大体积承台混凝土温控养护技术探讨
王 桐
（中铁二十局集团 第四工程有限公司，山东 青岛 266061）
摘要：结合郁江河特大桥承台施工案例，对其进行热工理论分析，提出切实可行的大体积混凝土温控养护方案，确保了郁江河特大桥承台混凝土施工质量。关键词：大体积混凝土；养护；温控技术
中图分类号：U416.216 文献标识码：B
Talking about the temperature control and maintenance technology of large volume bearing platform concrete
WANG Tong （China Railway 20th Bureau Group Fourth Engineering Co.,Ltd.，
Shandong Qingdao 266061 China）
Abstract:Based on the construction case of Yujiang River Bridge, this paper analyzes the thermal theory and puts forward a feasible temperature control and maintenance plan for large-volume concrete to ensure the concrete construction quality of Yujiang River Bridge.
Key words:mass concrete;conservation;temperature control technology
引言
大跨桥梁施工中，承台是墩柱与桩基的联系部分，其将墩柱所受到的荷载传递到下部群桩基础上，所以是非常关键的施工部位，其中承台的温控养护措施是承台浇筑完成后能否达到设计及规范要求的关键。
1 工程概况
郁江河特大桥位于彭水县连湖镇，横跨郁江河而设，采用分离的上、下行的两座桥进行设计，设计时速80 km/h，全桥长577.6 m（左线K51+9.4-K52+476）、5.5 m（右线YK51+925-YK52+514.5）。全桥孔跨结构为：2×40 m+106 m+
收稿日期：2019—06—13
作者简介：王桐（1992—），男，河北石家庄人，助理工程师。
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200 m+106 m+2×40 m左线）、2×40 m+106 m+200m+106 m+3×30 m（右线），最大墩高149 m，桥面纵坡0.9%，承台厚度为5.0 m，平面尺寸为17.8 m（顺桥向）×22.0 m(横桥向)，混凝土为C45钢筋混凝土，混凝土体积为1 958 m3，属于大体积混凝土施工。
承台体积大、方量大，极易产生温度裂缝，通过相应的热工计算，采用在承台内部安装冷却水管通循环水和外部覆盖保温材料的“内降外保”的养护手段。除需要考虑温度控制外，还要从材料本身和外在因素等方面考虑采取相应施工措施，例如，在混凝土中添加适量的粉煤灰，控制水泥的量，降低混凝土的入仓温度等措施，最大限度地减少裂缝的产生，提高混凝土施工的质量。
2 承台混凝土中心热工计算
承台混凝土施工中，由于混凝土导热性差，结构外表面散热慢，所以承台内部升温值一般都略小于绝热升温值，因此在混凝土内部理论升温计算值偏于安全。为了降低混凝土水化热，此承台混凝土配合比采用“双掺技术”（即掺加粉煤灰及外加剂）。C45混凝土配合比见表1。
表1 C45混凝土配合比（kg）
水泥
细集料
粗集料
减水剂
粉煤灰
水
3987101 0656.4699149
2.1 混凝土绝热升温［1］
T
（t）=mcQ/Cρ（1-e-mt）……………………（1）式中：T（t）—混凝土的绝热温升，℃；mc—每立方米混凝土的水泥用量，取398 kg/m3；Q—每千克水泥28 d水化热，取375 kJ/kg；C—混凝土比热，
取0.97 kJ/（kg·K）；
ρ—混凝土密度，取2 427.46 kg/m3；e—为常数，取2.718；t—混凝土的龄期，d；m—系数、随浇筑温度改变，取0.35。
则得到：
T
（t）=63.39*（1-e-0.35t）……………………（2）山东交通科技2.2 承台中心温度
Tc（t）=T（j）+T（t）*ξ（t）…………………（3）式中：T（j）—混凝土浇筑时的温度，承台在11月底浇筑，根据当地的气温情况，取T（j）
=10℃；T（t）
—混凝土龄期为t的温度，℃；ξ（t）—混凝土t龄期的降温系数，参数见表2。
根据公式：
Tc（t）=T（j）+T（t）*ξ（t）T（t）=63.39*（1-e-0.35t）…………………………………………………（4）混凝土中心温度按一次浇筑进行计算，计算结果见表3。计算出混凝土的最高内部温度为47.7℃，出现在第8～10 d，而当地气温在10℃左右。为了防止混凝土内外温差过大而引起开裂，则需要“内降外保”的养护措施，将混凝土内外温差缩小到规范值25℃以下。
表2 混凝土t龄期的降温系数
ξ（t）ξ（3）ξ（6）ξ（9）ξ（12）ξ（15）
0.67
0.66
0.62
0.56
0.42
表3 承台混凝土中心温度（℃）
Tc（t）
369121537.6
46.8
47.7
44.9
35.8
3 温控养护措施
通过对承台混凝土的热工计算并结合相关规范要求和实际施工经验，对郁江河特大桥承台采用内部布置冷却水管通水降温和外部覆盖保温材料保温的养护措施。为了更加精准观测混凝土内外温度变化，在承台内部安装测温元件，并根据现场实测的温度变化数据不断调整养护措施。3.1 冷却水管布置及措施
为了降低混凝土内部的最高温升，混凝土内部由冷却循环水管降温，冷却水管为管径Ф 40 mm，壁厚2.5 mm的钢管。承台内部冷却水管一共布置四层，上下间距为1 m，每层冷却水管水平间距1.6 m，其中第一、三层布设相同，第二、四层布设相同。冷却水管采用加压注水循环冷却，循环水管入口与水箱相联通，每个循环系统分别设置管道泵一台且设置阀门控制循环水管入水量。为保证进出水口的温差和提高冷却的效果，每一层冷却水管设置1个进水口和2个出水口，以保证内部循环水管不至于过长影响散热质量。冷却水管在浇筑前安装完成，并在浇筑前进行通水试验，仔细检查不能发生破、
2019年第5期
漏及管道不通现象。承台冷却管布置见图1。当浇筑的混凝土高度超过第一层冷却管后且达到初凝时间即开通第一层冷却循环水，依次类推直到混凝土浇筑完成且所有冷却管开始进行循环水冷却工作。
图1 冷却管布置（cm）
3.2 测温元件布置及相应温控措施
为了有效和准确地监控混凝土的内部与外部温度变化，在混凝土内部安装温度测量元件。测温元件安装在1/4承台的两条轴线上，承台上、中、下各安装一个测温元件，其他部位按照60 cm间距埋设测温元件。为了准确地反映混凝土表面的温度，上下温度测量元件元件需要距离混凝土表面5 cm。在循环水打开期间每2 h测量混凝土内部温度、表面温
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度、环境温度及循环水管进水与出水的温度。
根据规范要求：（1）进出水口的温度差控制在10℃内。当超过该值时，要将进水口改为出水口且同时测温，随时更改进出水口的位置使混凝土内部温度均匀冷却而不会产生较大温度差使混凝土内部产生裂缝。（2）进口水温与内部混凝土温度之间的最大差值不超过20℃。当超过该值时，及时调节进水口阀门使进水流量降低，使内部循环水与内部混凝土温差缩小。（3）冷却过程中保证混凝土内部温度降温速率不大于2 ℃/d。当超过该速率时，及时调整循环水进入速率与流量防止其温度变化剧烈导致内外温度不匀而产生内应力生成裂缝。（4）养护水温度与混凝土表面温度差值控制15℃内［2］。当混凝土降温趋于平缓，入水温度和出水温度接近时（混凝土养生达到14 d）停止冷却水循环。冷却管使用完毕后及时灌浆封孔，并将伸出基础顶面部分截除。3.3 承台外部保温措施
当承台混凝土全部浇筑完成且表面初凝时进行二次抹压收面，收面完成后，覆盖一层塑料膜，在塑料薄膜上方加盖1层麻袋，利用冷却循环水管流出的热水向混凝土表面的塑料膜上灌入10 cm厚的循环温水，承台四周包裹塑料泡沫板。3.4 其他温控措施
（1）混凝土配合比配置时不仅需要考虑混凝土后期强度还要保证水化热不能过大影响混凝土的质量，因此对于大体积混凝土配合比配置过程中需采
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用“双掺技术”即将粉煤灰与外加剂加入其中降低混凝土水化热。（2）现场施工中控制好混凝土塌落度，塌落度偏大时混凝土和易性高，温度变化就比较快；塌落度偏小时，混凝土和易性差不利于现场施工。（3）混凝土浇筑过程中要分层浇筑，控制混凝土浇筑速率使混凝土热量得到充分散失。［3］
4 其他注意事项
（1）在混凝土浇筑前，现场试验人员需要检测骨料、砂子的含水率和拌和用水温度并及时调整拌和用水量，确保混凝土的水灰比符合设计及规范要求，便于控制混凝土水化热。（2）由于承台面积大，混凝土浇筑需要分层施工，为防止上下两层间隔时间过长影响混凝土上下的连接性和上下温差过大导致的混凝土开裂，则需要在初凝之前完成相邻两层混凝土的施工。（3）承台顶面混凝土未初凝前，需要注意冷却循环水不要洒在混凝土面上。
5 结语
通过温控养护措施，承台中心最高温度在第7 d达到40℃，各项控制指标均符合设计规范要求，保证了承台质量并为后期墩身施工打下了坚实基础。
参考文献:
1 GB 50496-2018,大体积混凝土施工规范［S］.2 JTGT F50-2011公路桥涵施工技术规范［S］.3 王立勋.冬季大体积混凝土浇筑及养护措施探究［J］.建筑界，2014（2）：63.