高速鐵路連續梁夏季施工溫度控制

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1工程概況

京滬高速鐵路丹陽至昆山特大橋常州東橋段跨北塘河連續梁位于江蘇省常州市。正橋全長145.5m，計算跨度為40+64+40m三跨變截面連續梁橋，預應力連續箱梁采用C50混凝土澆注，封端采用強度等級為C50的硬性補償收縮混凝土，防護墻及電纜槽豎墻混凝土強度等級為C40。全橋施工劃分為A、B、C、D四個節段。A節段長度為26.5m，B節段長度為28.5m，C節段中跨合龍段，長度為2.25m，D節段長度為31.0m。橋面全寬12m，采用無砟軌道板；設計最高運行車速350km/h；抗震設防基本烈度8度及以下，地震動峰值加速度為0.3g，設計基準期100年。

2溫度控制的原因與內容

（1）大體積砼在硬化期間，水泥水化后釋放大量的熱量，使砼中心區域溫度急劇升高，而砼表面和邊界由于受氣溫影響溫度較低，從而形成較大的溫差，使砼的內部產生壓應力，表面產生拉應力，當拉應力大于混凝土允許拉應力的時候，便會產生表面裂縫。

（2）大體積混凝土熱量散失很慢，使溫度峰值很高。當混凝土的水化熱達到溫度最高點后，混凝土內部冷卻時就會收縮，且由于水分的散失，使收縮加劇，從而在混凝土內部產生拉應力。當拉應力大于混凝土允許拉應力的時候，便會產生內部裂縫。必須采取溫度控制的方面為：原材料溫度控制，混凝土出機溫度，混凝土入模溫度，養護期間混凝土內部溫度，養護期間混凝土內部與表面溫差，養護期間混凝土表面與環境溫差，養護用水溫度，拆模時混凝土內部與表面溫差，拆模時混凝土表面與環境溫差。

3溫控措施

3.1混凝土配合比優化

試驗室盡快做好夏期施工配合比優化，根據施工情況調整好混凝土初凝時間，將新配比報監理及咨詢同意后盡早投入使用。對大體積混凝土宜選用水化熱較低的水泥，在保證混凝土各項性能指標的情況下適量增加粉煤灰的摻量，外加劑宜選用緩凝型減水劑，并根據施工需要要求廠家調整凝結時間，根據氣溫適當增加坍落度。

3.2混凝土熱工性能計算

混凝土拌合前，必須經過科學合理的熱工計算，確保混凝土的拌合溫度、出機溫度、入模溫度都符合規范要求，即混凝土的拌合溫度、出機溫度不得大于30℃，混凝土入模溫度不宜高于30℃，大體積混凝土入模溫度不得大于28℃。通過計算，確定原材料的溫控措施，確定養護期間降溫措施，確保養護期間混凝土的內部最高溫度不宜大于65℃，混凝土內部溫度和表面溫度之差、表面溫度和環境溫度之差不宜大于15℃。

3.3原材料溫控措施

砂石料倉搭蓋砂石遮陽棚，避免陽光直曬，避免曝曬造成砂石料溫度過高，導致砼拌合溫度增高。定時在砂石料堆上噴灑經試驗合格的井水來降溫，灑水頻率按氣溫和拌合溫度對砂石原材料的溫度要求確定。拌合用水采用溫度比較低的經過試驗合格的井水，當井水還不足以滿足混凝土入模溫度不大于30℃的要求，則采用冰水做為拌合水，每噸水需要加入冰屑的重量根據加冰前水溫和需降至的水溫確定。攪拌站料斗、水池、皮帶運輸機、攪拌樓都要采取遮陽措施，避免陽光直曬，降低攪拌樓溫度，并盡量縮短攪拌時間。應使用有一定休整期和冷卻降溫時間的儲存水泥、粉煤灰、礦粉，避免使用剛運到的水泥、粉煤灰、礦粉溫度太高而導致砼入模溫度增高。泥筒倉搭設遮陽棚遮擋，定時對水泥筒倉灑水。水泥進入攪拌機的溫度不宜大于45℃。

3.4混凝土的攪拌、運輸及澆筑

盡可能在氣溫較低的晚上攪拌混凝土，以保證混凝土的入模溫度滿足規范要求，混凝土的入模溫度不宜高于30℃，大體積混凝土入模溫度不得大于28℃。攪拌前必須經過科學的熱工計算，溫度指標滿足要求后方能開始攪拌。在攪拌站拌出首盤混凝土后，及時對拌合物的坍落度、含氣量、出機溫度、泌水率、水膠比等進行測定，判定是否滿足要求以便進行調整，指導下一盤混凝土的攪拌。當高溫施工不可避免時，應通過試驗掌握混凝土在不同溫度、不同原材料等的情況下坍落度的損失情況。制定相應的措施，根據氣溫適當增加混凝土的出機坍落度，保證混凝土到坍落度施工現場時符合施工要求。采用混凝土運輸車運輸混凝土，混凝土運輸車在不使用時，停在遮陽蓬下，避免陽光直曬而提高罐體溫度，裝混凝土前先使用地下井水澆一遍罐身，降低混凝土罐車自身溫度。盡可能減少混凝土的轉載次數和運輸時間。夏季施工應保證砼運輸能力和攪拌能力相匹配，以保證澆筑工作的連續性，以防止結構出現施工縫。氣溫較高時，經常測定混凝土坍落度的損失情況，以調整運輸、滯留時間及采取其他特殊措施，保證砼泵送入模的塌落度。運輸混凝土過程中以2～4r/min的速度慢速攪拌混凝土，嚴禁在運輸過程加水攪拌。在混凝土澆筑前應高速反向旋轉強力攪拌20～30s，如果有離析現象或塌落度損失過大的現象，在技術員和試驗員的指導下，加入減水劑，高速攪拌3min以上達到施工要求后方可施工。處理后指標還是不符合要求的混凝土不得澆筑，必須退回攪拌站重新拌合。夏期澆筑混凝土前，應作好充分準備，保證連續澆筑，砼從攪拌到澆筑不宜大于1.5h。混凝土罐車在等待過程中，需要以2～4r/min的速度慢速攪拌混凝土。設專人測量混凝土的入模溫度，當入模溫度超過規范要求時應采取相應措施。當采用泵送施工時，在符合規范要求的同時，泵管布置應盡量縮短，并用麻袋或草衫包裹潤濕，降低混凝土的入模溫度。混凝土澆筑前應將模板噴水潤濕，澆筑宜連續進行，施工中工作面不宜太大，嚴禁先澆筑混凝土等待時間太長，超過初凝時間形成施工縫。應加快混凝土的修整速度，修整時可用噴霧器噴少量水防止表面裂紋，但不準直接往混凝土表面灑水。當遇到大體積混凝土施工時，應盡量減少混凝土在高溫下暴露時間太長，降低入模溫度。避免模板和新澆混凝土受陽光直射，控制混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部溫度，不超過35℃。大體積混凝土施工，混凝土澆筑應安排在氣溫較低的夜間施工，盡量避免在氣溫高的白天進行，也不宜在早上澆筑以免氣溫升到最高時加劇混凝土內部升溫。施工時在混凝土澆筑地，設專人對拌合物坍落度、含氣量、入模溫度等進行測定，不符合滿足要求的禁止入模。預應力混凝土箱梁夏期現澆施工，澆注時盡量減少澆筑時間，最長不得超過混凝土的初凝時間。

3.5混凝土的養護

對于40+64+40結構連續梁，按圖紙要求分7段進行混凝土施工，為滿足混凝土內部溫度小于65℃和表面溫度之差不大于15℃的規范要求，必須對混凝土內部溫度進行監測并根據混凝土內部與表面的溫差采取對應的降溫措施。其中A、B、D段采用每個節段埋設三個斷面，即兩端處和節段中，由于C段較短只需要埋設一個斷面，即節段中，每個斷面同樣埋設四根測溫管，共需埋設80根測溫管。斷面的兩個腹板中各埋入外徑10mm、內徑6mm的中間空心的銅管，埋設深度為比梁高的一半多20cm，超出梁面15cm左右，平面位置為腹板的中心，再在底板和頂板橫橋向中心各埋設一根；深度為混凝土厚的一半加5cm，高出混凝土面15cm。每隔1小時用取出銅管中的水銀溫度計記錄混凝土內部溫度，詳細記錄測溫時間、各測點溫度、平均溫度、混凝土表面溫度以及記錄時大氣溫度。根據溫差制定降溫措施。為了有效控制溫差，必須制定科學的、合理的、可操作的溫控措施，并嚴格按照措施實施，確保溫差符合規范要求。混凝土澆筑完后，應及時對混凝土暴露面進行緊密覆蓋，盡量減少暴露時間，防止表面水分蒸發。及時用土工布覆蓋并定時撒水養護；采取潮濕養護措施，保持潮濕狀態不少于14天。側模松開后應自上而下澆水養護；養護期間當遇到大風天氣，需要提高灑水頻率，保證混凝土表面都處于潮濕狀態，避免因水分損失過大而產生表面收縮裂紋；養護用水必須采用拌合水或經試驗合格的水，養護用水溫度和混凝土表面溫度之差不得大于15℃；當混凝土開始快速升溫時，開始往豎向精扎螺紋鋼波紋管中注水對混凝土進行降溫。根據溫度測量記錄和熱工計算，調整注水頻率和注水溫度，安排專人負責注水工作，保證按要求注水，不得隨意調整。當測得的混凝土芯部溫度和混凝土表面溫度之差快接近15℃時，重新注水與其混合降低冷卻水溫度。注水采用溫度較低的地下井水。

3.6混凝土的拆模

混凝土拆模時，混凝土芯部溫度和表層溫度之差、表層溫度和環境溫度之差不得大于15℃。混凝土內部開始降溫前不得拆模。大風或氣溫急劇變化時不宜拆模，如需拆模，應采取適當的夏季隔熱措施，防止混凝土產生過大的溫差應力。拆模時嚴禁重擊或硬撬，避免造成模板局部變形或損壞混凝土棱角。

4結語

根據京滬高速鐵路丹陽至昆山特大橋常州東橋段跨北塘河連續梁混凝土施工經驗及參考了相關書籍，分析了夏季連續梁施工需要溫度控制的原因，并提出了相應的處理措施，希望可以為類似工程提供借鑒。

作者：喻文浩 單位：中交二航局五分公司