主塔混凝土施工温控技术研究

卢海明

摘 要：某桥为分肢柱式塔、四索面分离式全漂浮体系钢箱梁斜拉桥，主跨长806m；主塔高262.48m，主塔采用液压爬模施工，本文重点介绍主塔混凝土施工温控控制技术。

关键词：主塔；混凝土；温控；技术；研究

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0103-02

1 工程概况

某桥索塔采用分肢柱式塔，索塔高，以往桥梁主塔施工由于高空环境、混凝土养护等因素容易产生冷激及表面开裂现象，一定程度上影响了混凝土的品质；本项目施工过程中在塔内设置冷却水管从大体积混凝土温控等方面进行控制，取得了良好的效果，混凝土裂缝得到了很好控制，对后续类似桥塔施工在温控控制方面有一定的借鉴作用。

2 温控研究背景

桥塔施工前期，拆模后各节均有不同程度的开裂现象，裂缝为竖直开裂，基本上沿全断面分布；经过研究分析，桥塔为C50混凝土，由于混凝土标号高、水化热量高、水化反应迅速、温升极值高、温升速率快、自约束与外约束效应显著，加上高空混凝土养护环境等因素容易产生冷激及表面开裂现象；为提高混凝土的品质，提出对增加管冷措施、增加管冷措施并降低入模温度、无措施等三方面进行研究，以控制桥塔的裂缝发生。

3 温控理论分析

《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，塔柱最小截面厚度均超过1m，为了控制裂纹产生，在塔柱内设置冷却水管进行温控处理。

（1）选取一节塔柱进行建模分析计算，通过改变水化热、降低初始温度、管冷降温措施这三种工况进行分析比较如图1和图2所示（表1）。（2）三种工况的温峰值及出现时间如图3（表2）。（3）三种工况的混凝土应力值如表3所示。

由分析计算得知：无管冷时最高温升为78.8℃，有管冷时最高温为68.0℃；无管冷措施情况下，最大应力为4～5MPa，施加管冷措施情况下，最大应力为3～4MPa，较大范围内的拉应力降低均为1MPa左右；在增加管冷的情况下，能够有效降低较大区域范围内的拉应力，能够起到控制裂缝数量及宽度的作用；若辅以降低入模温度措施（入模温度由25℃降低至18℃），能够进一步降低混凝土内部的拉应力水平0.5～1MPa，对于裂缝控制有较好的改善作用。

4 温控施工控制内容

4.1 塔内冷却水管设置

每节塔柱高6m，安装7层冷却水管，在混凝土振捣覆盖后现场开始通水，增压泵供入深层江水流量调到最大，通过通水带走水化热控制温峰值；为了防止温峰过后降温速率过快，温峰过后降低冷却水流速；下节塔柱施工前对冷却水管进行注浆封闭，如图4。

4.2 入模温度控制

混凝土入模温度控制。现场配置了制冰机用于原材料降温，制冰机制出的冰渣与粗细集料一并投入备料斗中，使用制冰机，混凝土拌制时，根据当天气温，夏季每方混凝土加冰渣50-75kg；在备料斗中冰渣吸收集料热量融化成冰水，进一步降低了集料的温度，确保混凝土入模溫度小于28℃；温控措施见图5～7；

蓄水池和水箱上方搭设遮阳棚，避免拌合水直接受阳光暴晒；混凝土浇筑前，提前通知拌合站对水泥罐进行喷淋降温，搅拌车洒水降温；

冬季施工对拌合水进行加热，同时考虑泵送混凝土的和易性，混凝土入模温度控制在10～15℃。

4.3 塔柱混凝土养护系统

4.3.1 松模前养护

夏季混凝土浇筑终凝后松模前，混凝土顶面采用喷壶洒水，达到表面湿润；

冬季混凝土浇筑完成后顶口采用防火帆布搭设暖棚，内设暖风机，混凝土终凝后表面洒水至湿润状态。

4.3.2 松模养护

混凝土浇筑完成现场同条件试块达到15Mpa以上进行松模，外侧模先拆除拉杆进行松模，松模间隙为离混凝土面5～10mm为宜；

松摸后立即采用“自动电热水器进行滴灌养护”，在爬架顶层操作平台上设置一个供水水箱和一个可调节温度的加热水箱；由供水水箱提供经自来水送至加热水箱，根据监控到位的指令数据对水温减小动态调整，确保点罐水温与混凝土表面温度小于15℃（控制表环温差不超过15℃），塔柱顶面四周布设一圈主水管，主水管外接小的支水管，支水管伸入模板顶口缝隙中进行点滴养护，为防止支水管滴水滴到模板上，现场在滴管口与模板间嵌入海绵条，确保养护水直接与混凝土接触，通过滴灌养护措施保证了松模后混凝土表面的保水效果。见图8～9。

4.3.3 拆模养护

根据监控元件测得，待混凝土表面温度与环境温度小于15℃即可拆模，拆除一片模板，涂刷一处养护液，养护液采用滚筒滚涂方式，均匀涂刷两遍，达到有效保水、阻隔效果；

模板拆除后及时采取防风措施，塔身四周侧壁全断面围裹防火布防风；防火布挂设在液压操作层及混凝土修饰层平台梁上（单层高度约6.3m，设置两层），后续随随爬模系统进行爬升，做好混凝土的防风措施；见图10-11。

5 温控控制效果

塔柱每节段施工完成后，通过第三方对每节段塔柱进行检测，塔柱裂缝得到了很好的控制，多节塔柱做到拆模后无裂缝，整个桥塔未出现龟裂现象，取得非常好的效果，得到了行业内的认可。

6 结语

本文针对主塔混凝土的温控作一简单介绍，在本桥主塔施工中，通过提前对主塔混凝土进行理论分析，国内首次在塔柱内设置冷却水管的温控措施等施工过程的细节控制，主塔砼裂缝及外观质量取得了一定的成效，提高了结构的耐久性，改变了以往人们认为塔柱施工裂缝难以控制的看法；望该文能为其它类似工程项目提供一些借鉴。