的振搗要盡可能密實(shí)，并且不出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

2.4 后期養(yǎng)護(hù)

作為承臺(tái)大體積混凝土施工過(guò)程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，養(yǎng)護(hù)在施工溫度控制中的作用十分關(guān)鍵，但是，在施工中往往對(duì)后期的養(yǎng)護(hù)不太重視，導(dǎo)致施工溫度的控制不到位。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的溫度控制主要是通過(guò)對(duì)承臺(tái)混凝土表面的溫度提升方面來(lái)進(jìn)行，因?yàn)楸砻鏈囟鹊纳呤沟没炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫度梯度降低，這就會(huì)對(duì)溫度裂縫的產(chǎn)生有所緩解。

養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的溫度控制主要通過(guò)降溫法以及保溫法兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。降溫法主要是在混凝土施工完成后用冷水對(duì)其降溫，從而避免內(nèi)外溫差過(guò)大。保溫法就是對(duì)澆筑完成的混凝土采用薄膜或者其他一些保溫材料對(duì)承臺(tái)的表面覆蓋，防止表面溫度降低過(guò)快，結(jié)構(gòu)內(nèi)外形成比較大的溫度梯度。但是，這兩種方法相對(duì)來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)性較差，在橋梁承臺(tái)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)中可以用蓄水法來(lái)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。具體來(lái)說(shuō)就是利用蓄水方式對(duì)凝結(jié)完成的混凝土養(yǎng)護(hù)，這樣能對(duì)混凝土內(nèi)水化熱的散失有一定的減緩作用，也能達(dá)到減小內(nèi)外溫度差的效果，從而對(duì)其抗裂性有所提升。這種溫度控制的方式，不僅能提升承臺(tái)的施工質(zhì)量，也能對(duì)承臺(tái)表面的龜裂的防止有一定作用。

2.5 其他一些措施

在承臺(tái)大體積混凝土溫度控制過(guò)程中，有時(shí)也可以用預(yù)埋冷卻水管的方式對(duì)其進(jìn)行溫度控制。水管一般選擇直徑為20 mm的薄壁的鋼管或者鋁管，按照一定的方式布設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后用溫度較低的水對(duì)承臺(tái)的結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷卻，從而避免內(nèi)外的溫差過(guò)大。當(dāng)然，這種溫度控制方法的經(jīng)濟(jì)性較差，只在特殊條件下運(yùn)用。

3 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)承臺(tái)大體積混凝土施工中的溫度控制對(duì)策的探討，得到了一些施工溫度控制的方法。相信在高速公路橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工過(guò)程中，結(jié)合工程實(shí)際運(yùn)用這些控制方法，能對(duì)承臺(tái)大體積混凝土的施工溫度控制有較大的幫助。

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Discussion on massive concrete construction temperature controlling measures of highway bridge cushion cap

QIN Ge

(ShanxiYunchengHighway&BridgeCo.,Ltd,Yuncheng044000,China)

On the basis of analyzing massive concrete temperature cracking causes, the paper explores the temperature control measures of massive concrete construction of highway bridge cushion cap, with a view to be some help for controlling massive concrete temperature cracks.

bridge engineering, cushion cap, temperature control, countermeasure

1009-6825(2014)11-0193-02

2014-02-19

秦 戈(1976- )，男，工程師

U448.14

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