浅谈承台大体积混凝土施工温度控制

浅谈承台大体积混凝土施工温度控制

朱成美

安徽水利开发有限公司，安徽省蚌埠市 233000

摘要：在桥梁工程施工过程中，承台大体积混凝土结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂，施工技术要求高，水泥水化热较大，易使结构物产生温度变形，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。

关键词：承台；大体积混凝土；温度控制

前言

G345来安至釜山段一级公路改建（三期）工程，新建来河大桥一座，于K8+685处跨越新来河，中心线距金庄跌水桥北侧27.3m。来河大桥总长654m，主桥为75+75m独塔斜拉桥，引桥为预制小箱梁桥，小桩号侧引桥长220m，大桩号侧引桥长280m）。来河主桥主墩承台采用分离式矩形承台，承台横向宽19.26m，纵向宽9.1m，高度为4m，整体开挖深度约3m,桩基采用群桩基础，共采用16根2m摩擦桩。

8#墩承台剖面图

1、大体积混凝土浇筑

主桥承台一次性浇筑成形，浇筑高度4米，混凝土约701.06m3。混凝土浇筑采用汽车泵施工，泵管出料口距混凝土浇筑面的高度不宜超过2m。混凝土运输车运送过程中保持2～4r/min的转速搅动，到达现场时高速旋转20～30s再放料。混凝土浇筑前要先检查其坍落度、和易性和入模温度，符合要求后方可入模。

混凝土按全截面分层浇筑，浇筑沿承台横桥向顺序浇筑，分层厚度控制在20～30cm，采用模板标记分层标高线控制浇筑层厚，浇注时需要控制浇注时间确保下一层混凝土在前一层初凝前浇注，避免产生冷缝，并及时将表面的泌水排走。

2、大体积混凝土温控

①测温的实施：大体积混凝土的温度控制宜按照“内降外保”的原则，对混凝土内部采取设置冷却管通循环水冷却，对混凝土外部采取覆盖蓄热和蓄水保温等措施进行。冷却管安装：冷却管采用43*3mm钢管，配套使用直通管、U型管、90°弯角管；承台冷却管设计共分4层布置，首层距承台底0.5m，每层冷却管间距为1.0m，顶层距承台顶0.5m，横向1.0一道S型布置；管道安装采用边连接边固定的方式进行，管道采用铁丝固定在钢筋支撑立筋上，每层水管分别布设进水和出水口，并与大型水桶循环水连通。待管道安装固定完成后，应对管道进行压水试验，确保管道在通水过程中不漏水。冷却用水采用大型水桶或钢护筒，可有效的进行通水稳定控制。循环冷却水流量控制在1.5～2.0方/小时，期间设置专人进行全天候通水；通水结束后及时给无缝冷却水管进行压浆，以便基坑回填，砂浆强度不低于承台本身强度。

冷却管安装示意

②测温点的布置:按真实反映混凝土块体的里外温差、降温速度及环境温度的布置原则，应具有普遍性和代表性。根据本工程冷却管设计，浇筑时测温点布置在第二层冷却管平面位置，沿承台横向均匀布设三处；沿第三层、第四层冷却管中间平面位置布设2处，距浇筑顶面以下5cm布设2处。为控制出水口温度，同时增设二个温度计用以测量进出水口温度。内部测温仪表采用插入式电子测温仪，将测温仪的感应端固定在钢筋支撑立筋上，采用绝缘胶带固定且使感应端与立筋之间处于绝缘条件下，计划分二次浇筑同步预埋，外部环境温度监测采用红外线电子测温仪。

③大体积混凝土温空计算

养护采用自然渠水养护，相关计算如下:

=392.368

-水泥水化热总量(kJ/k )；

-龄期分别为3 d和7 d时的累积水泥水化热(kJ/kg)，P.O42.5水泥3d水化热为315 kJ/kg，7d水化热为355 kJ/kg,14d水化热为375 kJ/kg。

胶凝材料水化热总量：

=368.826

胶凝材料水化热总量(kJ/kg) ；

-粉煤灰掺量对应的水化热调整系数，取0.94；

-粒化高炉矿渣粉掺量对应的水化热调整系数，取1；

-水泥水化热总量(kJ/kg)。

混凝土绝热温升：

-混凝土为t时绝热温升 (℃) ；

W-每立方米混凝土胶凝材料用量( kg/ m³),实取430kg/ m³；

Q-胶凝材料水化热总量(kJ/kg) ；

-混凝土质量密度 (kg/ m³)，取2400kg/ m³；

C-混凝土比热容(k J/(kg .C ) )，取0.96(k/J/(kg .C ) )；

混凝土内部最高温度计算:

-混凝土内部最高温度(℃)；

-混凝土浇筑温度(℃)，本工程取25℃；

-温升折减系数，查表3d取0.68, 6d为0.67, 9d取0.63，12d取0.57；

-混凝土最终绝热温升(℃)；

-冷却水管降温效果值(℃)，本工程取1.8℃/d；

因管道分三层布置，层距1.0m，水平间距1.0m，管径40mm，流量控制在1.5~2.0m3/h左右，进水口温度与构件内部温度差值不宜大于20℃，可以通过进水口水压控制，砼内部开始降温后，为防止其内部由于降温过快，而产生裂缝，其每天的降温速度宜小于2℃/d，每层设出水口2个。

每套循环水管降温的有效范围为20.1*31.1*1/2=312m3

循环水管日降温计算公式如下:

T（t）=24*W*Δt*ΔL*w

312*cP

式中：W=水的比重，取1×10³kg/m3

Δt=进出水口的温度差（℃）

ΔL=冷却水通水流量（m3/h）

W=水的比热，查表取4.186kj/kg

C=砼比热，取0.96kJ/kg.k

P=砼密度，取2400kg/m3

3、总结

温控设计的主要内容是计算混凝土结构各部位的温度及应用；研究如何降低混凝土温度、降低到什么程度及如何进行表面保护、使之减少温差、降低拉应力。在施工过程中及时进行各项原始数据的记录，确保各项数据来源真实。