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摘要：对某拱座大体积混凝土浇筑过程中的水化热温度进监测，实时掌握水化热温度发展规律，能够有效地控制大体积混凝土浇筑施工过程中核心与表面的温差，避免温度裂缝的产生，保证了混凝土的质量。
关键词：大体积混凝土；拱座；水化热；温度监测
随着大跨桥梁的建设，在桥梁工程中,大体积混凝土被广泛的应用于承台、拱座、锚碇、桥塔等重要部位。大体积混凝土在硬化过程中会释放大量的热能,而混凝土的导热系数较低，热量不易散发。混凝土外部温度因与外界接触而降低后,混凝土内部温度仍然很高,内部高温混凝土的膨胀受到外部低温混凝土的约束,从而使得外部混凝土受拉。当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时混凝土就会开裂,影响结构的质量安全,严重的还会造成工程事故。因此，做好混凝土浇注后的温度监测，可以为养护提供依据，同时也能保证大体积混凝土的成型质量。
1工程背景
某特大桥钢管混凝土拱桥拱座采用明挖扩大基础，全桥共设四个分离式拱座基础。拱座尺寸为14x7x7m，在距承台顶面1.97m处采用1:1放坡，拱座混凝土标号为C40。为了降低混凝土内部温度,减小内外温差,共布置了5层冷却水管，冷却管层间距1.5m,水平间距2m,在拱座顶部水平间距适当缩小,外测冷却管离混凝土表面距离0.5m。冷却管为直径4cm的钢管。
2监测方案
2.1温度控制标准
综合考虑混凝土的入模温度、混凝土水化热的发展变化规律、养护条件、通水散热等因素，制定了以下混凝土的温控标准：
(1)混凝土的内表温差不超过25℃；
(2)拆模时内外温差小于25℃；
(3)最大降温速率要小于2.0℃/d；
2.2温度测量方法
温度测量采用热敏电阻温度传感器，温度测量从混凝土浇筑完成后开始，在拱座浇筑开始后温度出现峰值前白天1次/小时，夜晚1次/2小时；当温度趋于缓和时昼夜1次/2小时，当各测点得温度明显随气温变化时，可停止测量。
2.2测点布置
根据拱座对称性以及冷却管的布置位置，将温度传感器分三层布置在拱座1/4范围内,拱座每层沿三个方向布置。在拱座的钢筋笼绑扎完毕时，将热敏温度传感器按照如下布置图绑扎在相应位置的钢筋上。
3水化热温度测试结果
3.1温度场的基本规律
大体积混凝土内部的温度是一个随时间和位置而变化的瞬态温度场，其初期变化近似于抛物线分布，随龄期增加逐渐趋于平缓，最后与外界气温趋于平衡，其变化的影响因素较多也较复杂。实际的温度控制中，一般考虑混凝土内部的温度峰值与内外温差变化情况。混凝土内部峰值主要受混凝土配合比、散热边界条件、外部环境等影响，可以分为浇注温度、水泥水化热温度和混凝土散热温度3部分，相应地温度控制方法也主要针对这几个部分。
3.2垂直方向温度随时间变化情况
具有代表性的中心测点在垂直方向的温度变化曲线，从测点结果分析发现，中心温度分为升温和降温两个阶段，升温时间较短，降温时间较长，从混凝土浇筑完毕起,由于冷却管的降温作用,大约经过35h时,内部温度最高达到78℃左右，随后由于水化热的放热量小于混凝土表面和底面的散热量，中心温度开始下降，下降过程较平缓，持续时间较长，大约在140h之后随大气温度开始变化。每层沿三个方向温度变化基本重合，第一层(A-A层)和第三层(C-C层)测点的温度要比第二层(B-B层)的温度稍低一点，这种情况与实际相符，因为最上层测点接近暴露在大气，热量易扩散，最下层测点接近于承台，热量可以向承台中扩散。
3.3水平方向温度分布
水平方向温度分析主要反映温度在水平面内的传导情况。在最外部点温度在混凝土浇筑34h左右后达到最大值，最内部点温度在38h左右温度才达到最大值；降温阶段内外点也存在差異，A-A层外部点温度86h左右就随大气温度开始变化，C-C层外部点温度60h左右就随大气温度开始变化，B-B层内部点温度全面开始降温大约需经历56h左右。在长度、宽度和对角三个方向的内外最大温差并不相同,三个方向的最大温差24.96℃
3.4冷却管水温
当混凝土浇筑至冷却管布置平面时即开始通水冷却。冷却管进水口水温夜间为18℃,白天为26℃。冷却管流量未作具体数值要求,但要求出水口温度不得超过40℃,温度过高时则加大流量。实测出水口水温最高为36℃,符合要求。
4结语
（1）混凝土中心温度值在混凝土形成3d内达到最高，以后慢慢降温。在浇注到拆模的这段养护期内，由于实时测量拱座内混凝土温度，通过温度的变化及时调整拱座内部预埋冷却管中水的流速，以减少拱座混凝土内外温差，抑制产生有害的温度裂缝。通过温度测试与控制，实际控制效果良好，混凝土无裂缝出现。
（2）混凝土施工和混凝土的养护措施是成功的，混凝土水化热的最大内外温差小于25℃。同时现场准备了蓄水设备和塑料薄膜、麻袋等预备措施。当温差超过25℃时，采取及时覆盖两层塑料薄膜和两层麻袋并浇水养护。从而控制了混凝土的降温速率，保证了混凝土不产生温差裂缝。
参考文献
[1]路桥集团第一公路工程局．JTJ041—2000公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2000．．
[2]蔡炎标．崖门大桥主墩承台大体积混凝土水化热试验分析[J]．国外桥梁，2001，(3)：66—68．
[3]袁广林，黄方意，沈华，等．大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究[J]．混凝土，2005(2)：86—88．
[4]王铁梦，工程结构裂缝控制[M]，北京：中国建筑工业出版社，1997．
[5]钟继卫，高建学，王戒躁．大跨度悬索桥基准索股施工控制［J］．世界桥梁，2006，2：41-43．
关键词：大体积混凝土；拱座；水化热；温度监测
随着大跨桥梁的建设，在桥梁工程中,大体积混凝土被广泛的应用于承台、拱座、锚碇、桥塔等重要部位。大体积混凝土在硬化过程中会释放大量的热能,而混凝土的导热系数较低，热量不易散发。混凝土外部温度因与外界接触而降低后,混凝土内部温度仍然很高,内部高温混凝土的膨胀受到外部低温混凝土的约束,从而使得外部混凝土受拉。当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时混凝土就会开裂,影响结构的质量安全,严重的还会造成工程事故。因此，做好混凝土浇注后的温度监测，可以为养护提供依据，同时也能保证大体积混凝土的成型质量。
1工程背景
某特大桥钢管混凝土拱桥拱座采用明挖扩大基础，全桥共设四个分离式拱座基础。拱座尺寸为14x7x7m，在距承台顶面1.97m处采用1:1放坡，拱座混凝土标号为C40。为了降低混凝土内部温度,减小内外温差,共布置了5层冷却水管，冷却管层间距1.5m,水平间距2m,在拱座顶部水平间距适当缩小,外测冷却管离混凝土表面距离0.5m。冷却管为直径4cm的钢管。
2监测方案
2.1温度控制标准
综合考虑混凝土的入模温度、混凝土水化热的发展变化规律、养护条件、通水散热等因素，制定了以下混凝土的温控标准：
(1)混凝土的内表温差不超过25℃；
(2)拆模时内外温差小于25℃；
(3)最大降温速率要小于2.0℃/d；
2.2温度测量方法
温度测量采用热敏电阻温度传感器，温度测量从混凝土浇筑完成后开始，在拱座浇筑开始后温度出现峰值前白天1次/小时，夜晚1次/2小时；当温度趋于缓和时昼夜1次/2小时，当各测点得温度明显随气温变化时，可停止测量。
2.2测点布置
根据拱座对称性以及冷却管的布置位置，将温度传感器分三层布置在拱座1/4范围内,拱座每层沿三个方向布置。在拱座的钢筋笼绑扎完毕时，将热敏温度传感器按照如下布置图绑扎在相应位置的钢筋上。
3水化热温度测试结果
3.1温度场的基本规律
大体积混凝土内部的温度是一个随时间和位置而变化的瞬态温度场，其初期变化近似于抛物线分布，随龄期增加逐渐趋于平缓，最后与外界气温趋于平衡，其变化的影响因素较多也较复杂。实际的温度控制中，一般考虑混凝土内部的温度峰值与内外温差变化情况。混凝土内部峰值主要受混凝土配合比、散热边界条件、外部环境等影响，可以分为浇注温度、水泥水化热温度和混凝土散热温度3部分，相应地温度控制方法也主要针对这几个部分。
3.2垂直方向温度随时间变化情况
具有代表性的中心测点在垂直方向的温度变化曲线，从测点结果分析发现，中心温度分为升温和降温两个阶段，升温时间较短，降温时间较长，从混凝土浇筑完毕起,由于冷却管的降温作用,大约经过35h时,内部温度最高达到78℃左右，随后由于水化热的放热量小于混凝土表面和底面的散热量，中心温度开始下降，下降过程较平缓，持续时间较长，大约在140h之后随大气温度开始变化。每层沿三个方向温度变化基本重合，第一层(A-A层)和第三层(C-C层)测点的温度要比第二层(B-B层)的温度稍低一点，这种情况与实际相符，因为最上层测点接近暴露在大气，热量易扩散，最下层测点接近于承台，热量可以向承台中扩散。
3.3水平方向温度分布
水平方向温度分析主要反映温度在水平面内的传导情况。在最外部点温度在混凝土浇筑34h左右后达到最大值，最内部点温度在38h左右温度才达到最大值；降温阶段内外点也存在差異，A-A层外部点温度86h左右就随大气温度开始变化，C-C层外部点温度60h左右就随大气温度开始变化，B-B层内部点温度全面开始降温大约需经历56h左右。在长度、宽度和对角三个方向的内外最大温差并不相同,三个方向的最大温差24.96℃
3.4冷却管水温
当混凝土浇筑至冷却管布置平面时即开始通水冷却。冷却管进水口水温夜间为18℃,白天为26℃。冷却管流量未作具体数值要求,但要求出水口温度不得超过40℃,温度过高时则加大流量。实测出水口水温最高为36℃,符合要求。
4结语
（1）混凝土中心温度值在混凝土形成3d内达到最高，以后慢慢降温。在浇注到拆模的这段养护期内，由于实时测量拱座内混凝土温度，通过温度的变化及时调整拱座内部预埋冷却管中水的流速，以减少拱座混凝土内外温差，抑制产生有害的温度裂缝。通过温度测试与控制，实际控制效果良好，混凝土无裂缝出现。
（2）混凝土施工和混凝土的养护措施是成功的，混凝土水化热的最大内外温差小于25℃。同时现场准备了蓄水设备和塑料薄膜、麻袋等预备措施。当温差超过25℃时，采取及时覆盖两层塑料薄膜和两层麻袋并浇水养护。从而控制了混凝土的降温速率，保证了混凝土不产生温差裂缝。
参考文献
[1]路桥集团第一公路工程局．JTJ041—2000公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2000．．
[2]蔡炎标．崖门大桥主墩承台大体积混凝土水化热试验分析[J]．国外桥梁，2001，(3)：66—68．
[3]袁广林，黄方意，沈华，等．大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究[J]．混凝土，2005(2)：86—88．
[4]王铁梦，工程结构裂缝控制[M]，北京：中国建筑工业出版社，1997．
[5]钟继卫，高建学，王戒躁．大跨度悬索桥基准索股施工控制［J］．世界桥梁，2006，2：41-43．