杜建
摘要:近些年我國國民經(jīng)濟發(fā)展迅速,經(jīng)濟的發(fā)展帶動了社會各個方面的發(fā)展,城市化建設使高層建筑越來越多,交通運輸業(yè)的發(fā)展使得社會對公路和橋梁的質量和稱重要求越來越高,給交通建設帶來了壓力和挑戰(zhàn),尤其是橋梁建設方面,它的難度要大于公路建設,其中,主橋承臺建設在橋梁建設中占有重要的部分,它的建設離不開大體積混凝土的支持,混凝土的構成主要有水、水泥、骨料等,在調配好放置到工程需要的位置后,需要一定的時間固化才能成型使用,在固化的過程中,會產(chǎn)生較大的溫差,如果處理不慎,會容易出現(xiàn)裂縫,不僅不美觀且影響工程的整體質量,容易形成安全隱患,所以一定要采取有效措施,妥善處理這種情況。因此,本文以某項工程為例,對工程進行了深入的分析,并提出了一系列的主橋承臺大體積混凝土施工降溫措施,希望能為我國橋梁建設貢獻一部分力量。
關鍵詞:主橋承臺;大體積混凝土;水化熱;降溫;措施
1、工程概況
1.1工程簡介
本文選擇的工程為龍葵路鐵路跨線橋工程的一部分,主橋與其它鐵路干線有交叉,交角大約為80度,經(jīng)過測量得知交叉里程大約為DK925+043,橋梁全長大概1000米。選擇1聯(lián)(65+110+65)米預應力混凝土連續(xù)梁,主橋大致長度為240米,橋面寬30.5m;主橋箱梁采用掛籃懸臂灌注法分幅施工,0#塊采用型鋼支架現(xiàn)澆法,邊跨采用滿堂紅支架現(xiàn)澆法施工。對于連續(xù)梁梁體的建設,將要選用雙幅單箱雙室、變高度、直腹板箱形的梁體截面設計。單幅橋箱的尺寸大致是,頂寬15米,底寬9米,懸臂長3米,在兩幅橋之間需要建設設寬濕接縫,接縫大概半米即可。主橋下部結構為主橋中墩采用群樁基礎,雙層承臺,分離式實體橋墩,主橋邊墩采用柱式橋墩、鋼筋混凝土蓋梁。
1.2施工難點
主橋連續(xù)梁5#、6#、7#、8#承臺大體積混凝土施工是此次施工降溫防護措施的主體。其中5#、8#邊墩承臺尺寸:長21.2m、寬6.6m、高3.0m,單個承臺混凝土用量約為420m?。6#、7#主墩承臺尺寸為31.4(長)*10.5(長)*4(高),需要的混凝土約為1318.8m?。選擇等級為強度為C30強度的混凝土作為承臺建設的材料。由于5#、6#、7#、8#橋墩的承臺體積較大,所以待混凝土在工人進行澆筑之后,在凝固、晾干的過程中會出現(xiàn)內外部的溫差,且溫差較大,這需要由內而外的均衡降溫,避免出現(xiàn)裂縫,這需要將散熱管預埋在承臺內部,利用水的循環(huán)來降低混凝土內部產(chǎn)生的高溫,外部進行人工灑水散熱的方式。
2、承臺大體積混凝土降溫施工
2.1施工方法
承臺散熱管采用直徑40mm,壁厚2.5mm的鋼管,端頭套絲,兩鋼管之間采用內徑45mm套管進行連接,轉彎處采用彎管接頭連接,連接好后,為了防止后期出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,需要在接頭處纏上冷膠帶。選擇使用Φ20鋼筋對承臺散熱管進行加固,與承臺的鋼筋之間進行焊接,后續(xù)需要用到盤圓鋼筋,將盤圓鋼筋按照加固的需要做成U型卡形式,然后套在散熱管上,再與承臺的散熱管鋼筋進行連接。需要注意的是,承臺內的鋼筋要與后來加入的散熱管固定用的鋼筋進行充分的連接,通過焊接的方式使其能夠成為一個整體,以免后期由于施工以及其它原因等導致搭建的散熱管架構變形,失去其應發(fā)揮的作用。
散熱管進水口與出水口各設置一道閥門,控制進水流量和方向。每層散熱管網(wǎng)獨立入水,在進出口側設置儲、蓄水池。在承臺混凝土內部預留測溫孔,每2小時測量一次,利用測溫孔測量承臺內部溫度與出口水溫測量,控制混凝土內部溫度與外界溫度之差小于25℃,保證承臺施工質量,避免裂縫出現(xiàn)。
2.2散熱管布置形式
散熱管需要按照規(guī)律進行布局,通常采用矩陣的形式,每根管道之間間隔1米即可,水平距離大概在90厘米左右,邊墩5#、8#承臺需要順著豎向安放3層,水平方向上需要安放7排;主墩6#、7#承臺,在豎向上需要安放4層,水平方向上安放13排。另外還需要在承臺內部預留測溫孔的位置,深度需不低于1.5米。
每層散熱水管網(wǎng)獨立注水,為了能更好地控制混凝土內部溫度,主墩6#、7#承臺共設四個進水口及四個出水口;邊墩承臺5#、8#共三個進水口及三個出水口,并在進出水口處預留接口及開閉閥門,在整個水管網(wǎng)建設布置完畢后,要進行通水測試,以保證整個水管網(wǎng)能正常工作,沒有漏水。散熱管、測溫孔布置如圖所示。
2.3散熱管通水方式
散熱管通水必須選派專人負責測溫與通水?;炷翝仓戤叡砻娉跄蠹撮_始通冷卻水,進出水口每4小時交換一次,使承臺大體積混凝土內部溫度均勻,直至散熱管出水口的水降至常溫后方可停止通水。
3、承臺混凝土澆筑注意事項
1.影響混凝土凝干的因素是多樣的,除了主要的水泥水化作用外,還有外界氣溫以及混凝土含有的水分的蒸發(fā)等等,所以需要采用相應措施進行干預。
1.1在施工中科學調整混凝土配比,比如加入適量粉煤灰減少水泥的占比。
1.2不影響混凝土質量的前提下適當使用減水劑。
1.3在粗細骨料選擇上,選擇級配相對優(yōu)質的,提升混凝土的的整體質量。
1.4混凝土澆筑要實行分層原則,每層厚度不可超過300mm,等一層初凝后再進行下一層澆筑工作。
2.要注意保持輸送混凝土的連貫性,間隔最長不能超過1小時。
3.要安排專職人員在施工過程中進行檢查監(jiān)督,一旦發(fā)現(xiàn)散熱管或者鋼筋等位置偏移要及時進行矯正,并做好測溫工作。
4.要提前查看天氣預報,注意雨天的防護工作。如果遇到突發(fā)情況下大雨,應立即停止?jié)仓炷?,對已?jīng)澆筑的混凝土進行覆蓋;待雨變小方可繼續(xù)澆筑,并在澆筑混凝土前,將積水清除干凈,以保證的整體性及強度。
5.承臺養(yǎng)護期限達到要求后,立即水泥砂漿注滿散熱管,防止水管內生銹腐蝕混凝土。
4、承臺混凝土保溫養(yǎng)護
4.1作用和目的
任何工程建設,都離不開養(yǎng)護,大體積混凝土施工建設也不例外,而且主要需要進行的是保溫、保濕養(yǎng)護,避免因為外部水分缺失以及內外溫差較大,使混凝土出現(xiàn)大面積裂縫的情況,有效的保溫保濕措施,可以降低混凝土的凝干速度,減小內外部的溫差,保證工程的質量。
4.1保溫養(yǎng)護的材料和方法
混凝土澆筑完成之后,需要謹慎護理,可以使用土工布蓋在上面,以達到隔熱、保濕的作用?;炷脸跄螅〞r在保溫、保濕材料上噴水,確?;炷帘砻嫠殖渥恪?/p>
混凝土養(yǎng)護時間不少于7天,一般情況下水泥水化熱最高溫度發(fā)生在澆筑后的3天―7天,因此在這期間的調整溫差工作非常重要,通過混凝土內部的散熱管以及外部的覆蓋物等雙效控制,使內外溫差不大于25℃,減少混凝土出現(xiàn)裂縫的概率,提升施工質量。
5、質量要求及保障措施
5.1質量要求
由于主橋承臺處澆筑的混凝土體積較大,那么在施工過程中很容易出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象,使混凝土內外產(chǎn)生較大的溫差,從而容易出現(xiàn)裂縫,這就需要對溫差進行控制,在混凝土中埋設散熱管,通過水流速度控制混凝土內外溫差小于25℃,一般混凝土養(yǎng)護及散熱管降溫按7天考慮,降溫速率取2~3℃/d,施工時取低限值。
5.2保障措施
1.澆筑混凝土時避免陽光直曬,一般選擇在溫度較低時施工,對粗骨料進行噴水和覆蓋,降低混凝土溫度。
2.監(jiān)測出水口與入水口的溫度差,當產(chǎn)生的溫差較小時,需要減小水的流動速度,當產(chǎn)生的溫差比較大時,需要提高水的流動速度,通過散熱管排水帶走混凝土體內熱量。
3.澆筑混凝土后,需要立即使用土工布將其覆蓋在混凝土上,并撒上適量的水,用于對混凝土的保濕和保溫,使混凝土能夠在逐漸的降溫過程中慢慢變干,防止因為內外的巨大溫差產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。
4.澆筑混凝土后,要加強對混凝土內外溫度的監(jiān)測工作,前期需要在1-2小時內進行一次,并根據(jù)溫差及時調整措施,以免影響之后的工程進行,后期的話可以增加時間間隔,3-5小時之內監(jiān)測一次即可。
參考文獻
[1]《降溫法在承臺大體積混凝土施工中的應用》代春艷 - 《中國建筑金屬結構》- 2013
[2]《混凝土裂縫的成因及預防措施分析》麥興文 - 《科學時代》- 2013
(作者單位:中鐵二十三局集團有限公司)