铁路桥梁承台与塔座大体积混凝土施工技术探讨

摘要：混凝土浇筑完成后，大体积混凝土受到水泥水化热量的影响，初期温度上升出现膨胀变形，后期温度下降导致收缩变形，这样会给混凝土的结构造成较大程度的损坏。文章以实际工程为例，对铁路桥梁承台与塔座大体积混凝土施工过程中的浇筑措施、温控措施、料控措施进行了介绍，保证了大体积混凝土的施工质量，取得了良好的施工效果。

关键词：铁路桥梁承台；塔座；大体积混凝土；浇筑措施；温控措施；料控措施 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2016）08-0099-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.051

1 案例介绍

鲤鱼头双线特大桥位于柳城县区东泉镇，桥区属低山、丘陵地貌，线路跨越一个平坦开阔的平坦洼地，绝对高程130～138m，相对高差0～8m，自然坡度0°～30°，低洼及沟槽地带多被垦为水田及旱地，有乡村便道，交通条件一般。该桥全长635.055m，中心里程为DIIK483+952，桥跨设计为2×（19×32）m，基础采用桩径为Φ1.25钻孔桩基础，钻孔桩最大有效桩长为22.5m；墩身采用双线矩形桥墩，桥台采用双线矩形空心桥台，最大墩高为7.0m；梁采用后张法预应力混凝土箱梁，该桥位于半径R=4500m的缓和曲线上。

2 大体积混凝土的施工技术

混凝土浇筑完成以后，大体积混凝土会受到水泥水化热量的影响，初期由于内部温度急速上升会造成混凝土出现膨胀变形的情况，后期温度下降又导致混凝土出现收缩变形，这样混凝土在受到基础约束的作用下就会产生较大的拉应力，拉应力大于混凝土抗拉强度以后就会给混凝土的结构造成较大程度的损坏。所以，为了防止混凝土施工时出现裂纹的情况，一定要出台切实可行的办法来控制混凝土内部的水化热问题，采取的措施包括以下两点：第一，优化混凝土的配合比。为了降低混凝土出现裂纹的情况，在保证各项指标符合设计标准的情况下，可以将混凝土材料的配合比例进行合理控制，以此来实现控制水化热的目的；第二，对混凝土的浇筑间歇期进行合理的控制。为了降低对下层混凝土的影响，混凝土施工的间歇期一定要进行合理的控制，两层混凝土的有效施工间歇期为半个月。

2.1 设计混凝土配合比

由于混凝土的水化热问题受水泥的使用量直接影响，因此在满足设计标准的情况下，一定要将水泥的使用量控制好，这样可以有效控制水泥的水化热问题。为了高效预防混凝土受温度影响出现的问题，可以使用粉煤灰来替代部分的水泥使用量，这样就有效地控制了水化热问题。

2.2 浇筑大体积混凝土

该工程使用斜面推进法和分层法来对塔座大体积混凝土和主墩承台进行施工，使用布设溜槽的办法对布料杆未覆盖的区域进行施工。塔座浇筑的时候，在封底混凝土顶面上安装脚手管，同时放置混凝土垫块在脚手管的下面。混凝土浇筑的时候，使用布料杆直接将混凝土输送到溜槽中，借助溜槽实现分散浇筑，浇筑振捣塔座混凝土的时候，振捣棒不可以接触到预应力管道。浇筑混凝土的时候，预埋件和预埋筋要有专人负责，确保其稳定不发生位移。为了有效预防混凝土浇筑后出现裂纹，可以对顶部混凝土实施二次振捣，一定要抹平压实确保其平整。承台浇筑需要大量的混凝土，一定要早做准备，浇筑时厚度要控制在0.3m左右，严格按照振捣要求对其振捣，防止出现任何的纰漏。模板和预埋件的振捣时间不可以太长，振捣密实的主要特征为混凝土不再下沉、没有气泡产生，且表面非常平整。底板和模板的四周不可以过度振捣，防止出现漏浆的情况，浇筑完成混凝土以后，多余的砂浆立即处理掉，还要将表面及时地抹平。

3 现场温控和温控方法

塔座和承台大体积混凝土施工的时候，一定要严格地监控整个工程，从混凝土搅拌、输送、浇筑、养护到保温都要进行监控，尤其是混凝土分层、温度、间歇期、冷却以及养护的过程都要严格的监管，这样混凝土的施工质量可以得到充分的保证。

3.1 分层

依据设计标准和工程实际情况，承台6m使用C40混凝土分两层进行浇筑；塔座3m使用C40混凝土分两层进行浇筑。

3.2 浇筑温度

不同的季节对混凝土的浇筑温度要求不同，混凝土搅拌以前，经过对水、石、砂、粉煤灰以及水泥的温度进行测量，从而获得混凝土的出机温度，以此来推断混凝土的浇筑温度，在设计的范围之内，尽量降低混凝土的浇筑温度。

3.3 浇筑间歇期

混凝土浇筑的间歇日期大约为一周左右，下层混凝土峰值过去以后，上层混凝土才能浇筑。有的地方混凝土的浇筑间歇期较长，需要进行实地检测才能确定下层混凝土的浇筑时间，一定要充分做好混凝土的养护和保温工作，使用洒水养护的办法，将混凝土表面覆盖麻袋进行保温处理。

3.4 通水冷却

3.4.1 布置水管。依据混凝土的内部温度特点，可以采取埋设冷却水管的办法来冷却混凝土，使用半径为1.5cm的薄壁钢管，水平距离保持在1m左右，埋设的水管距离混凝土表面1m以内，集中布置冷却水管，这样可以实现高效管理。为了更进一步做好混凝土内部温度和外部温度的控制工作，使用温度测试仪布置在承台上方来收集温度数据，主要用来对各个阶段散热管温度和外界温度进行收集，分析温度变化的基本规律，将具体的温度控制标准确定出来。

3.4.2 使用和控制冷却水管。为了预防管道的阻水或漏水，在冷却水管使用以前进行压水试验。混凝土浇筑超过冷却水管高度以后可以进行通水，混凝土峰值过后，如果混凝土的降温速度太快就可以停止通水了。为了预防上层混凝土浇筑以后下层混凝土的温度再次升高，可以使用二次冷却的办法。进出水的温度一定要控制好，混凝土内部温度和冷却水管进水温度之间的差距在30℃以内的时候，可以将进水的温度调节降低。通水完成以后，使用相同等级的混凝土对冷却水管进行封堵。

3.5 保温

对施工结束的混凝土要进行保温处理，这样可以高效预防混凝土表面出现裂纹的情况。主要的做法为：每一层的混凝土浇筑完成以后，侧面的模板要使用两层土工布和一层帆布进行覆盖保温，模板拆除以后，使用塑料膜和两层土工布进行覆盖保温，在一天中温度最高的时候进行拆模施工。每一层的混凝土都要覆盖两层麻袋、一层塑料膜来进行保温，凿毛的时候，边凿边覆盖麻袋保温。

3.6 现场监测

依据温度检测结果，设置现场温度监测点来真实地反映混凝土的温度变化，从而实现信息化管理，布置测点的时候，一定要推行重点突出、顾全大局的策略。使用JGY-100智能化数字多回路检测仪来对温度进行监测，使用PN温度传感器来传输温度。传感器的铺设一定要在混凝土浇筑以前完成，还要把屏蔽信号线和温度巡检仪连接在一起，混凝土浇筑完成以后，所有的监测项目都可以开始了。测试混凝土温度的时候，峰值出现之前要两天监测一次，峰值过后要四天监测一次，连续一周，接着转变成一天两次，直到温度平稳结束。还要对混凝土入仓温度、出机温度、冷却水管的温度以及气温进行监测。

4 评价温控效果

（1）对大体积混凝土进行温度控制的时候，关键的影响因素就是混凝土的配合比。在保证混凝土耐久性和施工要求的前提下，一定要不断优化混凝土的配合比，将水泥的使用量降到最低，合理地选择原材料。对温度进行监测时，发现承台大体积混凝土的最高温度要保持在64℃以内，塔座的最高温度要保持在63℃以内，这样就可以实现混凝土的温度控制。（2）依据温度控制标准来设置温度控制办法，使用内降外保的办法可以有效地预防混凝土出现裂纹的情况，因为这样的办法不仅将早期的温度峰值进行了有效的控制，还使混凝土的内表温差得到了有效的降低。（3）经过对C50和C40混凝土进行抗拉强度测试，得出的结论为4.8MPa和3.6MPa。由此可以得出，混凝土的抗裂安全系数符合设计的标准，施工期的混凝土不会出现温度裂纹的情况。

5 结语

本文结合工程的具体情况，制定了具体的大体积混凝土温度控制措施，并制定了详细的温控实施计划，保证了大体积混凝土的施工质量。在对大体积混凝土施工质量进行控制时，需要从配合比、材料等方面着手，保证大体积混凝土的低热性和可施工性。利用双掺技术可以更好地控制大体积混凝土内外温度差，降低施工成本，同时采用冷却水管降温、控制浇筑负温度、合理的分块分层，可以有效避免大体积混凝土裂缝。

参考文献

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作者简介：王继良（1979-），男，江苏沛县人，中铁十一局集团有限公司工程师，研究方向：铁路施工技术。

（责任编辑：王 波）