主桥承台大体积混凝土施工降温方案探析

杜建

摘要：近些年我国国民经济发展迅速，经济的发展带动了社会各个方面的发展，城市化建设使高层建筑越来越多，交通运输业的发展使得社会对公路和桥梁的质量和称重要求越来越高，给交通建设带来了压力和挑战，尤其是桥梁建设方面，它的难度要大于公路建设，其中，主桥承台建设在桥梁建设中占有重要的部分，它的建设离不开大体积混凝土的支持，混凝土的构成主要有水、水泥、骨料等，在调配好放置到工程需要的位置后，需要一定的时间固化才能成型使用，在固化的过程中，会产生较大的温差，如果处理不慎，会容易出现裂缝，不仅不美观且影响工程的整体质量，容易形成安全隐患，所以一定要采取有效措施，妥善处理这种情况。因此，本文以某项工程为例，对工程进行了深入的分析，并提出了一系列的主桥承台大体积混凝土施工降温措施，希望能为我国桥梁建设贡献一部分力量。

关键词：主桥承台；大体积混凝土；水化热；降温；措施

1、工程概况

1.1工程简介

本文选择的工程为龙葵路铁路跨线桥工程的一部分，主桥与其它铁路干线有交叉，交角大约为80度，经过测量得知交叉里程大约为DK925+043，桥梁全长大概1000米。选择1联（65+110+65）米预应力混凝土连续梁，主桥大致长度为240米，桥面宽30.5m；主桥箱梁采用挂篮悬臂灌注法分幅施工，0#块采用型钢支架现浇法，边跨采用满堂红支架现浇法施工。对于连续梁梁体的建设，将要选用双幅单箱双室、变高度、直腹板箱形的梁体截面设计。单幅桥箱的尺寸大致是，顶宽15米，底宽9米，悬臂长3米，在两幅桥之间需要建设设宽湿接缝，接缝大概半米即可。主桥下部结构为主桥中墩采用群桩基础，双层承台，分离式实体桥墩，主桥边墩采用柱式桥墩、钢筋混凝土盖梁。

1.2施工难点

主桥连续梁5#、6#、7#、8#承台大体积混凝土施工是此次施工降温防护措施的主体。其中5#、8#边墩承台尺寸：长21.2m、宽6.6m、高3.0m，单个承台混凝土用量约为420m?。6#、7#主墩承台尺寸为31.4（長）*10.5（长）*4（高），需要的混凝土约为1318.8m?。选择等级为强度为C30强度的混凝土作为承台建设的材料。由于5#、6#、7#、8#桥墩的承台体积较大，所以待混凝土在工人进行浇筑之后，在凝固、晾干的过程中会出现内外部的温差，且温差较大，这需要由内而外的均衡降温，避免出现裂缝，这需要将散热管预埋在承台内部，利用水的循环来降低混凝土内部产生的高温，外部进行人工洒水散热的方式。

2、承台大体积混凝土降温施工

2.1施工方法

承台散热管采用直径40mm，壁厚2.5mm的钢管，端头套丝，两钢管之间采用内径45mm套管进行连接，转弯处采用弯管接头连接，连接好后，为了防止后期出现漏水现象，需要在接头处缠上冷胶带。选择使用Φ20钢筋对承台散热管进行加固，与承台的钢筋之间进行焊接，后续需要用到盘圆钢筋，将盘圆钢筋按照加固的需要做成U型卡形式，然后套在散热管上，再与承台的散热管钢筋进行连接。需要注意的是，承台内的钢筋要与后来加入的散热管固定用的钢筋进行充分的连接，通过焊接的方式使其能够成为一个整体，以免后期由于施工以及其它原因等导致搭建的散热管架构变形，失去其应发挥的作用。

散热管进水口与出水口各设置一道阀门，控制进水流量和方向。每层散热管网独立入水，在进出口侧设置储、蓄水池。在承台混凝土内部预留测温孔，每2小时测量一次，利用测温孔测量承台内部温度与出口水温测量，控制混凝土内部温度与外界温度之差小于25℃，保证承台施工质量，避免裂缝出现。

2.2散热管布置形式

散热管需要按照规律进行布局，通常采用矩阵的形式，每根管道之间间隔1米即可，水平距离大概在90厘米左右，边墩5#、8#承台需要顺着竖向安放3层，水平方向上需要安放7排；主墩6#、7#承台，在竖向上需要安放4层，水平方向上安放13排。另外还需要在承台内部预留测温孔的位置，深度需不低于1.5米。

每层散热水管网独立注水，为了能更好地控制混凝土内部温度，主墩6#、7#承台共设四个进水口及四个出水口；边墩承台5#、8#共三个进水口及三个出水口，并在进出水口处预留接口及开闭阀门，在整个水管网建设布置完毕后，要进行通水测试，以保证整个水管网能正常工作，没有漏水。散热管、测温孔布置如图所示。

2.3散热管通水方式

散热管通水必须选派专人负责测温与通水。混凝土浇筑完毕表面初凝后即开始通冷却水，进出水口每4小时交换一次，使承台大体积混凝土内部温度均匀，直至散热管出水口的水降至常温后方可停止通水。

3、承台混凝土浇筑注意事项

1.影响混凝土凝干的因素是多样的，除了主要的水泥水化作用外，还有外界气温以及混凝土含有的水分的蒸发等等，所以需要采用相应措施进行干预。

1.1在施工中科学调整混凝土配比，比如加入适量粉煤灰减少水泥的占比。

1.2不影响混凝土质量的前提下适当使用减水剂。

1.3在粗细骨料选择上，选择级配相对优质的，提升混凝土的的整体质量。

1.4混凝土浇筑要实行分层原则，每层厚度不可超过300mm，等一层初凝后再进行下一层浇筑工作。

2.要注意保持输送混凝土的连贯性，间隔最长不能超过1小时。

3.要安排专职人员在施工过程中进行检查监督，一旦发现散热管或者钢筋等位置偏移要及时进行矫正，并做好测温工作。

4.要提前查看天气预报，注意雨天的防护工作。如果遇到突发情况下大雨，应立即停止浇筑混凝土，对已经浇筑的混凝土进行覆盖；待雨变小方可继续浇筑，并在浇筑混凝土前，将积水清除干净，以保证的整体性及强度。

5.承台养护期限达到要求后，立即水泥砂浆注满散热管，防止水管内生锈腐蚀混凝土。

4、承台混凝土保温养护

4.1作用和目的

任何工程建设，都离不开养护，大体积混凝土施工建设也不例外，而且主要需要进行的是保温、保湿养护，避免因为外部水分缺失以及内外温差较大，使混凝土出现大面积裂缝的情况，有效的保温保湿措施，可以降低混凝土的凝干速度，减小内外部的温差，保证工程的质量。

4.1保溫养护的材料和方法

混凝土浇筑完成之后，需要谨慎护理，可以使用土工布盖在上面，以达到隔热、保湿的作用。混凝土初凝后，定时在保温、保湿材料上喷水，确保混凝土表面水分充足。

混凝土养护时间不少于7天，一般情况下水泥水化热最高温度发生在浇筑后的3天―7天，因此在这期间的调整温差工作非常重要，通过混凝土内部的散热管以及外部的覆盖物等双效控制，使内外温差不大于25℃，减少混凝土出现裂缝的概率，提升施工质量。

5、质量要求及保障措施

5.1质量要求

由于主桥承台处浇筑的混凝土体积较大，那么在施工过程中很容易出现水化热现象，使混凝土内外产生较大的温差，从而容易出现裂缝，这就需要对温差进行控制，在混凝土中埋设散热管，通过水流速度控制混凝土内外温差小于25℃，一般混凝土养护及散热管降温按7天考虑，降温速率取2～3℃/d，施工时取低限值。

5.2保障措施

1.浇筑混凝土时避免阳光直晒，一般选择在温度较低时施工，对粗骨料进行喷水和覆盖，降低混凝土温度。

2.监测出水口与入水口的温度差，当产生的温差较小时，需要减小水的流动速度，当产生的温差比较大时，需要提高水的流动速度，通过散热管排水带走混凝土体内热量。

3.浇筑混凝土后，需要立即使用土工布将其覆盖在混凝土上，并撒上适量的水，用于对混凝土的保湿和保温，使混凝土能够在逐渐的降温过程中慢慢变干，防止因为内外的巨大温差产生裂缝现象。

4.浇筑混凝土后，要加强对混凝土内外温度的监测工作，前期需要在1-2小时内进行一次，并根据温差及时调整措施，以免影响之后的工程进行，后期的话可以增加时间间隔，3-5小时之内监测一次即可。

参考文献

[1]《降温法在承台大体积混凝土施工中的应用》代春艳 - 《中国建筑金属结构》- 2013

[2]《混凝土裂缝的成因及预防措施分析》麦兴文 - 《科学时代》- 2013

（作者单位：中铁二十三局集团有限公司）