橋梁承臺大體積混凝土施工溫度控制研究與應用

夏 輝

（黃岡職業技術學院， 湖北 黃岡 438000）

0 引言

當前, 大型橋梁工程項目日益普遍, 橋梁承臺體積和截面尺寸通常較大，承臺施工必須嚴格按照大體積混凝土結構施工相關要求, 從而提高橋梁工程施工質量。大體積混凝土施工技術較為復雜, 施工難度較大, 尤其是水化熱引起混凝土結構內部的溫度變化, 易導致混凝土收縮變形, 產生裂縫, 所以橋梁承臺混凝土溫度控制對于保障橋梁施工質量顯得尤為重要。

1 工程概況

某橋梁跨度布置340+1038+305m，為單吊單跨懸索橋。北索塔設置兩個分離式矩形承臺，承臺平面尺寸均為23m×18m，高6m，采用C35 混凝土。承臺頂面設置棱臺形塔座，棱臺頂面尺寸13m×10.5m，底面尺寸為17m×14.5m，高2m，采用C50 混凝土。

2 承臺大體積混凝土溫度控制分析

本工程承臺體積大，內部水化熱溫升高；塔座、塔柱混凝土強度等級高，絕熱溫升高，混凝土水化熱溫升控制難，大體積混凝土溫升控制不當時，極易因為內外溫差應力過大而開裂。同時，由于棱臺形塔座受力情況復雜，易出現應力集中造成破壞。另外，夏季高溫、澆筑間隔過長也會給溫度控制和收縮裂縫控制帶來困難。

根據仿真計算結果及構件性能要求，對主墩承臺和塔座大體積混凝土控裂提出：在大體積混凝土施工中，應從混凝土的原材料質量，配合比優化設計以及混凝土的拌和、運輸、澆筑、振搗到通水冷卻、養護等全過程進行控制，以達到控制其混凝土質量、混凝土內部最高溫度、混凝土內外溫差及表面約束，從而實現控制溫度裂縫的形成及發展的目的。

3 承臺大體積混凝土施工控制

3.1 混凝土原材料質量控制

配置混凝土的水泥、粉煤灰、礦粉、細骨料、粗骨料和外加劑的品質應與其技術要求吻合。減水劑應使用超緩凝型的聚羧酸類高性能減水劑，其用量通過試驗確定，使用前應采用現場實際使用的原材料進行混凝土適應性試驗。

根據以往實際數據統計結果，本項目混凝土出機溫度宜控制≤26℃。因此，對原材料做出以下處理：骨料采用增加儲存量、搭建遮陽篷、通風、噴霧等措施冷卻，骨料溫度控制為比氣溫低4℃。膠材采用延長儲存時間、轉運和倒倉等措施冷卻，水泥、礦粉溫度控制為≤60℃，粉煤灰溫度控制為≤40℃。同時，在水泥、礦渣粉罐外搭設遮陽布，在罐頂布設冷水管噴淋冷水輔助降溫。

3.2 混凝土生產質量控制

攪拌站各計量系統應滿足混凝土原材料稱量的最大允許偏差規定。為此，計量精度須重點保證，各料倉閥門必須保證閉合嚴密，防止漏料，攪拌機攪拌葉片與軸上淤積混凝土須定期清除。

氣溫不高于26℃時，直接抽取地下水作為拌合水；氣溫高于26℃但低于30℃時，通過制備冷水或加入冰塊冷卻拌和水；氣溫超過30℃時，采用骨料噴淋、制冷水加冰塊拌和混凝土等方案進一步采取溫度控制。

混凝土在攪拌機中的攪拌時間，對于承臺C35 混凝土不宜少于75s。拌合的混凝土應具有良好的勻質性及粘聚性，確保混凝土入模后不分層、不離析。

正式生產前，必須對混凝土拌合物進行開盤鑒定，檢測其工作性能(坍落度及損失);連續生產時，則應每工作班檢測混混凝土拌和物坍落度至少2 次，檢測混凝土出機溫度、入模溫度至少3 次。

本項目承臺混凝土入模坍落度控制值為 180±20mm，分層澆筑至最后30-50cm 時，應將混凝土的坍落度度降低至上述規定低限值，避免混凝土表面浮漿過厚引起的后期收縮不一而導致開裂，同時減輕鑿毛工作量。

當混凝土原材料品質在合格的基礎上發生波動、環境溫度等發生顯著變化時，應及時調整混凝土配合比參數，調整原則是：在維持混凝土實驗室配合比的水膠比不變前提下，對混凝土減水利的摻量、碎石的分級比例、砂率進行適當調整，調整后的混凝土拌合物性能應與原配合比相同，同時查明變化原因并進行控制。

3.3 混凝土運輸、澆筑質量控制

運輸混凝土過程中，必須保證證混凝土罐車罐體低速速轉動，卸料前罐體高速旋轉20-30s 后方可卸料?；炷翉募铀當嚢栝_始至澆筑完畢，控制在90min 內，應有效組織避免混凝土運輸罐車長時間停留。另外，應防止水分進入運輸容器或蒸發，應對運輸設備采取隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高。

混凝土澆筑時，由四周往中心布料，且始終保持構件周邊混凝土高度略高。邊部宜采用汽車泵布料桿布料且緊靠模板布料，并加強邊角處振搗，避免增大混凝土側面和邊角開裂風險。布料時，混凝土下料高度應控制在2m 以內，布料點間距控制在4m 左右。當混凝土自由下落高度超過2m 時，則應采用懸掛串筒等措施輔助下料以防離析。

大體積混凝土的分層澆筑厚度可控制在30-50cm 范圍。施工中應根據拌合站生產能力和現場泵送、澆筑能力，確定每層混凝土的最適宜澆筑層厚，以盡量縮短間隔時間，確保在下層混凝土能充分塑化之前完成上層混凝土的覆蓋澆筑。

本工程承臺每個側面均配置2 個振搗手，振搗點間距控制在40cm，每個振搗點插入后振搗棒振搗30-35s 后，再慢慢提起，出混凝土面的時間要25-30s。

澆筑至最后30-50cm 時，混凝土坍落度應調小20mm。如遇浮漿較厚，可用鐵耙予以清除，再補打一層同配合比的坍落度稍低的混凝土。承臺分層澆筑面和永久暴露面30～50cm 范圍內的混凝土中摻入0.7-0.9kg/m3 的聚丙烯單絲纖維。混凝土暴露面在振搗完畢后應及時并至少進行二次抹壓收漿，以消除塑性沉降裂縫和因表面快速失水引起的塑性收縮裂縫。

頂面混凝土澆筑完畢且終凝過后應及時進行鑿毛。鑿毛時先鑿承臺四周邊部。鑿毛過程中，不能中斷蓄水或覆蓋保溫養護，對已經完成鑿毛的分層面，應繼續采用冷卻水管出水蓄水養護。

3.4 混凝土養護控制措施

本工程承臺第一、第二澆筑層均布設3 層冷卻水管，第一澆筑層冷卻水管整向布置為105 cm +70 cm +70 cm +55cm，第二澆筑層冷卻水管豎向布置為60cm+90cmn+90cm+60cm，水管水平管間距為 100cm, 距離混凝土側面為54-60cm。冷卻管用φ42mm×2.5mm 鐵皮管制作，螺紋絲扣+生膠帶連接，澆筑前加水試壓，養護完注漿封閉。

承臺澆筑完7 天后方可拆模，拆模時內外溫差小于15℃。側面采用帶模養護并覆蓋防雨布，脫模后包裹塑料薄膜+土工布+防雨布，回填部分回填保溫，不回填部分澆筑完后持續養護14 天。承臺分層面鑿毛后蓄水養護，使用冷卻水管出水，蓄水深度大于30cm，養護至上層澆筑為止。承臺頂層永久暴露面邊收面邊覆蓋塑料薄膜，初凝后使用冷卻水管出水蓄水養護，脫模后覆蓋塑料薄膜+土工布+防雨布，澆筑完后持續養護14 天。

4 結論

經過后期現場溫度監測發現，承臺混凝土結構水泥水化熱得到有效降低,混凝土結構內部溫度的變化得到有效控制，從而避免導致結構收縮變形產生裂縫。本工程承臺大體積混凝土施工從混凝土原材料質量、配合比優化設計到混凝土的拌和、運輸、澆筑、振搗到通水冷卻、養護進行全過程控制，積累了施工經驗，保障了工程質量。