高速铁路连续梁夏季施工温度控制

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1工程概况

京沪高速铁路丹阳至昆山特大桥常州东桥段跨北塘河连续梁位于江苏省常州市。正桥全长145.5m，计算跨度为40+64+40m三跨变截面连续梁桥，预应力连续箱梁采用C50混凝土浇注，封端采用强度等级为C50的硬性补偿收缩混凝土，防护墙及电缆槽竖墙混凝土强度等级为C40。全桥施工划分为A、B、C、D四个节段。A节段长度为26.5m，B节段长度为28.5m，C节段中跨合龙段，长度为2.25m，D节段长度为31.0m。桥面全宽12m，采用无砟轨道板；设计最高运行车速350km/h；抗震设防基本烈度8度及以下，地震动峰值加速度为0.3g，设计基准期100年。

2温度控制的原因与内容

（1）大体积砼在硬化期间，水泥水化后释放大量的热量，使砼中心区域温度急剧升高，而砼表面和边界由于受气温影响温度较低，从而形成较大的温差，使砼的内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力大于混凝土允许拉应力的时候，便会产生表面裂缝。

（2）大体积混凝土热量散失很慢，使温度峰值很高。当混凝土的水化热达到温度最高点后，混凝土内部冷却时就会收缩，且由于水分的散失，使收缩加剧，从而在混凝土内部产生拉应力。当拉应力大于混凝土允许拉应力的时候，便会产生内部裂缝。必须采取温度控制的方面为：原材料温度控制，混凝土出机温度，混凝土入模温度，养护期间混凝土内部温度，养护期间混凝土内部与表面温差，养护期间混凝土表面与环境温差，养护用水温度，拆模时混凝土内部与表面温差，拆模时混凝土表面与环境温差。

3温控措施

3.1混凝土配合比优化

试验室尽快做好夏期施工配合比优化，根据施工情况调整好混凝土初凝时间，将新配比报监理及咨询同意后尽早投入使用。对大体积混凝土宜选用水化热较低的水泥，在保证混凝土各项性能指标的情况下适量增加粉煤灰的掺量，外加剂宜选用缓凝型减水剂，并根据施工需要要求厂家调整凝结时间，根据气温适当增加坍落度。

3.2混凝土热工性能计算

混凝土拌合前，必须经过科学合理的热工计算，确保混凝土的拌合温度、出机温度、入模温度都符合规范要求，即混凝土的拌合温度、出机温度不得大于30℃，混凝土入模温度不宜高于30℃，大体积混凝土入模温度不得大于28℃。通过计算，确定原材料的温控措施，确定养护期间降温措施，确保养护期间混凝土的内部最高温度不宜大于65℃，混凝土内部温度和表面温度之差、表面温度和环境温度之差不宜大于15℃。

3.3原材料温控措施

砂石料仓搭盖砂石遮阳棚，避免阳光直晒，避免曝晒造成砂石料温度过高，导致砼拌合温度增高。定时在砂石料堆上喷洒经试验合格的井水来降温，洒水频率按气温和拌合温度对砂石原材料的温度要求确定。拌合用水采用温度比较低的经过试验合格的井水，当井水还不足以满足混凝土入模温度不大于30℃的要求，则采用冰水做为拌合水，每吨水需要加入冰屑的重量根据加冰前水温和需降至的水温确定。搅拌站料斗、水池、皮带运输机、搅拌楼都要采取遮阳措施，避免阳光直晒，降低搅拌楼温度，并尽量缩短搅拌时间。应使用有一定休整期和冷却降温时间的储存水泥、粉煤灰、矿粉，避免使用刚运到的水泥、粉煤灰、矿粉温度太高而导致砼入模温度增高。泥筒仓搭设遮阳棚遮挡，定时对水泥筒仓洒水。水泥进入搅拌机的温度不宜大于45℃。

3.4混凝土的搅拌、运输及浇筑

尽可能在气温较低的晚上搅拌混凝土，以保证混凝土的入模温度满足规范要求，混凝土的入模温度不宜高于30℃，大体积混凝土入模温度不得大于28℃。搅拌前必须经过科学的热工计算，温度指标满足要求后方能开始搅拌。在搅拌站拌出首盘混凝土后，及时对拌合物的坍落度、含气量、出机温度、泌水率、水胶比等进行测定，判定是否满足要求以便进行调整，指导下一盘混凝土的搅拌。当高温施工不可避免时，应通过试验掌握混凝土在不同温度、不同原材料等的情况下坍落度的损失情况。制定相应的措施，根据气温适当增加混凝土的出机坍落度，保证混凝土到坍落度施工现场时符合施工要求。采用混凝土运输车运输混凝土，混凝土运输车在不使用时，停在遮阳蓬下，避免阳光直晒而提高罐体温度，装混凝土前先使用地下井水浇一遍罐身，降低混凝土罐车自身温度。尽可能减少混凝土的转载次数和运输时间。夏季施工应保证砼运输能力和搅拌能力相匹配，以保证浇筑工作的连续性，以防止结构出现施工缝。气温较高时，经常测定混凝土坍落度的损失情况，以调整运输、滞留时间及采取其他特殊措施，保证砼泵送入模的塌落度。运输混凝土过程中以2～4r/min的速度慢速搅拌混凝土，严禁在运输过程加水搅拌。在混凝土浇筑前应高速反向旋转强力搅拌20～30s，如果有离析现象或塌落度损失过大的现象，在技术员和试验员的指导下，加入减水剂，高速搅拌3min以上达到施工要求后方可施工。处理后指标还是不符合要求的混凝土不得浇筑，必须退回搅拌站重新拌合。夏期浇筑混凝土前，应作好充分准备，保证连续浇筑，砼从搅拌到浇筑不宜大于1.5h。混凝土罐车在等待过程中，需要以2～4r/min的速度慢速搅拌混凝土。设专人测量混凝土的入模温度，当入模温度超过规范要求时应采取相应措施。当采用泵送施工时，在符合规范要求的同时，泵管布置应尽量缩短，并用麻袋或草衫包裹润湿，降低混凝土的入模温度。混凝土浇筑前应将模板喷水润湿，浇筑宜连续进行，施工中工作面不宜太大，严禁先浇筑混凝土等待时间太长，超过初凝时间形成施工缝。应加快混凝土的修整速度，修整时可用喷雾器喷少量水防止表面裂纹，但不准直接往混凝土表面洒水。当遇到大体积混凝土施工时，应尽量减少混凝土在高温下暴露时间太长，降低入模温度。避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部温度，不超过35℃。大体积混凝土施工，混凝土浇筑应安排在气温较低的夜间施工，尽量避免在气温高的白天进行，也不宜在早上浇筑以免气温升到最高时加剧混凝土内部升温。施工时在混凝土浇筑地，设专人对拌合物坍落度、含气量、入模温度等进行测定，不符合满足要求的禁止入模。预应力混凝土箱梁夏期现浇施工，浇注时尽量减少浇筑时间，最长不得超过混凝土的初凝时间。

3.5混凝土的养护

对于40+64+40结构连续梁，按图纸要求分7段进行混凝土施工，为满足混凝土内部温度小于65℃和表面温度之差不大于15℃的规范要求，必须对混凝土内部温度进行监测并根据混凝土内部与表面的温差采取对应的降温措施。其中A、B、D段采用每个节段埋设三个断面，即两端处和节段中，由于C段较短只需要埋设一个断面，即节段中，每个断面同样埋设四根测温管，共需埋设80根测温管。断面的两个腹板中各埋入外径10mm、内径6mm的中间空心的铜管，埋设深度为比梁高的一半多20cm，超出梁面15cm左右，平面位置为腹板的中心，再在底板和顶板横桥向中心各埋设一根；深度为混凝土厚的一半加5cm，高出混凝土面15cm。每隔1小时用取出铜管中的水银温度计记录混凝土内部温度，详细记录测温时间、各测点温度、平均温度、混凝土表面温度以及记录时大气温度。根据温差制定降温措施。为了有效控制温差，必须制定科学的、合理的、可操作的温控措施，并严格按照措施实施，确保温差符合规范要求。混凝土浇筑完后，应及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖，尽量减少暴露时间，防止表面水分蒸发。及时用土工布覆盖并定时撒水养护；采取潮湿养护措施，保持潮湿状态不少于14天。侧模松开后应自上而下浇水养护；养护期间当遇到大风天气，需要提高洒水频率，保证混凝土表面都处于潮湿状态，避免因水分损失过大而产生表面收缩裂纹；养护用水必须采用拌合水或经试验合格的水，养护用水温度和混凝土表面温度之差不得大于15℃；当混凝土开始快速升温时，开始往竖向精扎螺纹钢波纹管中注水对混凝土进行降温。根据温度测量记录和热工计算，调整注水频率和注水温度，安排专人负责注水工作，保证按要求注水，不得随意调整。当测得的混凝土芯部温度和混凝土表面温度之差快接近15℃时，重新注水与其混合降低冷却水温度。注水采用温度较低的地下井水。

3.6混凝土的拆模

混凝土拆模时，混凝土芯部温度和表层温度之差、表层温度和环境温度之差不得大于15℃。混凝土内部开始降温前不得拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模，如需拆模，应采取适当的夏季隔热措施，防止混凝土产生过大的温差应力。拆模时严禁重击或硬撬，避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。

4结语

根据京沪高速铁路丹阳至昆山特大桥常州东桥段跨北塘河连续梁混凝土施工经验及参考了相关书籍，分析了夏季连续梁施工需要温度控制的原因，并提出了相应的处理措施，希望可以为类似工程提供借鉴。

作者：喻文浩 单位：中交二航局五分公司