段科

（湖南省長(zhǎng)湘工程監(jiān)理有限公司，湖南 婁底 417000）

檢測(cè)施工過(guò)程中的混凝土溫度和結(jié)構(gòu)質(zhì)量是橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工的關(guān)鍵組成部分，混凝土澆筑過(guò)程中的溫度監(jiān)測(cè)是評(píng)估大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量和溫度控制效果的有效手段。本文探討了橋梁承臺(tái)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度監(jiān)測(cè)和控制措施，旨在為類似工程施工提供技術(shù)借鑒。

1 測(cè)溫系統(tǒng)基本要求

1.1 溫控監(jiān)測(cè)流程見圖1。

圖1 溫控監(jiān)測(cè)流程

1.2 溫控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選擇

現(xiàn)階段，測(cè)量溫度的方法主要包括直接測(cè)溫法、光柵法、熱電偶法等。直接測(cè)溫法方便、簡(jiǎn)單，但測(cè)量準(zhǔn)確性較差。本次按照現(xiàn)有的施工經(jīng)驗(yàn)決定采用熱電偶法進(jìn)行測(cè)溫，測(cè)溫系統(tǒng)為實(shí)時(shí)測(cè)溫自動(dòng)系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 大體積混凝土電腦測(cè)溫（一線通）系統(tǒng)組成示意圖

2 大體積混凝土溫度和應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

2.1 溫度測(cè)點(diǎn)布置原則

2.1.1 為確保溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性，溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)位應(yīng)和冷卻水管保持一定距離；2.1.2 測(cè)溫點(diǎn)測(cè)溫范圍為混凝土平面對(duì)稱軸的半軸上；測(cè)溫點(diǎn)布設(shè)為3 個(gè)或更多；2.1.3 對(duì)于橋梁承臺(tái)，可選擇第一幅澆筑混凝土作為主要的溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，依據(jù)設(shè)計(jì)要求布設(shè)溫度監(jiān)測(cè)傳感器，可根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性和溫度變化的一般規(guī)律，第二幅可以參照第一幅溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度控制，只需要在混凝土內(nèi)部設(shè)置少量溫控傳感器。

2.2 承臺(tái)測(cè)溫傳感器的布設(shè)

見圖3 所示，按照設(shè)計(jì)要求布設(shè)橋塔承臺(tái)溫度測(cè)量傳感器，該方案溫度測(cè)量點(diǎn)位于基礎(chǔ)長(zhǎng)方體兩對(duì)稱軸的半軸上，最終選擇哪一個(gè)四分之一區(qū)域作為溫度測(cè)量區(qū)域可以按照實(shí)際情況靈活確定。

圖3 承臺(tái)每層混凝土溫控測(cè)點(diǎn)立面布置示意圖(單位：cm)

2.3 承臺(tái)應(yīng)變傳感器測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)工程的實(shí)際需要，可以在多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)同時(shí)布設(shè)應(yīng)變傳感器，用于監(jiān)測(cè)大體積混凝土的應(yīng)力變化情況，分析溫度與熱應(yīng)力之間的關(guān)系。應(yīng)變傳感器將放置橋梁承臺(tái)各層，圖4 為應(yīng)力變化測(cè)量點(diǎn)的布設(shè)示意圖。

圖4 橋塔承臺(tái)每一層應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置示意圖

2.4 測(cè)溫傳感器的安裝及保護(hù)

2.4.1 經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)確認(rèn)熱電偶溫度傳感器質(zhì)量合格后，按配置圖逐一標(biāo)號(hào)，按照傳感器在結(jié)構(gòu)中的垂直位置進(jìn)行編號(hào)；各層傳感器可用不同顏色標(biāo)記；2.4.2 溫度測(cè)量傳感器布設(shè)點(diǎn)位應(yīng)固定好后，再測(cè)試線路是否正常；2.4.3 溫度測(cè)量傳感器和導(dǎo)線之間的連接部位要做好絕緣。第一層密封材料采用環(huán)氧樹脂，第二層密封采用電工膠帶。必須高度重視絕緣質(zhì)量。如果絕緣沒(méi)做好，則很難快速找到故障點(diǎn)；2.4.4 接好導(dǎo)線后需要仔細(xì)檢測(cè)線路，保證線路正確連接，保持線路通暢；2.4.5 引出的導(dǎo)線要集中布設(shè)，線路測(cè)試過(guò)程中要保障線路安全性，避免線路斷開；2.4.6 捆扎鋼筋和澆筑混凝土前，必須布設(shè)好熱電偶溫度傳感器；2.4.7 傳感器布設(shè)好后應(yīng)該聯(lián)機(jī)測(cè)試，保證溫度測(cè)量系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況。

3 主要溫控措施

在大體積混凝土施工過(guò)程中應(yīng)該結(jié)合溫度測(cè)量數(shù)據(jù)與應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而做出科學(xué)決策，采取必要的施工調(diào)整措施：

3.1 降低混凝土入模溫度

3.1.1 混凝土澆筑宜在氣溫較低時(shí)進(jìn)行，但混凝土的入模溫度應(yīng)不低于5°C，在炎熱環(huán)境下施工時(shí)要盡量降低混凝土入模溫度，且入模溫度不宜高于28°C；3.1.2 拌和水。降低混凝土入模溫度最簡(jiǎn)單有效的方法就是降低拌和水溫，可以通過(guò)添加冰塊的方式獲得最佳的冷卻效果，或者可以使用冷卻裝置降低拌和水溫度；3.1.3水泥。提前聯(lián)系水泥供應(yīng)商，要求供應(yīng)商預(yù)先將水泥入場(chǎng)溫度控制在60°C 以下；3.1.4 粗細(xì)骨料。在拌合站料倉(cāng)上面搭蓋雨棚，在夏季時(shí)可以降低骨料的溫度；3.1.5 澆筑環(huán)節(jié)。由于混凝土入模溫度與混凝土運(yùn)輸環(huán)境溫度、太陽(yáng)輻射等因素直接相關(guān)，在夏季應(yīng)該盡量選擇在環(huán)境溫度、太陽(yáng)輻射相對(duì)較低的夜晚時(shí)段施工。

3.2 發(fā)揮冷卻水的調(diào)節(jié)作用

3.2.1 每層混凝土中預(yù)埋冷卻水管，每根管線都應(yīng)該逐一標(biāo)號(hào)，應(yīng)該安裝單獨(dú)的流量計(jì)、水表、開關(guān)，以方便冷卻水的切換和流量調(diào)節(jié)；3.2.2 在混凝土溫度上升過(guò)程中可以直接接入江河水，加快混凝土散熱速度，降低溫度最高值。在混凝土冷卻階段，可以減少冷卻水流量或者調(diào)節(jié)水溫，來(lái)控制混凝土冷卻速度，使得橋梁承臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度緩慢均勻地下降；3.2.3 為防止橋梁承臺(tái)大體積混凝土冷卻水給混凝土內(nèi)部造成過(guò)冷沖擊，應(yīng)該將冷卻水、混凝土內(nèi)部的溫差控制在25℃以下；3.2.4 通常大體積混凝土內(nèi)部的溫度最大值小于75℃、內(nèi)表溫差小于25℃、混凝土表面與大氣溫差小于20℃時(shí)，可以切斷冷卻水。

3.3 優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)

3.3.1 原材選擇。宜選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥。在混凝土中摻入緩凝型減水劑，有效延緩混凝土的硬化時(shí)間，避開水化熱集中。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)加入一定比例的粉煤灰或?；郀t礦渣粉，替代部分水泥，減少水化熱；3.3.2 配合比設(shè)計(jì)。在保證混凝土的強(qiáng)度、和易性及坍落度要求的前提下，宜采取改善粗骨料級(jí)配、提高摻合料和粗骨料的比例、降低水膠比等措施，減少每方混凝土膠凝材料中的水泥用量。

3.4 表面保溫保濕措施

3.4.1 大體積混凝土澆筑作業(yè)結(jié)束后，溫度控制宜按照“內(nèi)降外保”原則，需做好混凝土保濕保溫：3.4.1.1 夏季炎熱環(huán)境下，氣溫高且晝夜溫差較大，應(yīng)該按照溫度測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算溫度場(chǎng)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果合理調(diào)節(jié)混凝土保濕降溫措施，間接改善混凝土硬化速度，使混凝土內(nèi)部溫度最大值、內(nèi)表溫差、混凝土表面與大氣溫差滿足規(guī)范要求。3.4.1.2 橋梁承臺(tái)頂層混凝土澆筑完畢后應(yīng)該進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土蓄熱及保濕效果，但需要在澆筑混凝土終凝后才能進(jìn)行。3.4.1.3 橋梁承臺(tái)混凝土澆筑完成后應(yīng)用濕潤(rùn)土工布覆蓋混凝土表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；3.4.2 橋梁承臺(tái)大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施：3.4.2.1 在混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中必須定期檢查混凝土表面工況，時(shí)刻注意混凝土表面是否濕潤(rùn)；3.4.2.2 橋梁承臺(tái)大體積混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)齡期通常不能少于14 天；3.4.3 橋梁承臺(tái)大體積混凝土模板拆除措施：3.4.3.1 拆除模板后要盡快回填；3.4.3.2 冬季氣溫較低時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)拆模時(shí)間。

3.5 異常情況及其預(yù)案

橋梁承臺(tái)大體積混凝土溫控應(yīng)該重在預(yù)防。如果混凝土澆筑施工和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)該及時(shí)采取有效措施盡量減少不利因素的影響：3.5.1 如遇暴雨天氣或氣溫突降，則必須第一時(shí)間在橋梁承臺(tái)大體積混凝土頂面、側(cè)面鋪上防雨布；3.5.2 冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行不正常：3.5.2.1 冷卻水管路應(yīng)該利用定位鋼筋固定；3.5.2.2 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)避免中途斷水；3.5.2.3 在溫度監(jiān)測(cè)過(guò)程中，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和溫度場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，及時(shí)分析溫度場(chǎng)變化趨勢(shì)，確保各個(gè)指標(biāo)參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。如發(fā)現(xiàn)橋梁承臺(tái)大體積混凝土內(nèi)部冷卻速度過(guò)快，需要及時(shí)調(diào)整冷卻水進(jìn)水量或溫度；3.5.3 計(jì)算誤差：由于實(shí)際混凝土配合比，材料的熱力學(xué)參數(shù)可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，因而在溫度控制過(guò)程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際測(cè)量值與理論計(jì)算的參數(shù)值有偏差，則必須及時(shí)調(diào)整溫度控制措施；3.5.4 橋梁承臺(tái)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中開裂：3.5.4.1 如果在混凝土保溫過(guò)程中發(fā)現(xiàn)橋梁承臺(tái)有裂紋，則可能是橋梁承臺(tái)表面太干燥或沒(méi)有完全覆蓋，采取有效措施做好混凝土保濕保溫；3.5.4.2 在混凝土內(nèi)部降溫階段，如發(fā)現(xiàn)橋梁承臺(tái)表面出現(xiàn)裂縫，首先應(yīng)該降低降溫速度，然后查看混凝土內(nèi)部溫度最大值、內(nèi)表溫差、混凝土表面與大氣溫差；3.5.4.3 分析橋梁承臺(tái)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合考慮工況要素，找出裂縫成因并采取有效措施來(lái)減少混凝土表面病害。

4 結(jié)論

綜上所述，溫度控制和溫度監(jiān)測(cè)是橋梁承臺(tái)大體積混凝土工程建設(shè)過(guò)程中必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，也是確保大體積混凝土工程質(zhì)量的重要手段。本文基于橋梁大量承臺(tái)混凝土施工實(shí)踐，根據(jù)橋梁承臺(tái)大體積混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析溫度、應(yīng)力變化導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的機(jī)理和內(nèi)在原因，提出溫度控制措施，為有效控制橋梁承臺(tái)大體積混凝土溫度裂縫提供參考。本文介紹了溫度、應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)，系統(tǒng)分析大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)的過(guò)程，總結(jié)出橋梁承臺(tái)大體積混凝土溫度控制措施的五個(gè)要點(diǎn)：降低大體積混凝土入模溫度、調(diào)節(jié)冷卻水、優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、采取保溫保濕和突發(fā)情況處治；本文分析研究為同類型橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工提供有價(jià)值的技術(shù)借鑒。