龙岩大桥主塔工程混凝土温度监测分析

摘要:为解决龙岩大桥主塔承台大体积混凝土施工中的温控难题，综合采用多种方法进行温度控制，减少混凝土有害开裂。重点从混凝土配比优化、冷却水管布置和温度监测3个方面着手。实践表明，通过采取以上综合温度控制措施，承台内表最高温差、降温速率等温控指标均能够快速恢复到允许值范围内，避免进一步温升。

关键词:龙岩大桥；主塔工程；大体积混凝土；温度监测；温控措施

现阶段我国的基础设施建设日趋完善，越来越多的大体积混凝土结构被应用于工程中。大体积混凝土结构和普通结构相比混凝土用量更大，其对于构件的整体性等特性有更严格的要求。除此之外，因为尺寸厚大而且胶凝材料不易散热，所以大体积混凝土结构出现裂缝的可能性也更高。混凝土结构裂缝已经成为影响混凝土结构工程质量的一个重要因素，若混凝土结构裂缝问题严重，整个建筑的耐久性将受到严重损害。对于桥梁工程，由于承台长期处于潮湿环境中，若表面存在裂缝，易导致钢筋生锈腐蚀，最终造成结构损毁，所以在桥梁工程承台大体积混凝土施工过程中，必须严格控制温度，采取合理的防裂措施，也对施工人员提出了更高的要求。本文重点关注龙岩大桥主塔承台大体积混凝土施工环节中温度监测的具体状况，综合考虑多方面因素给出了科学的温控措施建议，以期保证工程质量、有效控制施工工期。

1工程概况

龙岩大桥是福建省龙岩市建造的第一座高架桥。大桥的长度为2.4km，整个大桥由主体和地面道路两部分组成，大桥主体的长度约1.79km。大桥桥面设置双向车道，高架桥主体跨越了登高西路、人民路等多条道路。大桥整体采用混合梁“宝石型”独塔双索面斜拉桥。该桥主塔高度为128m，主塔承台厚度为6300mm。大桥承台混凝土构件属于大体积混凝土，容易在施工过程中因内外温差过大导致裂纹出现，为减小混凝土温升分三次浇筑，第一层和第二层的浇筑厚度均为2350mm，第三层浇筑厚度为1600mm，并对其实施相应的温度监测方案。

2温度监测

2.1监测方案。为有效控制大体积混凝土产生温度裂缝和收缩，在混凝土浇捣和养护期应对混凝土水化热温度进行监测，直到混凝土没有保温覆盖且混凝土表面的温度与中心点的温度差距低于20℃或者中心点的温度低于50℃时才能够停止监测。2.2温度监测点的选取及布置。在确定监测点的时候既遵循均匀布点的原则又强调重点布设。此外，在容易产生较大温差的区域设置了测杆，主塔承台每层各布置5根测杆，如图1所示。一方面，依据GB50496—2018《大体积混凝土施工标准》6.0.2规定，沿混凝土浇筑体厚度方向，必须布置外面、底面和中间温度测点；另一方面为满足施工工艺要求，在测杆上面设置3个测点。其中，上测点设置于距离混凝土上表面50mm的位置，下测点设置于距离混凝土下表面50mm的位置，中测点设置于混凝土底板的竖向中心处。在主塔承台每层都设置测点15个，另外再布置1个测点用于监测大气温度。监测自混凝土浇筑工作开始的时候开始，在温度上升的过程中要每隔2h进行一次监测，在温度下降的过程中必须每隔4h进行一次监测，直到温度达到要求方可停止监测。2.3温度监测分析。以主塔承台第二层混凝土施工为例。本工程采用推移式连续浇筑施工，于10月11日开始浇筑主塔承台第二层混凝土时进行温度监测，至10月22日主塔承台第二层混凝土温度监测结束。如图2温度曲线图的数据能够看出，混凝土的温度在混凝土浇筑完成后的两天内快速升高，于10月13日达到峰值79.8℃。这也符合水泥水化反应的规律，前期快速反应、放热，继而中心温度因混凝土体积过大无法快速传递散热，导致温度聚集升高，其后随着采取降温措施和时间推移，温度逐渐降低。测点中心温度降温速率情况：1#测杆中心温度在10月13日20点30分开始下降，至15日20点30分降温速度小于2℃/d，满足大体积混凝土施工标准里要求混凝土浇注体降温速率不宜大于2℃/d的要求。此过程主要是由于施工单位采取了布设冷却管降温，与水泥水化热达到热量的动态平衡，这对于减少大体积混凝土前期混凝土有害裂纹的形成有重要意义；15日20点30分后降温速率会略超2℃/d，监测单位及时向施工单位预警，施工单位也及时采取了表面覆盖保温的措施，减少混凝土收缩裂纹的产生。其他测杆中心温度降温速率情况与1#测杆大致相同，根据监测结果确定大体积混凝土的温度，依据温度变化情况选择合理的温控举措，进而保证大体积混凝土的质量。混凝土里表温差情况如下：1#测杆在10月13日10点30分至17日00点30分期间里表温差大于25℃，超过了大体积混凝土施工标准要求里表不宜大于25℃的要求。针对监测预警，施工单位采取了增加表面覆盖保温厚度，同时增大冷却管中冷却水流量等温控措施，将里表温差在较短时间内得以控制在25℃以内，避免了里表温差的进一步扩大。其他测杆混凝土里表温差情况与1#测杆类似。本工程采用大体积混凝土测温技术，实时监测每层混凝土的降温速率和里表温度，并依照测温数据有效对施工过程进行监督，为施工单位实施相应温控措施提供依据，保证混凝土均匀散热和降温，减少混凝土有害裂纹的产生，为保证承台的混凝土质量提供有效的技术支持。

3温控措施

3.1混凝土配比优化。考虑到项目对混凝土结构性能的特殊要求，施工单位对混凝土泵送单位提出特殊要求，混凝土的配合比设计一定要合适。在配置时，应该选择水化热不高、含碱量较低的硅酸盐水泥。与此同时，宜选用优质粉煤灰。由于用优质粉煤灰取代部分水泥用量，从而有效地延迟了热峰的发生，并降低水化热，能够确保混凝土不会由于硬化时的收缩应力及温度应力而开裂，造成混凝土中出现有害裂缝。3.2混凝土内部埋设冷却管。降低水化热问题是大体积混凝土最为显著的问题，由于基础承台的厚度较厚，浇筑完成后的降温措施主要有两种：（1）铺设一个循环用水的管网。用冷却水对大体积混凝土进行降温，管网的出水口和接口均需要高出浇捣完成面30cm左右。布管完成后，通过冲水测验来对管网进行测试，确保接口处不会出现漏水的现象。同时，在出水口和进水口同时设置温度传感器，并按照相应的温度数据，来对进水阀门进行调控，合理控制水在管中的流速和流量。当前期测杆中心点混凝土温度不断升高时，施工单位采用增大冷却水流量的方法，有效的避免了前期混凝土温度的迅速升高。（2）为避免混凝土内部和外部的温差过大而产生温度应力，应该采取保湿、保温措施。在混凝土开始凝固的时候要在其表面喷洒适量的水，然后应铺设塑料膜，将蒸发的水分留在混凝土表面，使混凝土表面不会过于干燥。本工程外部保温保湿措施选择了两层土工布，两层塑料薄膜以及一层养护毯，并且严格把控拼紧土工布和养护毯之间的边口，塑料薄膜和土工布等覆盖时搭接长度应不小于20cm。当大体积混凝土里表温差大于25℃时，施工单位通过增加保温厚度，减少混凝土表面的热量散失，避免里表温差的进一步扩大。3.3其他温控措施。除上述措施外，在浇筑过程中如果入仓温度过高，要实施相应的举措来降低温度，避免在温度较低时开展浇筑工作。龙岩大桥主塔承台采用泵送方式，分层进行浇筑施工，对于上层和下层混凝土，覆盖时间可以根据实际情况适当延长。但是时间不能长于初凝时间，否则混凝土向外散热的能力就会受到影响，每道混凝土浇筑厚度控制在0.4～0.5m范围内。另外，在施工过程中要注意将振捣时间控制在合理范围内，在混凝土不再冒气泡且出现泛浆时振捣就可以停止，在这一环节必须要防止欠振等情况的出现。最后，混凝土表面应该通过储水方式来进行养护，以保证混凝土表面的湿度和温度适当。在终凝开始时，需要在混凝土表面修筑贮水池，贮水池中应贮有5cm的水。水体具有蓄热的功能，采用贮水方式能够有效保护混凝土结构。为避免水分蒸发，需要在贮水池上覆盖塑料薄膜。上述施工工艺均为有效控制龙岩大桥承台大体积混凝土的里表温差和降温速率起到了积极作用。

4结束语

龙岩大桥的主塔承台混凝土浇筑方量较大，属于大体积混凝土施工，且所处环境潮湿，对混凝土结构的耐久性有较高要求，在施工过程中须严格开展温控工作，监测施工温度，指导施工单位制定相应的温控措施。另外，为了有效监控承台施工时产生的温度应力，必须优化混凝土配比，避免混凝土结构出现裂缝，确保整个大桥工程质量。龙岩大桥项目与其他桥梁工程具有很多相同点，其成功经验对于其他工程来说具有重要的参考价值。

参考文献

[1]刘沐宇,徐黎明,汪峰,等.广州黄埔大桥承台大体积混凝土温度控制与监测分析[J].土木工程与管理学报,2008,25(1):12-16.

[2]李东明.大体积混凝土温度监测与裂缝控制———以厦门某地铁车站工程为研究对象[J].福建建筑,2018(12):79-82.

[3]夏伟.大体积混凝土施工与养护技术研究[J].福建建材,2019(12):83-85.

[4]魏尊祥,夏兴佳,李飞,等.桥梁承台大体积混凝土温度场监测与数值分析[J].公路交通科技,2014,31(4):82-86.

作者:蓝鹤隆 单位:健研检测集团有限公司龙岩分公司