主塔混凝土施工溫控技術(shù)研究

盧海明

摘 要：某橋為分肢柱式塔、四索面分離式全漂浮體系鋼箱梁斜拉橋，主跨長806m；主塔高262.48m，主塔采用液壓爬模施工，本文重點介紹主塔混凝土施工溫控控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：主塔；混凝土；溫控；技術(shù)；研究

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）09-0103-02

1 工程概況

某橋索塔采用分肢柱式塔，索塔高，以往橋梁主塔施工由于高空環(huán)境、混凝土養(yǎng)護等因素容易產(chǎn)生冷激及表面開裂現(xiàn)象，一定程度上影響了混凝土的品質(zhì)；本項目施工過程中在塔內(nèi)設(shè)置冷卻水管從大體積混凝土溫控等方面進行控制，取得了良好的效果，混凝土裂縫得到了很好控制，對后續(xù)類似橋塔施工在溫控控制方面有一定的借鑒作用。

2 溫控研究背景

橋塔施工前期，拆模后各節(jié)均有不同程度的開裂現(xiàn)象，裂縫為豎直開裂，基本上沿全斷面分布；經(jīng)過研究分析，橋塔為C50混凝土，由于混凝土標號高、水化熱量高、水化反應(yīng)迅速、溫升極值高、溫升速率快、自約束與外約束效應(yīng)顯著，加上高空混凝土養(yǎng)護環(huán)境等因素容易產(chǎn)生冷激及表面開裂現(xiàn)象；為提高混凝土的品質(zhì)，提出對增加管冷措施、增加管冷措施并降低入模溫度、無措施等三方面進行研究，以控制橋塔的裂縫發(fā)生。

3 溫控理論分析

《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，塔柱最小截面厚度均超過1m，為了控制裂紋產(chǎn)生，在塔柱內(nèi)設(shè)置冷卻水管進行溫控處理。

（1）選取一節(jié)塔柱進行建模分析計算，通過改變水化熱、降低初始溫度、管冷降溫措施這三種工況進行分析比較如圖1和圖2所示（表1）。（2）三種工況的溫峰值及出現(xiàn)時間如圖3（表2）。（3）三種工況的混凝土應(yīng)力值如表3所示。

由分析計算得知：無管冷時最高溫升為78.8℃，有管冷時最高溫為68.0℃；無管冷措施情況下，最大應(yīng)力為4～5MPa，施加管冷措施情況下，最大應(yīng)力為3～4MPa，較大范圍內(nèi)的拉應(yīng)力降低均為1MPa左右；在增加管冷的情況下，能夠有效降低較大區(qū)域范圍內(nèi)的拉應(yīng)力，能夠起到控制裂縫數(shù)量及寬度的作用；若輔以降低入模溫度措施（入模溫度由25℃降低至18℃），能夠進一步降低混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力水平0.5～1MPa，對于裂縫控制有較好的改善作用。

4 溫控施工控制內(nèi)容

4.1 塔內(nèi)冷卻水管設(shè)置

每節(jié)塔柱高6m，安裝7層冷卻水管，在混凝土振搗覆蓋后現(xiàn)場開始通水，增壓泵供入深層江水流量調(diào)到最大，通過通水帶走水化熱控制溫峰值；為了防止溫峰過后降溫速率過快，溫峰過后降低冷卻水流速；下節(jié)塔柱施工前對冷卻水管進行注漿封閉，如圖4。

4.2 入模溫度控制

混凝土入模溫度控制。現(xiàn)場配置了制冰機用于原材料降溫，制冰機制出的冰渣與粗細集料一并投入備料斗中，使用制冰機，混凝土拌制時，根據(jù)當天氣溫，夏季每方混凝土加冰渣50-75kg；在備料斗中冰渣吸收集料熱量融化成冰水，進一步降低了集料的溫度，確保混凝土入模溫度小于28℃；溫控措施見圖5～7；

蓄水池和水箱上方搭設(shè)遮陽棚，避免拌合水直接受陽光暴曬；混凝土澆筑前，提前通知拌合站對水泥罐進行噴淋降溫，攪拌車灑水降溫；

冬季施工對拌合水進行加熱，同時考慮泵送混凝土的和易性，混凝土入模溫度控制在10～15℃。

4.3 塔柱混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)

4.3.1 松模前養(yǎng)護

夏季混凝土澆筑終凝后松模前，混凝土頂面采用噴壺灑水，達到表面濕潤；

冬季混凝土澆筑完成后頂口采用防火帆布搭設(shè)暖棚，內(nèi)設(shè)暖風(fēng)機，混凝土終凝后表面灑水至濕潤狀態(tài)。

4.3.2 松模養(yǎng)護

混凝土澆筑完成現(xiàn)場同條件試塊達到15Mpa以上進行松模，外側(cè)模先拆除拉桿進行松模，松模間隙為離混凝土面5～10mm為宜；

松摸后立即采用“自動電熱水器進行滴灌養(yǎng)護”，在爬架頂層操作平臺上設(shè)置一個供水水箱和一個可調(diào)節(jié)溫度的加熱水箱；由供水水箱提供經(jīng)自來水送至加熱水箱，根據(jù)監(jiān)控到位的指令數(shù)據(jù)對水溫減小動態(tài)調(diào)整，確保點罐水溫與混凝土表面溫度小于15℃（控制表環(huán)溫差不超過15℃），塔柱頂面四周布設(shè)一圈主水管，主水管外接小的支水管，支水管伸入模板頂口縫隙中進行點滴養(yǎng)護，為防止支水管滴水滴到模板上，現(xiàn)場在滴管口與模板間嵌入海綿條，確保養(yǎng)護水直接與混凝土接觸，通過滴灌養(yǎng)護措施保證了松模后混凝土表面的保水效果。見圖8～9。

4.3.3 拆模養(yǎng)護

根據(jù)監(jiān)控元件測得，待混凝土表面溫度與環(huán)境溫度小于15℃即可拆模，拆除一片模板，涂刷一處養(yǎng)護液，養(yǎng)護液采用滾筒滾涂方式，均勻涂刷兩遍，達到有效保水、阻隔效果；

模板拆除后及時采取防風(fēng)措施，塔身四周側(cè)壁全斷面圍裹防火布防風(fēng)；防火布掛設(shè)在液壓操作層及混凝土修飾層平臺梁上（單層高度約6.3m，設(shè)置兩層），后續(xù)隨隨爬模系統(tǒng)進行爬升，做好混凝土的防風(fēng)措施；見圖10-11。

5 溫控控制效果

塔柱每節(jié)段施工完成后，通過第三方對每節(jié)段塔柱進行檢測，塔柱裂縫得到了很好的控制，多節(jié)塔柱做到拆模后無裂縫，整個橋塔未出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，取得非常好的效果，得到了行業(yè)內(nèi)的認可。

6 結(jié)語

本文針對主塔混凝土的溫控作一簡單介紹，在本橋主塔施工中，通過提前對主塔混凝土進行理論分析，國內(nèi)首次在塔柱內(nèi)設(shè)置冷卻水管的溫控措施等施工過程的細節(jié)控制，主塔砼裂縫及外觀質(zhì)量取得了一定的成效，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性，改變了以往人們認為塔柱施工裂縫難以控制的看法；望該文能為其它類似工程項目提供一些借鑒。