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文章以G579库车至拜城至玉尔滚公路一期工程大桥工程为背景，分析了大体积承台混凝土裂缝成因，提出了大体积承台温控设计方案，采用了调整混凝土配比、控制施工温度、冷却水处理和后期养护等措施对夏季施工时承台温度进行控制。通过一系列温度控制措施，在外界温度平均在28 ℃的情况下，混凝土的内部最高温度没有超过60 ℃，对降低混凝土温度效果较好，使混凝土的温度得到了很好的控制，承台未发生开裂迹象。
大体积承台;温控设计方案;温度控制措施;温度变化
U443.25A321063
0 引言
G579库车至拜城至玉尔滚公路一期工程主线全长31.946 km，路线走向由东向西，线位总体与S307线纵向伴行，连接线全长19.606 km，主线和连接线全长共计51.552 km。G579库车至拜城至玉尔滚公路一期工程大桥承台大体积混凝土，属于大体积混凝土结构。该承台结构尺寸为（12.5×8.1×2.3） m，承台混凝土强度等级为C30，承台钢筋含量为
12 334.53 kg，该承台的混凝土总方量为240.753 m3。本文以该工程为例，分析桥梁大体积承台混凝土温度裂缝成因与控制措施。
1 混凝土裂缝成因及防治措施
大体积承台混凝土施工过程中，在内因（水化温度、弹性模量）或者外因（气温、湿度、风速）、施工工艺等多种因素变化的情况下，可能产生3类裂缝：表面裂缝、深层裂缝及贯穿裂缝[1]。大体积承台通过控制温度变化达到抑制混凝土裂缝开裂发展的目的，其机理主要为控制大体积承台的温度拉应力小于同标号混凝土相应龄期时的抗拉强度。因此控制大体积混凝土温度的方法主要有：优化混凝土的配合比提升混凝土的抗裂性能;采取合理措施控制环境温度与混凝土自身温度;降低大体积承台施工、养护过程中内外的拉应力等[2-3]。为保障大体积混凝土桥梁承台的施工质量，应根据工程特点制定切实可行的温控方案，从而避免混凝土温度裂缝的产生。
2 桥梁承台温控设计方案
该特大桥某承台施工时正值初夏，白天气温较高，空气湿度相对较小。在这种情况下浇筑混凝土，容易造成混凝土的内外温差较大，加大了出现温度裂缝的几率。一般情况下，混凝土内部的中心温度和外表面的温度差应≤25 ℃，由此提出承台温控设计方案。
2.1 混凝土配比材料的调整
（1）水泥
对于大体积混凝土，降低由于水泥水化热带来的混凝土内部温度上升，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对于控制混凝土温度有紧密联系，因此在满足混凝土设计强度的要求下应尽量减少混凝土中水泥的用量，降低混凝土水化热的内部温度。降低水泥中的碱含量至小于水泥用量的0.6%，避免因碱含量高时产生碱骨料反应，并导致混凝土由于不均匀膨胀而产生裂缝。
（2）添加剂
掺入适量粉煤灰的混凝土，初凝时间变长，早期强度较低，同样水化热释放热量的过程也较为缓慢，降低了混凝土内部温度的上升速度。适量添加矿粉代替水泥，一方面节约了成本，另一方面降低了由于水泥水化热产生的混凝土的内部温升。另外，矿粉的掺入能使水泥颗粒更为分散，使水泥的水化反应也更为彻底，从而释放出更多的水泥浆体来润滑骨料，起到了很好的润滑作用。本方案中粉煤灰和矿粉互掺，两者效应互补，提高了混凝土的性能。
（3）减水剂
减水剂的掺入，改善了混凝土的密实度，提高了混凝土的耐久性，延缓了水泥的硬化速度。因此早期混凝土强度较低，同样水化热释放热量的过程也较为缓慢，放慢了混凝土内部温度的上升速度，降低了混凝土水化热的内部温度。
2.2 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的混凝土自身的温度。对于浇筑温度和入模温度均要求夏季施工时，应控制在≤35 ℃，冬季施工时≥5 ℃。本工程所属地区昼夜温差大，在白天气温较高时进行浇筑，可采取搭设凉棚、风冷法来降低混凝土的浇筑温度。而为了降低混凝土的入模温度，采取了如下措施：
（1）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的温度提高;骨料温度过高时，可采取人工喷水、吹冷风法降低骨料的溫度。
（2）混凝土拌合过程中，加入温度较低的水或者冰，降低拌合料的温度。
（3）在混凝土的振捣过程中，在一层混凝土入仓后振捣结束到下一层混凝土入仓前，需采取隔热保温措施对剩余的混凝土进行遮挡。
2.3 冷却水处理
以上采取的降温措施主要是在混凝土浇筑前期进行，在混凝土的降温过程中可采取埋设冷却水管的方法来降低混凝土的内部温度。工程施工中所采取的冷却用水是工地现场的井水，水温偏低，降温效果较好。冷却管采用的是42.3×3.25 mm的输水铁管，水流量≥30 L/s。依据混凝土内部温度的分布特征，在承台的厚度方向布设三层冷却水管，如图1所示。
2.4 后期的养护
混凝土的标准养护条件是在温度为20±3 ℃，相对湿度为90%以上的情况下养护28 d。在实际施工中，混凝土的标准养护条件无法达到，因此需采取人为措施进行养护。夏季施工时，应防止混凝土出现脱水现象甚至是出现干缩裂缝的现象。混凝土的散热时间需尽量延长，从而充分发挥混凝土的潜力使混凝土的强度得到保证，使混凝土的温度应力始终小于混凝土的极限抗拉强度，避免出现温度裂缝，影响混凝土结构的可靠性。在混凝土灌注终凝后的10～12 h内，在承台混凝土外露的表面浇水湿润以加强养护，将混凝土内部的最高温度和外表温度差始终控制在≤25 ℃。 3 混凝土温度监测
对于大体积混凝土进行温度监测有助于现场人员了解温度变化，及时掌握混凝土温度情况，并以此为根据及时调整措施，使混凝土的温度始终处在可控范围内。
3.1 测点布置
测温点的布置能准确地反映混凝土内部最高温度、外表温度、温差以及混凝土的降温速率等，以作为计算混凝土温度应力的依据。因此，需在具有特点的部位、标高变化的部位以及温度变化大容易冷却的部位设置测温点。在实际施工中，在混凝土的外表面以内3～5 cm处设置测温点测得的温度作为混凝土的外表温度;在承台高度的1/3～1/2处设置测温点测得的温度作为混凝土的内部温度。测点布置见图2。
3.2 结果分析
根据测温人员提供的实时温度数据，绘制了大体积承台混凝土在12 d内的温度变化曲线，如图3所示。
（1）由图3可知，混凝土温度变化分为三个阶段：第一个阶段混凝土的温度呈现快速升温的过程，持续2～3 d左右，这是由于水泥水化反应释放了大量的热量，促使混凝土温度上升;第二个阶段混凝土的温度呈现缓慢下降的趋势，持续3～8 d左右，这是由于水化热产生的热量在缓慢地向外界扩散;第三阶段混凝土的温度下降得更为缓慢，并逐渐接近外界温度。三层测点第一阶段温度上升的速率均较快，之后温度下降的速率逐渐趋缓。
（2）承台断面的温度受到了混凝土入模温度、外界温度、测点的位置以及混凝土分层厚度的影响，温度在20 ℃～60 ℃之间。混凝土的入模温度越高，外界温度越高，测点的位置越靠近中心位置，混凝土分层的厚度越厚，混凝土断面的温度就越高。
（3）第三层中第11 d的温度有一个骤降的过程，这是由于当地气温突然变化的原因导致。由此表明，在混凝土浇筑后的前期，混凝土温度主要受水化热的影响，而在混凝土浇筑后期，外界温度的变化对于混凝土温度的影响较大。
（4）由于在混凝土中埋设了冷却水管，在外界温度平均为28 ℃的情况下，混凝土的内部最高温度没有超过60 ℃。根据对承台冷却水的监测，进水和排水温度的温差在5 ℃～13 ℃左右，这对于降低混凝土的早期温度的最大值起了一定的作用，使混凝土的温度得到了很好的控制。
4 结语
本文以G579库车至拜城至玉尔滚公路一期工程大桥为背景，通过对特大桥承台大体积混凝土温度控制与监测以及结果分析可知，采取的一系列温度控制措施取得较好的效果，承台未出现温度裂缝，工程质量得到了保障。得到了以下结论：
（1）对混凝土的配合比进行了调整，减少了水泥的用量，加大了矿粉和粉煤灰的用量，降低了混凝土的水化反应带来的温升幅度。适当掺入了减水剂，提高了混凝土的早期强度和耐久性，减缓了混凝土内部温度的上升速度。
（2）對于浇筑温度和入模温度，进行多方面的控制来降低混凝土的浇筑温度和入模温度，最终降低了混凝土的温度。加强混凝土的养护，延长混凝土的散热时间，避免混凝土出现脱水现象甚至是出现干缩裂缝的现象，避免出现温度裂缝，加强结构的可靠性。
（3）通过混凝土承台的现场温度监测可知，混凝土温度变化分为三个阶段，由快速升温至缓慢下降最后逐渐接近外界温度。
[1]姜明松.合福铁路铜陵长江大桥4#墩承台混凝土水化热分析[J].建筑工程技术与设计，2016（6）：1 065-1 066.
[2]邓发义.六广河特大桥承台大体积混凝土温度控制技术[J].交通世界，2017（9）：112-113，131.
[3]叶派平，谢英杰.重庆高温季节大体积混凝土施工控制[J].城市道桥与防洪，2015（10）：133-135，138.
大体积承台;温控设计方案;温度控制措施;温度变化
U443.25A321063
0 引言
G579库车至拜城至玉尔滚公路一期工程主线全长31.946 km，路线走向由东向西，线位总体与S307线纵向伴行，连接线全长19.606 km，主线和连接线全长共计51.552 km。G579库车至拜城至玉尔滚公路一期工程大桥承台大体积混凝土，属于大体积混凝土结构。该承台结构尺寸为（12.5×8.1×2.3） m，承台混凝土强度等级为C30，承台钢筋含量为
12 334.53 kg，该承台的混凝土总方量为240.753 m3。本文以该工程为例，分析桥梁大体积承台混凝土温度裂缝成因与控制措施。
1 混凝土裂缝成因及防治措施
大体积承台混凝土施工过程中，在内因（水化温度、弹性模量）或者外因（气温、湿度、风速）、施工工艺等多种因素变化的情况下，可能产生3类裂缝：表面裂缝、深层裂缝及贯穿裂缝[1]。大体积承台通过控制温度变化达到抑制混凝土裂缝开裂发展的目的，其机理主要为控制大体积承台的温度拉应力小于同标号混凝土相应龄期时的抗拉强度。因此控制大体积混凝土温度的方法主要有：优化混凝土的配合比提升混凝土的抗裂性能;采取合理措施控制环境温度与混凝土自身温度;降低大体积承台施工、养护过程中内外的拉应力等[2-3]。为保障大体积混凝土桥梁承台的施工质量，应根据工程特点制定切实可行的温控方案，从而避免混凝土温度裂缝的产生。
2 桥梁承台温控设计方案
该特大桥某承台施工时正值初夏，白天气温较高，空气湿度相对较小。在这种情况下浇筑混凝土，容易造成混凝土的内外温差较大，加大了出现温度裂缝的几率。一般情况下，混凝土内部的中心温度和外表面的温度差应≤25 ℃，由此提出承台温控设计方案。
2.1 混凝土配比材料的调整
（1）水泥
对于大体积混凝土，降低由于水泥水化热带来的混凝土内部温度上升，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对于控制混凝土温度有紧密联系，因此在满足混凝土设计强度的要求下应尽量减少混凝土中水泥的用量，降低混凝土水化热的内部温度。降低水泥中的碱含量至小于水泥用量的0.6%，避免因碱含量高时产生碱骨料反应，并导致混凝土由于不均匀膨胀而产生裂缝。
（2）添加剂
掺入适量粉煤灰的混凝土，初凝时间变长，早期强度较低，同样水化热释放热量的过程也较为缓慢，降低了混凝土内部温度的上升速度。适量添加矿粉代替水泥，一方面节约了成本，另一方面降低了由于水泥水化热产生的混凝土的内部温升。另外，矿粉的掺入能使水泥颗粒更为分散，使水泥的水化反应也更为彻底，从而释放出更多的水泥浆体来润滑骨料，起到了很好的润滑作用。本方案中粉煤灰和矿粉互掺，两者效应互补，提高了混凝土的性能。
（3）减水剂
减水剂的掺入，改善了混凝土的密实度，提高了混凝土的耐久性，延缓了水泥的硬化速度。因此早期混凝土强度较低，同样水化热释放热量的过程也较为缓慢，放慢了混凝土内部温度的上升速度，降低了混凝土水化热的内部温度。
2.2 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的混凝土自身的温度。对于浇筑温度和入模温度均要求夏季施工时，应控制在≤35 ℃，冬季施工时≥5 ℃。本工程所属地区昼夜温差大，在白天气温较高时进行浇筑，可采取搭设凉棚、风冷法来降低混凝土的浇筑温度。而为了降低混凝土的入模温度，采取了如下措施：
（1）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的温度提高;骨料温度过高时，可采取人工喷水、吹冷风法降低骨料的溫度。
（2）混凝土拌合过程中，加入温度较低的水或者冰，降低拌合料的温度。
（3）在混凝土的振捣过程中，在一层混凝土入仓后振捣结束到下一层混凝土入仓前，需采取隔热保温措施对剩余的混凝土进行遮挡。
2.3 冷却水处理
以上采取的降温措施主要是在混凝土浇筑前期进行，在混凝土的降温过程中可采取埋设冷却水管的方法来降低混凝土的内部温度。工程施工中所采取的冷却用水是工地现场的井水，水温偏低，降温效果较好。冷却管采用的是42.3×3.25 mm的输水铁管，水流量≥30 L/s。依据混凝土内部温度的分布特征，在承台的厚度方向布设三层冷却水管，如图1所示。
2.4 后期的养护
混凝土的标准养护条件是在温度为20±3 ℃，相对湿度为90%以上的情况下养护28 d。在实际施工中，混凝土的标准养护条件无法达到，因此需采取人为措施进行养护。夏季施工时，应防止混凝土出现脱水现象甚至是出现干缩裂缝的现象。混凝土的散热时间需尽量延长，从而充分发挥混凝土的潜力使混凝土的强度得到保证，使混凝土的温度应力始终小于混凝土的极限抗拉强度，避免出现温度裂缝，影响混凝土结构的可靠性。在混凝土灌注终凝后的10～12 h内，在承台混凝土外露的表面浇水湿润以加强养护，将混凝土内部的最高温度和外表温度差始终控制在≤25 ℃。 3 混凝土温度监测
对于大体积混凝土进行温度监测有助于现场人员了解温度变化，及时掌握混凝土温度情况，并以此为根据及时调整措施，使混凝土的温度始终处在可控范围内。
3.1 测点布置
测温点的布置能准确地反映混凝土内部最高温度、外表温度、温差以及混凝土的降温速率等，以作为计算混凝土温度应力的依据。因此，需在具有特点的部位、标高变化的部位以及温度变化大容易冷却的部位设置测温点。在实际施工中，在混凝土的外表面以内3～5 cm处设置测温点测得的温度作为混凝土的外表温度;在承台高度的1/3～1/2处设置测温点测得的温度作为混凝土的内部温度。测点布置见图2。
3.2 结果分析
根据测温人员提供的实时温度数据，绘制了大体积承台混凝土在12 d内的温度变化曲线，如图3所示。
（1）由图3可知，混凝土温度变化分为三个阶段：第一个阶段混凝土的温度呈现快速升温的过程，持续2～3 d左右，这是由于水泥水化反应释放了大量的热量，促使混凝土温度上升;第二个阶段混凝土的温度呈现缓慢下降的趋势，持续3～8 d左右，这是由于水化热产生的热量在缓慢地向外界扩散;第三阶段混凝土的温度下降得更为缓慢，并逐渐接近外界温度。三层测点第一阶段温度上升的速率均较快，之后温度下降的速率逐渐趋缓。
（2）承台断面的温度受到了混凝土入模温度、外界温度、测点的位置以及混凝土分层厚度的影响，温度在20 ℃～60 ℃之间。混凝土的入模温度越高，外界温度越高，测点的位置越靠近中心位置，混凝土分层的厚度越厚，混凝土断面的温度就越高。
（3）第三层中第11 d的温度有一个骤降的过程，这是由于当地气温突然变化的原因导致。由此表明，在混凝土浇筑后的前期，混凝土温度主要受水化热的影响，而在混凝土浇筑后期，外界温度的变化对于混凝土温度的影响较大。
（4）由于在混凝土中埋设了冷却水管，在外界温度平均为28 ℃的情况下，混凝土的内部最高温度没有超过60 ℃。根据对承台冷却水的监测，进水和排水温度的温差在5 ℃～13 ℃左右，这对于降低混凝土的早期温度的最大值起了一定的作用，使混凝土的温度得到了很好的控制。
4 结语
本文以G579库车至拜城至玉尔滚公路一期工程大桥为背景，通过对特大桥承台大体积混凝土温度控制与监测以及结果分析可知，采取的一系列温度控制措施取得较好的效果，承台未出现温度裂缝，工程质量得到了保障。得到了以下结论：
（1）对混凝土的配合比进行了调整，减少了水泥的用量，加大了矿粉和粉煤灰的用量，降低了混凝土的水化反应带来的温升幅度。适当掺入了减水剂，提高了混凝土的早期强度和耐久性，减缓了混凝土内部温度的上升速度。
（2）對于浇筑温度和入模温度，进行多方面的控制来降低混凝土的浇筑温度和入模温度，最终降低了混凝土的温度。加强混凝土的养护，延长混凝土的散热时间，避免混凝土出现脱水现象甚至是出现干缩裂缝的现象，避免出现温度裂缝，加强结构的可靠性。
（3）通过混凝土承台的现场温度监测可知，混凝土温度变化分为三个阶段，由快速升温至缓慢下降最后逐渐接近外界温度。
[1]姜明松.合福铁路铜陵长江大桥4#墩承台混凝土水化热分析[J].建筑工程技术与设计，2016（6）：1 065-1 066.
[2]邓发义.六广河特大桥承台大体积混凝土温度控制技术[J].交通世界，2017（9）：112-113，131.
[3]叶派平，谢英杰.重庆高温季节大体积混凝土施工控制[J].城市道桥与防洪，2015（10）：133-135，138.