中铁九局集团第二工程有限公司
摘要：随着桥梁大体积混凝土及承台数量日益增多。一般在浇筑承台大体积混凝土之后，极易产生水化反应，并产生热量。由于混凝土自身因素，致使热量散发难度较大，若不及时采取科学、有效的温控措施，结构内外极易形成较大温差，从而出现混凝土开裂现象。
关键词：桥梁承台；大体积混凝土；温度裂缝
引言
桥梁承台大体积承台混凝土不仅要满足设计强度等级，还要满足结构使用年限耐久性要求，因此大体积混凝土浇筑质量控制，尤其大体积混凝土因温度应力引起的有害裂缝控制，成了大体积混凝土施工质量控制的关键。在满足大体积混凝土和易性和技术品质的前提下，前期经过优化混凝土配合比设计，施工过程中控制拌和、浇筑质量，后期加强养护和拆模管理，能有效减少大体积混凝土因水化热产生的温度裂缝。
1温度影响对桥梁工程承台大体积混凝土的影响
温度影响对桥梁工程承台大体积混凝土的影响主要是：由于在承台大体积混凝土的施工过程中，主要使用的原材料为混凝土，混凝土主要是由砂石、水泥等一些非均质材料混合而成。虽然自身具有非常高的抗压强度以及耐久性能，但却存在抗变形能力差以及施工结束后在投入使用过程中易出现干裂等现象。尤其是对承台大体积混凝土的施工过程中，由于施工阶段需要消耗掉大量的混凝土，并且混凝土的结构截面尺寸非常大，因此在施工过程中往往会因为水泥水化产生大量的热，虽然在表面上温度能够快速消散，但对于混凝土的内部来说由于热传导程度不足，致使热度散发较为缓慢，因此在这种缓慢的温度降低下，混凝土在内部保存较多的热量，从而产生外部与内部有很大的温度差，从而在温度差的作用下对混凝土内部会产生很大的压应力作用，一旦这个压应力超过混凝土的承受范围就会在混凝土内部与表面上形成开裂的现象，从而对整个工程造成很大的影响。由此可见，在实际的施工过程中，必须要对混凝土温度做出详细准确的控制与分析，保证因温差产生的压应力在混凝土承受范围之内，才能够对整个工程有一定的质量安全保障。通常情况下为了能够避免在桥梁承台大体积混凝土的施工中出现裂缝的影响，一般是在混凝土浇筑作业完毕之后，尽量将混凝土的内外温差保持在25℃以内，另外还需要尽量保证浇筑混凝土的最高温度低于65℃，以及混凝土结构的表面和外部环境的温差尽量保持在20℃之内。
2桥梁承台温控设计方案
2.1水泥
桥梁承台温控设计方案之一是水泥。对于大体积混凝土来讲，降低由于水泥水化热带来的混凝土内部温升，是防止混凝土出现裂缝的重点。大量实验证明，混凝土配比中水泥的用量与控制混凝土温度有紧密联系，因此在满足混凝土设计强度前提下，应尽量减少混凝土中水泥的用量。应将水泥中的碱含量降至小于水泥用量的0.6%，以避免由于碱含量高产生碱骨料反应，导致混凝土因不均匀膨胀而产生裂缝。
2.2施工温度控制
桥梁承台温控设计方案之二是施工温度控制。施工温度主要包括浇筑温度和入模温度。浇筑温度是指混凝土浇筑时周围的环境温度。入模温度是指混凝土出料仓后，运输至浇筑地点进行浇筑时混凝土自身的温度。对于浇筑温度，应进行严格控制。对于浇筑温度和入模温度，要求在夏季施工时，应控制在35℃以内，白天气温较高时不适宜浇筑混凝土施工。若非要在白天气温较高浇筑混凝土，应采取搭设凉棚、风冷法来降低混凝土的浇筑温度。为降低混凝土的入模温度，可采取以下有效措施：储存过程中，骨料不宜堆积过高，避免温度上升；搭设料仓、凉棚等避免阳光直射，造成砂石料温度过高；采取人工喷水、吹冷风法降低骨料的温度。混凝土拌合过程中，加入温度较低的水或者冰，降低拌合料温度。在一层混凝土入仓振捣结束到下一层混凝土入仓前，需采取隔热保温措施对于剩余混凝土进行遮挡。
2.3养护、施工缝处理、预埋墩身钢筋及预埋件
桥梁承台温控设计方案之三是养护、施工缝处理、预埋墩身钢筋及预埋件。混凝土浇筑完毕终凝前，根据气候条件对大体积混凝土采取保温保湿措施，按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温度控制在规范要求范围内。混凝土浇筑完毕后应立即覆盖一层塑料薄膜，对混凝土进行保湿养护，以防水分蒸发过快产生干缩缝。同时，可视温度情况在塑料薄膜上覆盖土工布，进行保温养护。保温是为了保持混凝土表面温度不至过快散失，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝，浇筑后的养护时间不少于14d。混凝土浇筑完毕强度达到2．5MPa后，采用人工凿毛将老混凝土表面含游离石灰的水泥膜（乳皮）清除，并使表层石子半露，形成有利于层间结合的麻面。施工缝凿毛后，应及时冲洗确保其表面无渣、无尘。然后开始绑扎预埋墩身钢筋及预埋件，绑扎完毕后，对混凝土面进行二次清洗，确保表面无渣、无尘后才能浇筑第二层混凝土。
3桥梁承台大体积混凝土裂缝的控制措施
3.1原材料选择
（1）水泥：水泥的水化热是引起大体积混凝土内部温度高的决定因素。为控制和减缓水化热，水泥选用低水化热的水泥，并最大限度降低水泥用量。（2）骨料：混凝土中骨料的强度要大于胶凝材料的强度。采用连续级配的骨料，可以提高骨料的体积，间接降低水泥用量，减少水泥水化热。。（3）外加料：选用II级及以上等级的粉煤灰，掺入适量的优质粉煤灰能减少水泥用量，有效降低水化热。同时能减少拌合水用量，减少混凝土体积收缩，能一定程度抑制碱-骨料反应。（4）外加剂：采用高效减水剂能够使水化热的峰值延缓发生[2]。掺入适当的高效减水剂能减少水泥用量和相应的用水量。
3.2混凝土拌和
（1）混凝土拌和楼、料场应搭设全封闭雨棚遮盖，加强通风，避免砂石料阳光暴晒。（2）充分考虑施工环境的气温影响，控制混凝土浇筑温度，采用蓄热能法加热混凝土拌和水，使混凝土浇筑温度在12℃左右，考虑上层混凝土浇筑时正值中午，可以适当降低浇筑温度。（3）在混凝土拌制阶段，需要由专门的人负责，对于各项工作做好工作记录，并且对于各个环节的温度进行有效的监控，全面保证在拌制过程当中的质量。
3.3混凝土养护
混凝土浇筑至承台顶面后，采用二次收面工艺，将混凝土表面搓压、抹光平整，及时覆盖合适的养护材料，确保混凝土表面湿度和温度要求。湿度是保证混凝土表面水化热充分进行的重要条件，温度则是控制温度裂缝的关键因素。对于大体积混凝土承台，养护期不得少于14d。养护用水与混凝土表面最大温差不得大于20℃。早期养护对混凝土早期强度的形成影响较大，混凝土能获得较高的早期强度，能有效抵抗早期部分温度裂缝开展。
结语
总之，当前桥梁结构已向大跨高墩方向发展，大体积混凝土及承台数量逐步增多，在增强结构承载力的基础上，也存在着诸多弊端，特别是大体积混凝土温度裂缝的产生，不仅会影响其应力状态，还会大幅缩短其使用寿命，即便是一般的表层裂缝仍会危害混凝土的耐久性。若一旦形成贯穿裂缝与深层裂缝，其危害性更大，这2种裂缝均会对结构的整体性造成严重破坏，甚至影响混凝土结构物的受力状态，最终破坏整体结构，为此，开展桥梁承台大体积混凝土温度控制技术研究具有重要的现实意义与应用价值。
参考文献：
［1］王威.大跨曲线钢箱梁桥若干关键技术研究［D］.西安：长安大学，2014.
［2］匡虹桥，周淑芬，王亚陆，等.曲线连续钢箱梁倾覆稳定性的研究分析［J］.城市道桥与防洪.2014（08）：79－84.