淺談大體積承臺混凝土施工溫度分布規(guī)律

汪權(quán)明，劉貴平

（貴州大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，貴州 貴陽 550003）

1 工程概述

新建橋梁，全長276 m，左右幅橋主橋均采用（72+120+72）m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，中支點(diǎn)梁高7 m，跨中梁高3 m，掛籃懸澆施工，大體積承臺尺寸為:長×寬×高 =（12.2×12.2×4.5）m3。

2 測點(diǎn)分布設(shè)計(jì)和測量元件

根據(jù)承臺的對稱性，選擇承臺的1/4進(jìn)行溫度場的測定。埋入承臺中的溫度測量元件共分5層，每層10個測點(diǎn)，承臺中共埋入50個溫度元件。

混凝土內(nèi)部溫度測量元件采用一線溫度傳感器SZW-18型溫度傳感器。該傳感器是具有高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性的新型數(shù)字傳感器。全數(shù)字信號檢測，長距離傳輸不失真，抗干擾能力強(qiáng)，絕緣性能良好，防水耐用。測溫范圍：-40～+125℃，精度：±0.5℃，分辨率：0.25℃。此種測量元件有效地保證了所測溫度數(shù)據(jù)的可靠性。

3 承臺混凝土施工情況介紹

承臺中埋設(shè)冷卻管，水管的進(jìn)出水口都在承臺的上表面，總共有3個進(jìn)口和3個出口。冷卻水管采用公稱直徑為50 mm的鋼管。通水期間，水的流量經(jīng)測定為30 L/min。

根據(jù)施工單位提供的混凝土配合比，水泥∶粉煤灰∶砂∶碎石∶水∶外加劑=300∶100∶1014∶796∶180∶10.

混凝土澆筑至把第一層冷卻水管掩埋時，開始放水循環(huán)。在承臺澆筑完成后，本監(jiān)控組于次日開始了連續(xù)12 d的測量。

4 測試結(jié)果分析

不同層在同一水平坐標(biāo)上，在同一次測量中，溫度呈現(xiàn)中間高、離上下表面較近處低的特點(diǎn)，與預(yù)料的實(shí)際情況一致（見圖1）。從圖1中還可以看出，在同一豎直位置，溫度最高點(diǎn)偏向上方，靠上部。這與下表面通過傳導(dǎo)散熱、上表面通過輻射散熱、上表面在白天還受到陽光的照射等因素有關(guān)。

最高溫度發(fā)生在承臺平面中心位置所在的豎向線上，同樣偏向承臺的上部。該豎向線上的溫度分布見圖2，最高溫度73℃，該溫度偏高，建議今后類似工程施工中縮小冷卻管的間距。

圖1 2號承臺左幅靠近中心同一水平坐標(biāo)不同層的溫度變化

圖2 2號左幅承臺中心豎向位置沿高度的變化

為考察溫度垂直橋向的分布規(guī)律，繪制了圖3.從圖中可以看出，溫度從中間向外逐漸減小，在靠近側(cè)面的2.0 m左右范圍內(nèi)急劇減小。

圖3 2號左幅承臺第三測溫層測點(diǎn)垂直前進(jìn)方向溫度變化

為考察溫度沿對角線的分布規(guī)律，繪制了圖4.分布規(guī)律與垂直橋向相似。

圖4 2號承臺左幅第三層對角線上測點(diǎn)的溫度變化

為考察溫度隨時間的變化，繪制了整體測點(diǎn)溫度隨時間的變化曲線，如圖5所示。從圖中可以看出，溫度在混凝土完全澆筑完成后的第2 d達(dá)到最大值，最大值為64℃。

5 結(jié)束語

在本次承臺大體積混凝土施工溫度監(jiān)控中，通過半個多月的辛勤工作，收集并掌握了大體積混凝土內(nèi)部溫度的分布規(guī)律，大家對大體積混凝土內(nèi)部的溫度擴(kuò)散規(guī)律有了更直觀的認(rèn)識。本次監(jiān)測的測量結(jié)果表明，水泥大部分水化熱在1~3 d內(nèi)放出。由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，使大體積混凝土內(nèi)部溫度上升最高達(dá)73℃。從混凝土澆筑后前3 d的測量結(jié)果顯示，內(nèi)外溫差在28℃左右波動，進(jìn)出口水溫差15℃左右，都比常規(guī)對大體積混凝土施工的要求偏大。這主要與冷卻管的間距以及外部炎熱的環(huán)境條件有關(guān)。另外，因冷卻用水條件的限制，流速不可控，也不能通過增大流速來減小內(nèi)外溫差。目前，交通部門尚沒有大體積混凝土的施工規(guī)范指導(dǎo)施工，只是在現(xiàn)行的公路工程施工規(guī)范中提到內(nèi)外溫差“宜”低于25℃。雖然如此，仍建議施工單位在今后的施工中，采取更加有效的措施，盡量減小大體積混凝土的內(nèi)外溫差。

圖5 2號承臺左幅混凝土澆筑后溫度隨時間的變化

[1]范立礎(chǔ).橋梁工程（上、下）[M].人民交通出版社，1987.

[2]朱伯芳.大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制[M].北京：中國電力出版社，1999.

[3]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.