橋梁施工中承臺大體積混凝土施工溫度監(jiān)測及控制措施分析

陳紅亮

（中交二航局成都城市建設(shè)工程有限公司，四川 成都610000）

0 引言

橋梁承臺大體積混凝土施工過程中，實時監(jiān)測澆筑混凝土施工期間的溫度變化，也是判斷承臺大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量、評估溫度控制實效性的重要依據(jù)。實施對混凝土施工溫度的有效監(jiān)測，還需掌握合理布置溫度測點，完善布設(shè)承臺測溫傳感器，獲取真實準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，綜合提升承臺大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量水平。

1 測溫系統(tǒng)基本要求

1.1 溫控監(jiān)測流程

溫控監(jiān)測的作業(yè)流程主要包括以下內(nèi)容：首先，設(shè)計并布置測溫傳感器，做好測溫儀器與相關(guān)導(dǎo)線的校驗等準(zhǔn)備工作，然后在項目施工場地內(nèi)布置測溫點，將測溫儀器與測溫導(dǎo)線連接起來，精準(zhǔn)校核測溫儀器后，即可展開測溫工作。最后，處理獲取的測溫數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和反饋，依據(jù)具體的數(shù)據(jù)內(nèi)容繪制出時間—測溫位置—溫度場位圖，整合和匯總所有測溫資料即可[1]。

1.2 溫控監(jiān)測系統(tǒng)選擇

混凝土施工測溫方法有多種類型，以熱電偶法、直接測溫法以及光柵法最為常見。其中，最為簡單便捷的當(dāng)屬直接測溫法，但與其他測溫技術(shù)相比，這種測量技術(shù)的準(zhǔn)確性相對較低。結(jié)合橋梁工程大體積承臺混凝土施工特點，綜合以往的實踐經(jīng)驗，在現(xiàn)場作業(yè)條件允許的情況下，可以優(yōu)先考慮采用熱電偶法，針對混凝土澆筑施工過程的溫度水平進(jìn)行測溫處理。

2 大體積混凝土溫度和應(yīng)變監(jiān)測點布置

2.1 溫度測點布置原則

布置大體積混凝土溫度測點時，應(yīng)遵循以下基本原則：其一，選擇適宜可行的溫度監(jiān)測點位，使其與冷卻水管間存在適宜間距，提高溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性與準(zhǔn)確性。其二，混凝土平面對稱軸的半軸為主要測溫范圍，因而應(yīng)控制溫度測點的布設(shè)不少于3個。其三，按照設(shè)計要求，主要溫度監(jiān)測點選定為橋梁承臺第一幅澆筑混凝土，然后，完善溫度檢測傳感器的布設(shè)，接下來，參照混凝土澆筑施工溫度變化、結(jié)構(gòu)對稱性等規(guī)律特點，按照第一幅溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)的形式，進(jìn)行第二幅混凝土澆筑的溫度控制，一般情況下，將適宜數(shù)量的溫控傳感器均勻布設(shè)到混凝土內(nèi)部即可[2]。

2.2 承臺測溫傳感器的布設(shè)

根據(jù)橋梁承臺施工的設(shè)計方案，組織開展溫度測量傳感器裝置的布設(shè)工作時，應(yīng)首先找出基礎(chǔ)長方體兩個對稱軸的半軸，并在上方設(shè)置適宜數(shù)量的溫度測量點。最后，結(jié)合設(shè)計要求與實際情況，靈活選擇任一個1/4區(qū)域，確定為主要溫度測量區(qū)域即可。

2.3 承臺應(yīng)變傳感器測點布置

為了滿足大體積承臺混凝土施工的溫控要求，施工人員可以將應(yīng)變傳感器同時設(shè)置在多個溫度測量點，以此實現(xiàn)對混凝土澆筑施工期間應(yīng)力變化情況的實時監(jiān)測，便于獲取溫度與熱應(yīng)力的相關(guān)數(shù)據(jù)，并分析二者間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在橋梁承臺的每一層設(shè)置應(yīng)變傳感器。

2.4 測溫傳感器的安裝與保護(hù)

其一，選擇適宜類型的熱電偶溫度傳感器裝置，并檢驗其質(zhì)量性能情況。確定質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，根據(jù)設(shè)計配置圖，將每一裝置逐一編號，參照結(jié)構(gòu)中傳感器所處的垂直位置，分別進(jìn)行編號，對于不同層的傳感器，可以清晰標(biāo)記為不同顏色。其二，固定溫測傳感器的布設(shè)點位，然后對線路的運行情況進(jìn)行測試，確保其處于正常狀態(tài)。其三，絕緣處理溫測傳感器與導(dǎo)線間的連接區(qū)域。首層密封可以選擇環(huán)氧樹脂材料，二次密封則可以選用優(yōu)質(zhì)的電工膠帶材料，確保絕緣效果與絕緣質(zhì)量符合設(shè)計要求。若忽視了對絕緣部分的妥善處理，很可能給后續(xù)故障點的確定帶來不便。其四，完成導(dǎo)線接線工作后，施工人員需對線路的各個部分進(jìn)行詳細(xì)檢測，確保正確連接線路，在使用期間能夠保持通暢狀態(tài)[3]。其五，對引出的導(dǎo)線，應(yīng)對其予以集中布設(shè)處理。在進(jìn)行線路測試時，需重點防止線路出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，為整個線路運行的安全性提供有力保障。其六，實施鋼筋捆扎、混凝土澆筑等施工工作前，施工人員需預(yù)先做好熱電偶溫度傳感器的設(shè)置工作，并在完成布置后展開聯(lián)機(jī)測試工作，以此了解并評估整個溫度測量系統(tǒng)在實際使用階段內(nèi)的運行狀態(tài)。

3 主要溫控措施

組織開展橋梁承臺大體積混凝土施工溫控工作，關(guān)鍵在于獲取真實準(zhǔn)確的應(yīng)力數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)測試測量的數(shù)據(jù)結(jié)果，對混凝土澆筑施工的應(yīng)力變化與穩(wěn)定水平加以綜合分析，也為施工決策的合理化制定提供必要參考，立足實際情況采取對應(yīng)的調(diào)整與處理措施。

3.1 混凝土入模溫度控制

其一，澆筑混凝土施工，最好選擇在氣溫水平較低的環(huán)境條件下進(jìn)行，在此過程中，需要科學(xué)把控混凝土的入模溫度，一般不得低于5℃。若是大體積承臺混凝土施工處于夏季時節(jié)，環(huán)境炎熱，則需采取有效措施，將混凝土的入模溫度最大限度降低到適宜范圍內(nèi)，通常情況下，最高入模溫度為30℃；通過調(diào)整拌和用水溫度，降低并控制水溫，也是有效把控混凝土入模溫度水平的一種有效路徑，這種降溫方法簡便易行，無須過多的復(fù)雜操作，只需加入適量冰塊，即可達(dá)到顯著的冷卻效果。在條件允許的情況下，施工方還可以選用專門的冷卻裝置，用以對拌和水予以降溫處理。其二，若是大體積承臺處于環(huán)境溫度過低的冬季施工，在保證混凝土拌和及入模溫度的同時，現(xiàn)場應(yīng)搭設(shè)封閉的暖棚，設(shè)置升溫設(shè)施，如暖風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行持續(xù)供暖，保證施工環(huán)境溫度滿足要求。其三，選用優(yōu)質(zhì)水泥材料，施工方可以與水泥供應(yīng)商事先溝通，控制水泥材料的運輸與入場溫度，整體不超過60℃即可。其四，控制粗細(xì)骨料的溫度，當(dāng)骨料存放于拌和站料倉中時，冬季時段施工時可以采取骨料升溫措施，這樣可以將骨料溫度控制在合理范圍內(nèi)。其五，澆筑混凝土施工期間，太陽輻射、混凝土運輸溫度、環(huán)境溫度等多方面因素都會對混凝土的實際入模溫度產(chǎn)生直接影響，因而若遇到炎熱天氣，最好選擇在夜晚時段展開澆筑施工，避免太陽輻射；冬季時段應(yīng)盡量選擇氣溫較高的情況下組織生產(chǎn)。

3.2 發(fā)揮冷卻水的調(diào)節(jié)作用

其一，逐一標(biāo)號每一根冷卻水管，然后將各個管線預(yù)埋在每層混凝土中，開關(guān)、水表以及流量計等裝置應(yīng)單獨安裝，便于施工人員及時切換冷卻水，或是調(diào)節(jié)水流量大小。其二，混凝土澆筑施工期間，若溫度呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢，則應(yīng)將水直接接入，促使混凝土散熱速度進(jìn)一步加快，以此達(dá)到削減澆筑施工溫度最高值的效果?；炷晾鋮s期間，施工人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況將冷卻水流量適當(dāng)關(guān)小，或是對水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到對混凝土冷卻速度的合理化把控，這樣橋梁承臺內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體性更強(qiáng)，溫度下降的速度更為均勻緩慢。其三，科學(xué)控制混凝土內(nèi)部與冷卻水間的溫度差，避免大體積混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到冷卻水沖擊的負(fù)面影響。

3.3 優(yōu)化配合比設(shè)計

其一，嚴(yán)格把關(guān)原材料選材，例如對于水泥材料的選擇，應(yīng)優(yōu)先考慮選用凝結(jié)時間相對較長，且水化熱較低的。將適量緩凝型減水劑摻入到混凝土中，在混凝土硬化時間延緩方面具有重要作用，可以防止其受到水化熱影響而大面積集中。優(yōu)化配合比設(shè)計，可以選擇摻入比例適宜的?；郀t礦渣粉、粉煤灰等材料，用以替代少量的水泥，控制混凝土澆筑施工期間水化熱的形成。其二，通常情況下，配合比設(shè)計應(yīng)以貼合實際施工情況為基準(zhǔn)，一方面混凝土的坍落度、和易性及強(qiáng)度性能水平需與規(guī)定要求相符，另一方面則需降低水膠比，優(yōu)化粗骨料級配，對粗骨料、摻和料的比例加以適當(dāng)調(diào)整，節(jié)約水泥，強(qiáng)化橋梁承臺大體積混凝土結(jié)構(gòu)性能。

3.4 表面保溫保濕措施

完成混凝土澆筑施工后，施工人員應(yīng)秉承內(nèi)降、外保的基本原則實施溫度控制，并落實表面保濕保溫的相關(guān)工作。其一，氣溫高、晝夜溫差大是夏季時節(jié)環(huán)境溫度的主要特點，因此需以溫度測量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，準(zhǔn)確計算溫度場，以此為基準(zhǔn)對混凝土保濕降溫處理的相關(guān)措施加以合理化調(diào)整，促使混凝土的硬化速度得到有效改善。這樣，即可保持混凝土的內(nèi)部溫度、表面溫度與內(nèi)表溫差等在合理范圍內(nèi)，滿足橋梁承臺大體積混凝土溫控的標(biāo)準(zhǔn)要求。其二，在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中必須定期檢查混凝土表面工況，時刻關(guān)注混凝土表面濕潤狀況，大體積混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)周期不能少于14d，冬季氣溫較低時，應(yīng)適當(dāng)延長拆模時間。

3.5 異常情況及其預(yù)案

做好準(zhǔn)備并加強(qiáng)預(yù)防，是橋梁承臺大體積混凝土溫控的工作要點。在實施混凝土澆筑、保濕養(yǎng)護(hù)工作期間，若出現(xiàn)異常情況，則應(yīng)第一時間采取針對性的處理措施，最大限度內(nèi)防控外部不利因素帶來的負(fù)面影響。其一，施工中，若發(fā)生氣溫突降、暴雨暴風(fēng)等異常狀況，施工人員需將防雨布及時鋪設(shè)到大體積混凝土結(jié)構(gòu)的頂面與側(cè)面上。其二，若冷卻水系統(tǒng)在實際使用過程中出現(xiàn)運行異常，則需對系統(tǒng)的各個要點環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，如管路是否已用定位鋼筋固定好、系統(tǒng)是否出現(xiàn)中途斷水問題等，做好控溫管理。

4 結(jié)語

對橋梁施工中承臺混凝土澆筑作業(yè)進(jìn)行溫度監(jiān)測，關(guān)鍵在于與混凝土結(jié)構(gòu)特點相結(jié)合，明確應(yīng)力與溫度變化引發(fā)裂縫的原因與機(jī)理，借助于溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)對混凝土澆筑施工溫度水平的有效把控，綜合提升橋梁承臺混凝土施工質(zhì)量。