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，對高速公路橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工過程中的溫度控制措施進(jìn)行了詳細(xì)探討，以期對承臺(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，對策

0 引言

在我國高速公路建設(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)施工過程中對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)的施工過程中溫度控制措施對橋梁整體質(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)物的表面溫度相對較低，所以內(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)過程中有水分的蒸發(fā)，蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過了結(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策

對橋梁承臺(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進(jìn)行施工溫度控制，來避免結(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)過程中采取相應(yīng)的控制措施也能對其施工溫度進(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^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，所以對原材料采取預(yù)冷處理，可以將原材料對混凝土的溫度影響降到最低。預(yù)冷處理主要是對集料以及攪拌用到的水進(jìn)行處理。集料可以通過風(fēng)冷、水冷或者真空汽化等方法來做預(yù)冷處理。相對來說，前兩種處理方法的經(jīng)濟(jì)效益較好，這也是目前施工過程中經(jīng)常用到的方法。而對于拌合水的預(yù)冷處理，主要是對水進(jìn)行冷卻，也可以通過攪拌過程中加入冰來間接處理，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，通過前述的原材料冷處理方法來降低材料的溫度，從而降低混凝土的拌和溫度。另外對于水泥的溫度也要控制到位，水泥的溫度過大時(shí)也要做冷卻處理。

其次是混凝土運(yùn)輸過程中的溫度控制?；炷恋倪\(yùn)輸距離盡可能減少，并且運(yùn)輸過程要連續(xù)、運(yùn)輸過程不出現(xiàn)停頓，盡可能減少運(yùn)輸過程中混凝土的吸熱。運(yùn)輸過程中車輛出現(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)澆筑過程連續(xù)完成，不能出現(xiàn)施工縫；斜面分層對于截面尺寸大且厚度小的構(gòu)造物比較適用；而對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綜合選擇。為了避免混凝土的溫度升高過快，整個(gè)施工過程在保證施工質(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)過程中的溫度控制主要是通過對承臺(tái)混凝土表面的溫度提升方面來進(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)對溫度裂縫的產(chǎn)生有所緩解。

養(yǎng)護(hù)過程中的溫度控制主要通過降溫法以及保溫法兩種方法來實(shí)現(xiàn)。降溫法主要是在混凝土施工完成后用冷水對其降溫，從而避免內(nèi)外溫差過大。保溫法就是對澆筑完成的混凝土采用薄膜或者其他一些保溫材料對承臺(tái)的表面覆蓋，防止表面溫度降低過快，結(jié)構(gòu)內(nèi)外形成比較大的溫度梯度。但是，這兩種方法相對來說經(jīng)濟(jì)性較差，在橋梁承臺(tái)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)中可以用蓄水法來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。具體來說就是利用蓄水方式對凝結(jié)完成的混凝土養(yǎng)護(hù)，這樣能對混凝土內(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程中，有時(shí)也可以用預(yù)埋冷卻水管的方式對其進(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承臺(tái)的結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷卻，從而避免內(nèi)外的溫差過大。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

文章通過對承臺(tái)大體積混凝土施工中的溫度控制對策的探討，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程中，結(jié)合工程實(shí)際運(yùn)用這些控制方法，能對承臺(tái)大體積混凝土的施工溫度控制有較大的幫助。

[1] 宋群國，楊雅勛，孫 磊.橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工溫度控制[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2011(10)：9-10.

[2] 楊雅勛.橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工溫度控制及數(shù)值分析[J].四川建筑科學(xué)研究，2012(5)：30-31.

[3] 賈應(yīng)春，崔清強(qiáng).蘇通大橋輔橋主墩承臺(tái)大體積混凝土施工溫度控制[J].橋梁建設(shè)，2010(1)：4-5.

[4] 陳建勤，王 龍，陳 立.鐵路客運(yùn)專線大體積承臺(tái)混凝土溫控及施工[J].山西建筑，2012，38(3)：196-197.

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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