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桥梁承台大体积混凝土浇筑施工控制分析李乐检

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：李乐检

[导读] 摘要：大体积混凝土控制过程复杂，施工过程中主要存在规范不熟悉、强条未执行、方案未策划、测温不到位、超标无处理等系统性问题，因此，进一步提高工程质量监督水平，加强工程的大体积混凝土施工的质量监督，对于保证工程质量和竣工后的安全可靠生产运行具有重要意义。

        海南瑞泽双林建材有限公司海棠湾分公司海南三亚 572014
        摘要：大体积混凝土控制过程复杂，施工过程中主要存在规范不熟悉、强条未执行、方案未策划、测温不到位、超标无处理等系统性问题，因此，进一步提高工程质量监督水平，加强工程的大体积混凝土施工的质量监督，对于保证工程质量和竣工后的安全可靠生产运行具有重要意义。本文以某公路桥梁承台施工为例，分析了温度应力与水化热变化对裂缝造成的影响，同时研究了大体积混凝土的温度裂缝控制对策。实践表明，该桥梁承台大体积混凝土浇筑施工结束之后没有产生裂缝，施工控制措施发挥了预期作用。
        关键词：桥梁承台；大体积混凝土；浇筑；施工控制
        1 工程概况
        某公路桥梁是一座单索面曲线预应力混凝土斜拉桥，其中5号主塔承台是变厚度的八边形承台，顺桥向中部22．52cm的厚度是8m，顺桥向两侧11．54m的部分厚度从8m变化成4m，平面是切角矩形（45．6m×40．3m），而切角的边长是11．54m。该工程选择的混凝土标号是C30，混凝土的总放量达到了11568m3，属于大体积混凝土施工范畴。受温度应力影响而产生的裂缝，主要特点是裂缝比较宽，且上下贯通，所以直接威胁着结构的承载力与耐久性等。在桥梁的施工与运行阶段，温度的变化容易使大体积混凝土出现拉应力，造成混凝土产生裂缝，从而威胁到桥梁结构稳定性与安全性。
        2 施工控制措施
        受水泥水化热效应的影响，大体积混凝土的绝热温度就会升高，导致混凝土结构拉应力超过了限定值，从而出现温度裂缝，同时温度裂缝对混凝土结构造成的破坏比较大，修复难度系数高。由此，在大体积混凝土施工阶段必须选择一系列措施严格控制混凝土内外温度差。
        2.1 控制措施
        大体积混凝土浇筑施工控制具体如下。结构设计。应保证混凝土结构具备较强的抗拉强度，根据工程实际情况选择规格高、直径大的钢筋。与此同时，混凝土浇筑初期特别是结构底面受到的约束比较多，就会对混凝土自身热膨胀造成影响，从而形成温度应力，由此结构设计过程中需要在底部建立大量的抗拉钢筋。材料选择。应适当控制水泥用量、水胶比，合理增加粉煤灰与矿粉用量，同时加入高效缓凝减水剂，从而弱化水化热时长与效应。此工程混凝土的配合比设计是以60d或者是90d混凝土作为依据，详细配合比是：水胶比＜0．5，胶凝材料≥300kg/m，缓凝时长8h，以及坍落度140～180mm。通过调整入模温度能够减小混凝土绝热温升，所以尽可能在低温季节进行施工。此桥梁承台施工时间选择在冬季，同时使用分层浇筑等相关降温措施，实现混凝土入模温度的有效控制。但也要必须注意一点，混凝土入模温度也不可以过低，必须根据工程具体状况而定，以免影响混凝土强度。埋置冷却管。在混凝土浇筑的初期，水泥的水化热效应比较强烈，而选择冷却管进行降温处理，能够实现及时地通入冷却水实现混凝土降温。而冬季施工应高度重视水源保温处理，以免水源与管道出现冻结问题而难以通水。此桥梁承台共建立8层冷却水管，具体位置在承台顶下的0．5、1．5、2．5、3．5、4．5、5．5m六个断面，同时选择在承台顶面的1．0m处增设一层冷却水管，以提升冷却效果［4］。若是冷却管和桥梁承台内部钢筋存在着冲突问题，则应该适当地对冷却管位置进行调整，一般冷却管道的间距布局是：横向间距在1.5～3m，竖向间距在1．2～3m，此桥梁承台中冷却管的横向与竖向间距都是1m。
        2.2 施工方案
        该桥梁承台编制的施工方案具体如下：①基坑开挖，在基坑的周围选择防护桩与锁扣冠梁实现防护，而且基坑开挖过程中需要挂网锚喷，作业方式是随挖随喷。

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当基坑开挖至标高10cm时，应选择“人工+机械”的形式进行清底；②桥梁承台下部4m，以基坑护壁混凝土为模板，上部斜坡选择反压拼装模板方式完成施工，而承台主筋选择直螺纹套管进行连接，并通过人工方式绑扎成型；③结合大体积混凝体科学设计配合比，根据设计基本要求进行承台冷却管布局，混凝土浇筑选择“溜槽+泵车”的方式，保证一次成形；④在混凝土达到初凝之后，应该使用土工布覆盖其表面，而承台顶部的混凝土需要采用保湿、保温等相关养护措施，对混凝土的内部、表面温度差进行严格控制，从而提高大体积混凝土浇筑质量；⑤温度监控，准确、及时记录温度变化情况，为养护工作提供指导，也为制定施工、养护措施提供重要依据。
        3 水化热温度监测
        在大体积混凝土浇筑施工完成之后，需要对内外温度差、降温速率与环境温度进行准确测试，每24小时内应完成4次以上的入模温度测量。关于温度测试元件的安装，需要提前进行检验，保证测试元件浸泡水中（24小时）无损坏现象。选择最佳的安装位置，保证测试元件安装稳定、牢固，同时和结构钢筋必须绝热。
        3.1 监测模式
        此桥梁承台水化热效应选择的测试元件是光纤光栅式温度计，其型号是BGK－FBG－4700S，数量是16个，同时测温探头的型号是SW－188b20，数量是133个，通过无线传输式测温仪实现大体积混凝土温度读数。此外，混凝土浇筑需要避开测试元件及其导线，振捣器也要避开测试元件。
        3.2 承台监测结果
        此桥梁承台大体积混凝土浇筑时间是50小时。根据监测数据可知，混凝土浇筑在4～5d时承台水化热效应达到了峰值，其中最高温度是57．5℃，而温度差最大值发生在混凝土浇筑的11～12d，因为使用的施工控制措施比较有效，其中冷却管在混凝土浇筑20d之后停止供水。根据光纤光栅温度计提供的数据信息可知，承台内部与外部的温差处在20℃～30℃，且混凝土浇筑开始之后温差波动较为稳定，表明使用的施工控制措施有效，在一定程度上延长了承台散热时间，其中最高温度控制在30℃～60℃，最低温度控制在10℃～40℃。时间达到10d后，通过人工表面保温等相关措施实现了最低温度的下降；时间达到20d后，因为冷却水管开始停供水，所以温度略有提高，但是并不会对混凝土结构安全造成不利影响。综上所述，在承台混凝土浇筑开始至冷却管停止供水后，内部与外部温差变化都处于可控状态，而且承台结构未出现温度裂缝。与此同时，工程现场施工结果表明承台未出现温度裂缝，在拆除相关保温措施之后承台结构完好。不同工程项目的大体积混凝土有着不同的施工特点。因为理论计算无法准确获取钢筋受力、冷却管对流系数以及绝热升温理论值等相关要素，所以未对承台水化热展开理论研究，但是提出了桥梁承台大体积混凝土施工控制措施，而且实测结果表明其有效保证了大体积混凝土结构安全。
        总结：
        本文重点分析了桥梁承台大体积混凝土施工控制措施。根据工程现场监测数据可知，大体积混凝土施工必须科学选择材料、设计合理的配合比，以及实践应用多种控制措施，从而有效控制承台温度裂缝问题。关于大体积混凝土的温度裂缝问题，通常需要考虑到外部影响因素，本文以内部因素为切入点，根据结构设计、材料选用以及浇筑方式等提出了施工控制措施。
        参考文献：
        ［1］付晓鹏.刘蕾.严汝辉．青山长江大桥副航道桥大体积深水承台施工技术分析［J］．西部交通科技，2019，14（8）：107－110．
        ［2］马自恒．桥梁大体积混凝土承台施工温度及温度应变观测探析［J］．建材与装饰，2018，14（48）：256－257．
        ［3］黄黎明．西北严寒地区承台大体积混凝土冬季施工温控技术［J］．甘肃科技，2019，35（10）：107－108．
        ［4］乔明．某特大桥承台大体积混凝土施工温控关键技术研究及应用［J］．公路工程，2019，44（5）：135－141．