桥梁承台大体积混凝土施工温度控制研究与应用

夏 辉

（黄冈职业技术学院， 湖北 黄冈 438000）

0 引言

当前, 大型桥梁工程项目日益普遍, 桥梁承台体积和截面尺寸通常较大，承台施工必须严格按照大体积混凝土结构施工相关要求, 从而提高桥梁工程施工质量。大体积混凝土施工技术较为复杂, 施工难度较大, 尤其是水化热引起混凝土结构内部的温度变化, 易导致混凝土收缩变形, 产生裂缝, 所以桥梁承台混凝土温度控制对于保障桥梁施工质量显得尤为重要。

1 工程概况

某桥梁跨度布置340+1038+305m，为单吊单跨悬索桥。北索塔设置两个分离式矩形承台，承台平面尺寸均为23m×18m，高6m，采用C35 混凝土。承台顶面设置棱台形塔座，棱台顶面尺寸13m×10.5m，底面尺寸为17m×14.5m，高2m，采用C50 混凝土。

2 承台大体积混凝土温度控制分析

本工程承台体积大，内部水化热温升高；塔座、塔柱混凝土强度等级高，绝热温升高，混凝土水化热温升控制难，大体积混凝土温升控制不当时，极易因为内外温差应力过大而开裂。同时，由于棱台形塔座受力情况复杂，易出现应力集中造成破坏。另外，夏季高温、浇筑间隔过长也会给温度控制和收缩裂缝控制带来困难。

根据仿真计算结果及构件性能要求，对主墩承台和塔座大体积混凝土控裂提出：在大体积混凝土施工中，应从混凝土的原材料质量，配合比优化设计以及混凝土的拌和、运输、浇筑、振捣到通水冷却、养护等全过程进行控制，以达到控制其混凝土质量、混凝土内部最高温度、混凝土内外温差及表面约束，从而实现控制温度裂缝的形成及发展的目的。

3 承台大体积混凝土施工控制

3.1 混凝土原材料质量控制

配置混凝土的水泥、粉煤灰、矿粉、细骨料、粗骨料和外加剂的品质应与其技术要求吻合。减水剂应使用超缓凝型的聚羧酸类高性能减水剂，其用量通过试验确定，使用前应采用现场实际使用的原材料进行混凝土适应性试验。

根据以往实际数据统计结果，本项目混凝土出机温度宜控制≤26℃。因此，对原材料做出以下处理：骨料采用增加储存量、搭建遮阳篷、通风、喷雾等措施冷却，骨料温度控制为比气温低4℃。胶材采用延长储存时间、转运和倒仓等措施冷却，水泥、矿粉温度控制为≤60℃，粉煤灰温度控制为≤40℃。同时，在水泥、矿渣粉罐外搭设遮阳布，在罐顶布设冷水管喷淋冷水辅助降温。

3.2 混凝土生产质量控制

搅拌站各计量系统应满足混凝土原材料称量的最大允许偏差规定。为此，计量精度须重点保证，各料仓阀门必须保证闭合严密，防止漏料，搅拌机搅拌叶片与轴上淤积混凝土须定期清除。

气温不高于26℃时，直接抽取地下水作为拌合水；气温高于26℃但低于30℃时，通过制备冷水或加入冰块冷却拌和水；气温超过30℃时，采用骨料喷淋、制冷水加冰块拌和混凝土等方案进一步采取温度控制。

混凝土在搅拌机中的搅拌时间，对于承台C35 混凝土不宜少于75s。拌合的混凝土应具有良好的匀质性及粘聚性，确保混凝土入模后不分层、不离析。

正式生产前，必须对混凝土拌合物进行开盘鉴定，检测其工作性能(坍落度及损失);连续生产时，则应每工作班检测混混凝土拌和物坍落度至少2 次，检测混凝土出机温度、入模温度至少3 次。

本项目承台混凝土入模坍落度控制值为 180±20mm，分层浇筑至最后30-50cm 时，应将混凝土的坍落度度降低至上述规定低限值，避免混凝土表面浮浆过厚引起的后期收缩不一而导致开裂，同时减轻凿毛工作量。

当混凝土原材料品质在合格的基础上发生波动、环境温度等发生显著变化时，应及时调整混凝土配合比参数，调整原则是：在维持混凝土实验室配合比的水胶比不变前提下，对混凝土减水利的掺量、碎石的分级比例、砂率进行适当调整，调整后的混凝土拌合物性能应与原配合比相同，同时查明变化原因并进行控制。

3.3 混凝土运输、浇筑质量控制

运输混凝土过程中，必须保证证混凝土罐车罐体低速速转动，卸料前罐体高速旋转20-30s 后方可卸料。混凝土从加水搅拌开始至浇筑完毕，控制在90min 内，应有效组织避免混凝土运输罐车长时间停留。另外，应防止水分进入运输容器或蒸发，应对运输设备采取隔热措施，防止局部混凝土温度升高。

混凝土浇筑时，由四周往中心布料，且始终保持构件周边混凝土高度略高。边部宜采用汽车泵布料杆布料且紧靠模板布料，并加强边角处振捣，避免增大混凝土侧面和边角开裂风险。布料时，混凝土下料高度应控制在2m 以内，布料点间距控制在4m 左右。当混凝土自由下落高度超过2m 时，则应采用悬挂串筒等措施辅助下料以防离析。

大体积混凝土的分层浇筑厚度可控制在30-50cm 范围。施工中应根据拌合站生产能力和现场泵送、浇筑能力，确定每层混凝土的最适宜浇筑层厚，以尽量缩短间隔时间，确保在下层混凝土能充分塑化之前完成上层混凝土的覆盖浇筑。

本工程承台每个侧面均配置2 个振捣手，振捣点间距控制在40cm，每个振捣点插入后振捣棒振捣30-35s 后，再慢慢提起，出混凝土面的时间要25-30s。

浇筑至最后30-50cm 时，混凝土坍落度应调小20mm。如遇浮浆较厚，可用铁耙予以清除，再补打一层同配合比的坍落度稍低的混凝土。承台分层浇筑面和永久暴露面30～50cm 范围内的混凝土中掺入0.7-0.9kg/m3 的聚丙烯单丝纤维。混凝土暴露面在振捣完毕后应及时并至少进行二次抹压收浆，以消除塑性沉降裂缝和因表面快速失水引起的塑性收缩裂缝。

顶面混凝土浇筑完毕且终凝过后应及时进行凿毛。凿毛时先凿承台四周边部。凿毛过程中，不能中断蓄水或覆盖保温养护，对已经完成凿毛的分层面，应继续采用冷却水管出水蓄水养护。

3.4 混凝土养护控制措施

本工程承台第一、第二浇筑层均布设3 层冷却水管，第一浇筑层冷却水管整向布置为105 cm +70 cm +70 cm +55cm，第二浇筑层冷却水管竖向布置为60cm+90cmn+90cm+60cm，水管水平管间距为 100cm, 距离混凝土侧面为54-60cm。冷却管用φ42mm×2.5mm 铁皮管制作，螺纹丝扣+生胶带连接，浇筑前加水试压，养护完注浆封闭。

承台浇筑完7 天后方可拆模，拆模时内外温差小于15℃。侧面采用带模养护并覆盖防雨布，脱模后包裹塑料薄膜+土工布+防雨布，回填部分回填保温，不回填部分浇筑完后持续养护14 天。承台分层面凿毛后蓄水养护，使用冷却水管出水，蓄水深度大于30cm，养护至上层浇筑为止。承台顶层永久暴露面边收面边覆盖塑料薄膜，初凝后使用冷却水管出水蓄水养护，脱模后覆盖塑料薄膜+土工布+防雨布，浇筑完后持续养护14 天。

4 结论

经过后期现场温度监测发现，承台混凝土结构水泥水化热得到有效降低,混凝土结构内部温度的变化得到有效控制，从而避免导致结构收缩变形产生裂缝。本工程承台大体积混凝土施工从混凝土原材料质量、配合比优化设计到混凝土的拌和、运输、浇筑、振捣到通水冷却、养护进行全过程控制，积累了施工经验，保障了工程质量。