浅谈大体积承台混凝土施工温度分布规律

2013-08-23汪权明刘贵平

科学之友 2013年7期

关键词：冷却管温差元件

汪权明，刘贵平

（贵州大学土木建筑工程学院，贵州贵阳 550003）

1 工程概述

新建桥梁，全长276 m，左右幅桥主桥均采用（72+120+72）m变截面预应力混凝土连续梁，中支点梁高7 m，跨中梁高3 m，挂篮悬浇施工，大体积承台尺寸为:长×宽×高 =（12.2×12.2×4.5）m3。

2 测点分布设计和测量元件

根据承台的对称性，选择承台的1/4进行温度场的测定。埋入承台中的温度测量元件共分5层，每层10个测点，承台中共埋入50个温度元件。

混凝土内部温度测量元件采用一线温度传感器SZW-18型温度传感器。该传感器是具有高精度、高稳定性、高可靠性的新型数字传感器。全数字信号检测，长距离传输不失真，抗干扰能力强，绝缘性能良好，防水耐用。测温范围：-40～+125℃，精度：±0.5℃，分辨率：0.25℃。此种测量元件有效地保证了所测温度数据的可靠性。

3 承台混凝土施工情况介绍

承台中埋设冷却管，水管的进出水口都在承台的上表面，总共有3个进口和3个出口。冷却水管采用公称直径为50 mm的钢管。通水期间，水的流量经测定为30 L/min。

根据施工单位提供的混凝土配合比，水泥∶粉煤灰∶砂∶碎石∶水∶外加剂=300∶100∶1014∶796∶180∶10.

混凝土浇筑至把第一层冷却水管掩埋时，开始放水循环。在承台浇筑完成后，本监控组于次日开始了连续12 d的测量。

4 测试结果分析

不同层在同一水平坐标上，在同一次测量中，温度呈现中间高、离上下表面较近处低的特点，与预料的实际情况一致（见图1）。从图1中还可以看出，在同一竖直位置，温度最高点偏向上方，靠上部。这与下表面通过传导散热、上表面通过辐射散热、上表面在白天还受到阳光的照射等因素有关。

最高温度发生在承台平面中心位置所在的竖向线上，同样偏向承台的上部。该竖向线上的温度分布见图2，最高温度73℃，该温度偏高，建议今后类似工程施工中缩小冷却管的间距。

图1 2号承台左幅靠近中心同一水平坐标不同层的温度变化

图2 2号左幅承台中心竖向位置沿高度的变化

为考察温度垂直桥向的分布规律，绘制了图3.从图中可以看出，温度从中间向外逐渐减小，在靠近侧面的2.0 m左右范围内急剧减小。

图3 2号左幅承台第三测温层测点垂直前进方向温度变化

为考察温度沿对角线的分布规律，绘制了图4.分布规律与垂直桥向相似。

图4 2号承台左幅第三层对角线上测点的温度变化

为考察温度随时间的变化，绘制了整体测点温度随时间的变化曲线，如图5所示。从图中可以看出，温度在混凝土完全浇筑完成后的第2 d达到最大值，最大值为64℃。

5 结束语

在本次承台大体积混凝土施工温度监控中，通过半个多月的辛勤工作，收集并掌握了大体积混凝土内部温度的分布规律，大家对大体积混凝土内部的温度扩散规律有了更直观的认识。本次监测的测量结果表明，水泥大部分水化热在1~3 d内放出。由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，使大体积混凝土内部温度上升最高达73℃。从混凝土浇筑后前3 d的测量结果显示，内外温差在28℃左右波动，进出口水温差15℃左右，都比常规对大体积混凝土施工的要求偏大。这主要与冷却管的间距以及外部炎热的环境条件有关。另外，因冷却用水条件的限制，流速不可控，也不能通过增大流速来减小内外温差。目前，交通部门尚没有大体积混凝土的施工规范指导施工，只是在现行的公路工程施工规范中提到内外温差“宜”低于25℃。虽然如此，仍建议施工单位在今后的施工中，采取更加有效的措施，尽量减小大体积混凝土的内外温差。