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摘要：随着我国桥梁建设的快速发展，大体积承台被广泛用于桥梁结构中，而大体积混凝土施工产生的温度应力将直接导致混凝土裂缝的产生。笔者根据亲身经历的铁路大体积承台混凝土施工，谈谈施工中所应采取的温控措施。
关键词：大体积承台，混凝土，温度，控制
Abstract: with the rapid development of bridge construction in our country, big volume elevated pile caps is widely used to bridge structure, and construction of mass concrete produced the temperature stress will directly cause the cracking of the concrete. According to the experience of mass concrete railway bearing platform construction, talk about the construction of the temperature control measures should be taken.
Keywords: big volume elevated pile caps, concrete and temperature, control
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
工程概况：合福铁路铜陵长江大桥主桥5#和6#墩承台尺寸分别为43.5m×17.5m×5m和39.6 m×13.6 m×4m。承台混凝土强度等级C30，承台混凝土方量分别为3806.25m³和2154.3m³，承台基础采用钻孔灌注桩。
1 大体积混凝土施工温度控制的必要性
整体浇筑的大体积混凝土结构在养护期间，将主要产生两种变形：因降温而产生的温度收缩变形及因水泥水化作用而产生的水化收缩变形，这些变形在受到约束的条件下，将在结构内部及其表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土相应龄期的抗拉强度时，结构开裂。因此，在大体积混凝土施工过程中，为避免产生过大的温度应力，防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在某个界限内，必须进行温度控制。引起大体积混凝土结构开裂的因素十分复杂，温度应力产生的原因主要有四个方面：
1.1 水泥水化热的影响
水泥在水化的过程中要释放出大量的热量，并通过边界把部分热量向四周传递（散热）。硬化初期，水泥水化速度快，发热量大于散热量，使混凝土升温；硬化后期，水泥水化速度减慢，当发热量小于散热量时，混凝土温度开始下降。但在浇筑初期，混凝土的弹性模量较低，徐变较大，因此对温变引起的变形约束不大，相应的温度应力也比较小；随着龄期的增长，混凝土弹性模量急剧增高，徐变减小，对降温收缩变形的约束也越来越强，并产生温度拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便容易出现温度裂缝。
1.2 外界气温变化的影响
混凝土内部温度是水化热的绝热温升、浇筑温度和结构的散热温度等各种温度的叠加，因此在施工阶段受外界气温的影响主要体现在两方面：①外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高，相应最高温升值也越高；②外界气温下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，容易形成“冷击”。内外温差越大，温度应力也越大。
1.3 混凝土收缩变形的影响
混凝土的收缩变形主要有浇筑初期（终凝前）的凝缩变形、硬化混凝土的干燥收缩变形、自生收缩变形、温度下降引起的冷缩变形以及碳化引起的碳化收缩变形等五种。混凝土的收缩变形越大，收缩变形的分布越不均匀，产生的应力也越大。
1.4约束条件的影响
混凝土结构在变化中，必然受到一定的约束，阻碍其自由变形，且混凝土的收缩变形因受到约束而产生拉应力，当拉应力超过其相应龄期的抗拉强度时，便引起开裂。
2 温度控制基本工作思路
从温度控制的本质可以看出，大体积混凝土施工的温度控制途径有两个：①提高混凝土本身的抗裂性能；②采取措施降低大体积混凝土施工、养护过程（主要是混凝土的降温过程）中内部及其表面的温度拉应力。
3 温度控制主要措施
3.1 降低水化热
尽量选择中低热水泥，掺加粉煤灰和外加剂，减少水泥用量。水泥在水化过程中将释放大量的热量，这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。而大体积混凝土结构体积庞大，所用水泥总量较大，在断面尺寸较大的情况下散热较慢、内部热量不断积聚导致温升过高。采用中低熱水泥和减少水泥用量可以有效地降低混凝土的绝热升温。
3.2 控制混凝土浇筑温度
当连续3天昼夜平均气温低于5℃时，或最低气温低于-3℃时，必须采取冬季施工技术措施。
3.3 优化施工工艺
为保证结构的整体性，混凝土应连续浇筑，并在先期浇筑的混凝土初凝前完成全部浇筑工作。混凝土的浇筑方法宜选择分层浇筑，30-50cm为宜，以有效增加散热，降低水化热温升。在浇筑过程中应遵循薄层浇筑，均匀上升的原则。混凝土的收缩值和极限拉伸值，除与水泥用量、骨料品种和级配、水灰比、骨料含泥量等因素有关外，还与施工工艺和养护密切相关。因此，改善施工工艺可在一定程度上减少混凝土的收缩和提高混凝土的极限拉伸值，这对防止裂缝的产生也可起到一定的作用。
3.4 布置冷却水管
要尽量选择导温效果的冷却水管，并合理布置冷却水管的长度及间距。合理设置水泵及水包，冷却水管进出水口集中布置，利于统一管理。设置循环水池，调节进出水温度。每个冷却水管的入口设置单独开关，以便于调节流量、改变水流方向或停水。混凝土浇筑到各层冷水管标高后即开始通水，并在通水以后密切注意观察冷却水管附近有无渗水现象，否则应及时采取措施进行补救。通水冷却过程中，要严格控制内部混凝土的降温速率在2.0～3.0℃/d。根据温度实时监测结果，改变冷却水的流向，可以使承台内部混凝土温度场分布趋于均匀，有利温度的稳定均匀下降。
3.5 采取严格的保温措施并加强对混凝土的养护
冬季寒潮形成的“冷击”通常是导致表面裂缝的重要原因。为保证承台混凝土施工质量，控制温度裂缝的产生，应采取适当的方式养护。在混凝土表面收浆摸平后，及时盖上塑料薄膜和足够厚度的土工布、草垫或麻袋等保温材料。侧面采用单层钢模板施工，在钢模板外围用草垫、土工布或塑料薄膜及时严密遮盖。
4 结束语
大体积混凝土的施工温度控制是一个复杂的系统工程，同时也是一个动态的目标控制过程。笔者仅就承台混凝土施工中所采取的一些温控措施进行了分析交流，以期抛砖引玉，或可为读者提供一些有用的资料，不当之处还望同行指正。
关键词：大体积承台，混凝土，温度，控制
Abstract: with the rapid development of bridge construction in our country, big volume elevated pile caps is widely used to bridge structure, and construction of mass concrete produced the temperature stress will directly cause the cracking of the concrete. According to the experience of mass concrete railway bearing platform construction, talk about the construction of the temperature control measures should be taken.
Keywords: big volume elevated pile caps, concrete and temperature, control
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
工程概况：合福铁路铜陵长江大桥主桥5#和6#墩承台尺寸分别为43.5m×17.5m×5m和39.6 m×13.6 m×4m。承台混凝土强度等级C30，承台混凝土方量分别为3806.25m³和2154.3m³，承台基础采用钻孔灌注桩。
1 大体积混凝土施工温度控制的必要性
整体浇筑的大体积混凝土结构在养护期间，将主要产生两种变形：因降温而产生的温度收缩变形及因水泥水化作用而产生的水化收缩变形，这些变形在受到约束的条件下，将在结构内部及其表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土相应龄期的抗拉强度时，结构开裂。因此，在大体积混凝土施工过程中，为避免产生过大的温度应力，防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在某个界限内，必须进行温度控制。引起大体积混凝土结构开裂的因素十分复杂，温度应力产生的原因主要有四个方面：
1.1 水泥水化热的影响
水泥在水化的过程中要释放出大量的热量，并通过边界把部分热量向四周传递（散热）。硬化初期，水泥水化速度快，发热量大于散热量，使混凝土升温；硬化后期，水泥水化速度减慢，当发热量小于散热量时，混凝土温度开始下降。但在浇筑初期，混凝土的弹性模量较低，徐变较大，因此对温变引起的变形约束不大，相应的温度应力也比较小；随着龄期的增长，混凝土弹性模量急剧增高，徐变减小，对降温收缩变形的约束也越来越强，并产生温度拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便容易出现温度裂缝。
1.2 外界气温变化的影响
混凝土内部温度是水化热的绝热温升、浇筑温度和结构的散热温度等各种温度的叠加，因此在施工阶段受外界气温的影响主要体现在两方面：①外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高，相应最高温升值也越高；②外界气温下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，容易形成“冷击”。内外温差越大，温度应力也越大。
1.3 混凝土收缩变形的影响
混凝土的收缩变形主要有浇筑初期（终凝前）的凝缩变形、硬化混凝土的干燥收缩变形、自生收缩变形、温度下降引起的冷缩变形以及碳化引起的碳化收缩变形等五种。混凝土的收缩变形越大，收缩变形的分布越不均匀，产生的应力也越大。
1.4约束条件的影响
混凝土结构在变化中，必然受到一定的约束，阻碍其自由变形，且混凝土的收缩变形因受到约束而产生拉应力，当拉应力超过其相应龄期的抗拉强度时，便引起开裂。
2 温度控制基本工作思路
从温度控制的本质可以看出，大体积混凝土施工的温度控制途径有两个：①提高混凝土本身的抗裂性能；②采取措施降低大体积混凝土施工、养护过程（主要是混凝土的降温过程）中内部及其表面的温度拉应力。
3 温度控制主要措施
3.1 降低水化热
尽量选择中低热水泥，掺加粉煤灰和外加剂，减少水泥用量。水泥在水化过程中将释放大量的热量，这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。而大体积混凝土结构体积庞大，所用水泥总量较大，在断面尺寸较大的情况下散热较慢、内部热量不断积聚导致温升过高。采用中低熱水泥和减少水泥用量可以有效地降低混凝土的绝热升温。
3.2 控制混凝土浇筑温度
当连续3天昼夜平均气温低于5℃时，或最低气温低于-3℃时，必须采取冬季施工技术措施。
3.3 优化施工工艺
为保证结构的整体性，混凝土应连续浇筑，并在先期浇筑的混凝土初凝前完成全部浇筑工作。混凝土的浇筑方法宜选择分层浇筑，30-50cm为宜，以有效增加散热，降低水化热温升。在浇筑过程中应遵循薄层浇筑，均匀上升的原则。混凝土的收缩值和极限拉伸值，除与水泥用量、骨料品种和级配、水灰比、骨料含泥量等因素有关外，还与施工工艺和养护密切相关。因此，改善施工工艺可在一定程度上减少混凝土的收缩和提高混凝土的极限拉伸值，这对防止裂缝的产生也可起到一定的作用。
3.4 布置冷却水管
要尽量选择导温效果的冷却水管，并合理布置冷却水管的长度及间距。合理设置水泵及水包，冷却水管进出水口集中布置，利于统一管理。设置循环水池，调节进出水温度。每个冷却水管的入口设置单独开关，以便于调节流量、改变水流方向或停水。混凝土浇筑到各层冷水管标高后即开始通水，并在通水以后密切注意观察冷却水管附近有无渗水现象，否则应及时采取措施进行补救。通水冷却过程中，要严格控制内部混凝土的降温速率在2.0～3.0℃/d。根据温度实时监测结果，改变冷却水的流向，可以使承台内部混凝土温度场分布趋于均匀，有利温度的稳定均匀下降。
3.5 采取严格的保温措施并加强对混凝土的养护
冬季寒潮形成的“冷击”通常是导致表面裂缝的重要原因。为保证承台混凝土施工质量，控制温度裂缝的产生，应采取适当的方式养护。在混凝土表面收浆摸平后，及时盖上塑料薄膜和足够厚度的土工布、草垫或麻袋等保温材料。侧面采用单层钢模板施工，在钢模板外围用草垫、土工布或塑料薄膜及时严密遮盖。
4 结束语
大体积混凝土的施工温度控制是一个复杂的系统工程，同时也是一个动态的目标控制过程。笔者仅就承台混凝土施工中所采取的一些温控措施进行了分析交流，以期抛砖引玉，或可为读者提供一些有用的资料，不当之处还望同行指正。