淺論橋梁承臺大體積砼施工溫度監測及控制

段科

（湖南省長湘工程監理有限公司，湖南 婁底 417000）

檢測施工過程中的混凝土溫度和結構質量是橋梁承臺大體積混凝土施工的關鍵組成部分，混凝土澆筑過程中的溫度監測是評估大體積混凝土結構質量和溫度控制效果的有效手段。本文探討了橋梁承臺大體積混凝土結構的溫度監測和控制措施，旨在為類似工程施工提供技術借鑒。

1 測溫系統基本要求

1.1 溫控監測流程見圖1。

圖1 溫控監測流程

1.2 溫控監測系統選擇

現階段，測量溫度的方法主要包括直接測溫法、光柵法、熱電偶法等。直接測溫法方便、簡單，但測量準確性較差。本次按照現有的施工經驗決定采用熱電偶法進行測溫，測溫系統為實時測溫自動系統，其基本結構如圖2 所示。

圖2 大體積混凝土電腦測溫（一線通）系統組成示意圖

2 大體積混凝土溫度和應變監測點布置

2.1 溫度測點布置原則

2.1.1 為確保溫度監測數據可靠性，溫度監測點位應和冷卻水管保持一定距離；2.1.2 測溫點測溫范圍為混凝土平面對稱軸的半軸上；測溫點布設為3 個或更多；2.1.3 對于橋梁承臺，可選擇第一幅澆筑混凝土作為主要的溫度監測點，依據設計要求布設溫度監測傳感器，可根據結構對稱性和溫度變化的一般規律，第二幅可以參照第一幅溫度監測數據進行溫度控制，只需要在混凝土內部設置少量溫控傳感器。

2.2 承臺測溫傳感器的布設

見圖3 所示，按照設計要求布設橋塔承臺溫度測量傳感器，該方案溫度測量點位于基礎長方體兩對稱軸的半軸上，最終選擇哪一個四分之一區域作為溫度測量區域可以按照實際情況靈活確定。

圖3 承臺每層混凝土溫控測點立面布置示意圖(單位：cm)

2.3 承臺應變傳感器測點布置

根據工程的實際需要，可以在多個測溫點同時布設應變傳感器，用于監測大體積混凝土的應力變化情況，分析溫度與熱應力之間的關系。應變傳感器將放置橋梁承臺各層，圖4 為應力變化測量點的布設示意圖。

圖4 橋塔承臺每一層應變測點布置示意圖

2.4 測溫傳感器的安裝及保護

2.4.1 經過質量檢驗確認熱電偶溫度傳感器質量合格后，按配置圖逐一標號，按照傳感器在結構中的垂直位置進行編號；各層傳感器可用不同顏色標記；2.4.2 溫度測量傳感器布設點位應固定好后，再測試線路是否正常；2.4.3 溫度測量傳感器和導線之間的連接部位要做好絕緣。第一層密封材料采用環氧樹脂，第二層密封采用電工膠帶。必須高度重視絕緣質量。如果絕緣沒做好，則很難快速找到故障點；2.4.4 接好導線后需要仔細檢測線路，保證線路正確連接，保持線路通暢；2.4.5 引出的導線要集中布設，線路測試過程中要保障線路安全性，避免線路斷開；2.4.6 捆扎鋼筋和澆筑混凝土前，必須布設好熱電偶溫度傳感器；2.4.7 傳感器布設好后應該聯機測試，保證溫度測量系統的整體運行情況。

3 主要溫控措施

在大體積混凝土施工過程中應該結合溫度測量數據與應力測試數據進行分析，進而做出科學決策，采取必要的施工調整措施：

3.1 降低混凝土入模溫度

3.1.1 混凝土澆筑宜在氣溫較低時進行，但混凝土的入模溫度應不低于5°C，在炎熱環境下施工時要盡量降低混凝土入模溫度，且入模溫度不宜高于28°C；3.1.2 拌和水。降低混凝土入模溫度最簡單有效的方法就是降低拌和水溫，可以通過添加冰塊的方式獲得最佳的冷卻效果，或者可以使用冷卻裝置降低拌和水溫度；3.1.3水泥。提前聯系水泥供應商，要求供應商預先將水泥入場溫度控制在60°C 以下；3.1.4 粗細骨料。在拌合站料倉上面搭蓋雨棚，在夏季時可以降低骨料的溫度；3.1.5 澆筑環節。由于混凝土入模溫度與混凝土運輸環境溫度、太陽輻射等因素直接相關，在夏季應該盡量選擇在環境溫度、太陽輻射相對較低的夜晚時段施工。

3.2 發揮冷卻水的調節作用

3.2.1 每層混凝土中預埋冷卻水管，每根管線都應該逐一標號，應該安裝單獨的流量計、水表、開關，以方便冷卻水的切換和流量調節；3.2.2 在混凝土溫度上升過程中可以直接接入江河水，加快混凝土散熱速度，降低溫度最高值。在混凝土冷卻階段，可以減少冷卻水流量或者調節水溫，來控制混凝土冷卻速度，使得橋梁承臺內部結構的溫度緩慢均勻地下降；3.2.3 為防止橋梁承臺大體積混凝土冷卻水給混凝土內部造成過冷沖擊，應該將冷卻水、混凝土內部的溫差控制在25℃以下；3.2.4 通常大體積混凝土內部的溫度最大值小于75℃、內表溫差小于25℃、混凝土表面與大氣溫差小于20℃時，可以切斷冷卻水。

3.3 優化配合比設計

3.3.1 原材選擇。宜選用水化熱低、凝結時間長的水泥。在混凝土中摻入緩凝型減水劑，有效延緩混凝土的硬化時間，避開水化熱集中。在配合比設計時加入一定比例的粉煤灰或粒化高爐礦渣粉，替代部分水泥，減少水化熱；3.3.2 配合比設計。在保證混凝土的強度、和易性及坍落度要求的前提下，宜采取改善粗骨料級配、提高摻合料和粗骨料的比例、降低水膠比等措施，減少每方混凝土膠凝材料中的水泥用量。

3.4 表面保溫保濕措施

3.4.1 大體積混凝土澆筑作業結束后，溫度控制宜按照“內降外保”原則，需做好混凝土保濕保溫：3.4.1.1 夏季炎熱環境下，氣溫高且晝夜溫差較大，應該按照溫度測量數據計算溫度場，根據計算結果合理調節混凝土保濕降溫措施，間接改善混凝土硬化速度，使混凝土內部溫度最大值、內表溫差、混凝土表面與大氣溫差滿足規范要求。3.4.1.2 橋梁承臺頂層混凝土澆筑完畢后應該進行蓄水養護，進一步增強混凝土蓄熱及保濕效果，但需要在澆筑混凝土終凝后才能進行。3.4.1.3 橋梁承臺混凝土澆筑完成后應用濕潤土工布覆蓋混凝土表面進行養護；3.4.2 橋梁承臺大體積混凝土澆筑后的養護措施：3.4.2.1 在混凝土養護過程中必須定期檢查混凝土表面工況，時刻注意混凝土表面是否濕潤；3.4.2.2 橋梁承臺大體積混凝土的保濕養護齡期通常不能少于14 天；3.4.3 橋梁承臺大體積混凝土模板拆除措施：3.4.3.1 拆除模板后要盡快回填；3.4.3.2 冬季氣溫較低時，適當延長拆模時間。

3.5 異常情況及其預案

橋梁承臺大體積混凝土溫控應該重在預防。如果混凝土澆筑施工和養護過程中發現異常情況應該及時采取有效措施盡量減少不利因素的影響：3.5.1 如遇暴雨天氣或氣溫突降，則必須第一時間在橋梁承臺大體積混凝土頂面、側面鋪上防雨布；3.5.2 冷卻水系統運行不正常：3.5.2.1 冷卻水管路應該利用定位鋼筋固定；3.5.2.2 冷卻水循環系統應避免中途斷水；3.5.2.3 在溫度監測過程中，對監測數據和溫度場進行預測，及時分析溫度場變化趨勢，確保各個指標參數控制在合理范圍內。如發現橋梁承臺大體積混凝土內部冷卻速度過快，需要及時調整冷卻水進水量或溫度；3.5.3 計算誤差：由于實際混凝土配合比，材料的熱力學參數可能會出現波動，因而在溫度控制過程中發現實際測量值與理論計算的參數值有偏差，則必須及時調整溫度控制措施；3.5.4 橋梁承臺大體積混凝土養護過程中開裂：3.5.4.1 如果在混凝土保溫過程中發現橋梁承臺有裂紋，則可能是橋梁承臺表面太干燥或沒有完全覆蓋，采取有效措施做好混凝土保濕保溫；3.5.4.2 在混凝土內部降溫階段，如發現橋梁承臺表面出現裂縫，首先應該降低降溫速度，然后查看混凝土內部溫度最大值、內表溫差、混凝土表面與大氣溫差；3.5.4.3 分析橋梁承臺溫度監測數據，綜合考慮工況要素，找出裂縫成因并采取有效措施來減少混凝土表面病害。

4 結論

綜上所述，溫度控制和溫度監測是橋梁承臺大體積混凝土工程建設過程中必須解決的關鍵技術問題，也是確保大體積混凝土工程質量的重要手段。本文基于橋梁大量承臺混凝土施工實踐，根據橋梁承臺大體積混凝土的結構特點，分析溫度、應力變化導致裂縫產生的機理和內在原因，提出溫度控制措施，為有效控制橋梁承臺大體積混凝土溫度裂縫提供參考。本文介紹了溫度、應變監測點位布設，系統分析大體積混凝土溫度監測的過程，總結出橋梁承臺大體積混凝土溫度控制措施的五個要點：降低大體積混凝土入模溫度、調節冷卻水、優化配合比設計、采取保溫保濕和突發情況處治；本文分析研究為同類型橋梁承臺大體積混凝土施工提供有價值的技術借鑒。