路桥工程项目中大体积混凝土温控防裂技术应用研究
摘要：路桥工程项目建设技术快速发展背景下，大体积混凝土在承台施工中的应用更加广泛，对提升道路桥梁施工质量、提升运维便利性都有显著促进作用。裂缝发生是大体积混凝土施工面临最为主要的问题，基于温控防裂技术对大体积混凝土施工工艺进行优化，是有效规避质量问题发生的关键性措施。本文以某工程项目为例，说明温控防裂技术在大体积混凝土施工中的具体应用形式，明确混凝土温控监测系统设计和应用形式，分析智能化温控技术发展趋势，以此为同类工程项目施工技术应用优化提供参考，为推动我国公路事业高质量发展起到应有促进作用。
关键词：路桥工程大体积混凝土温控防裂技术
大体积混凝土结构在施工过程中，受前期内外约束导致收缩变形，极为容易出现多种形式的开裂现象，成为工程项目施工质量最为关键的影响因素。在传统施工工艺中，通过在大体积混凝土内布置循环水管冷却，成为控制裂缝发生的主要方式。但是在实际施工中，受意外因素影响，会出现混凝土无法连续浇筑、冷却水无法及时停水、混凝土降温幅度过大、降温速率过快等问题，同样会导致开裂现象发生。以智能化技术为支持的新型温控防裂技术，能够有效规避上述问题发生，在当前各类路桥工程项目大体积混凝土施工中，已经得以广泛应用，具有良好推广价值。
1工程概况
某道路桥梁工程，全桥总长557米，主桥桥跨布置：（60+110+60）m预应力混凝土连续刚构，主桥长230m。引桥桥跨布置：小里程侧引桥采用6×20m先简支后连续预应力混凝土小箱梁，大里程侧引桥采用10×20m先简支后连续预应力混凝土小箱梁，引桥长320m。桥面全宽32m，按两幅桥设置，单幅桥桥面宽15.75m，双幅间间距0.5m，单幅桥主桥横断面布置为：0.5m（防撞护栏）+11.75m（行车道）+0.5m（防撞护栏）+3m（非机动车道）。下部结构桥台采用肋板式台，主墩采用双肢薄壁墩，过渡墩采用墙式墩，其余桥墩采用柱式墩，基础均采用桩基础。其中某主墩承台结构设计为14.6×14.6×4m，主墩整体设计如图1所示。
2温控防裂技术的具体应用
2.1总体施工方案
依据现场情况、机械和人力资源配置、温控防裂技术应用要求等，设计总体施工方案。本工程项目中，某主墩承台结构尺寸较大（14.6×14.6×4m），具有钢筋密集、混凝土方量多等特征，参考相关施工规范及同类工艺，需一次连续浇筑完成。为有效规避大体积混凝土施工作业中出现裂缝现象，设置智能化温控系统做好养护[1]。在桩基检测合格并做好各项准备后，及时依照设计要求，做好垫层施工及桩头处理，还是进行承台施工。考虑现场条件及工艺特征，在钢筋加工厂集中做好承台钢筋处理，使用平板运输车运输至现场进行拼装。承台施工所需钢模板组合到位后，使用对拉螺杆做好固定[2]。混凝土使用罐车运输并直接泵送入模，采用分层浇筑方式作业，单层厚度控制在30cm以内，且用人工振捣密实。混凝土养护采用埋设冷却管通水方式冷却，结合智能温控系统做好调节，表面采取覆盖方式做好保温保湿处理。在养护作业达到规范要求，检测内外温差均符合要求后进行拆模作业，强度达到设计要求后，及时做好基坑回填作业。温控措施实施以“内降外保”为原则，所选用的冷却水管需具备良好的导热性能，强度符合要求，材质以合适规格的钢管为主。安装作业中需检查管道顺畅、丝口接头可靠，安装完成后做好通水试验，避免出现漏水、阻水等问题。
2.2配合比优化及温控计算
大体积混凝土施工作业前，必须要依照相关规范要求，并结合现场情况做好配合比设计，以有效规避设计不当导致混凝土裂缝发生。本工程项目施工中，采用C40混凝土，配合比方案如表1所示。
依据相关规范要求，大体积混凝土内部温度最大值不得超过75℃，温升值不得超过50℃。本工程项目施工中，利用水化热有限元分析，依据仿真分析结果，采用3层水管布置方式，能够将混凝土内部温度控制在68℃以下，混凝土温升值为44℃，均符合相关技术规范要求。冷却水管选用Φ40×2.5mm（壁厚≥2.5mm）镀锌钢管，水平间距上采用1.0m×1.0m网格状布置，分层间距为1.0m，管路采用蛇形迂回布置，进出水口高差≥0.5m，以保持自然压差。在管路布置时，要注意做好转弯及连接部位的防水处理，在浇筑作业前需进行试压试验。同时依据技术要求，同步做好温度监测系统布置。
2.3冷却水管通水调节措施
在施工作业中，为避免混凝土浇筑对冷却水管定位产生影响，需在合适部位增设钢筋进行支撑，在混凝土浇筑将水管覆盖后，即可开始通水进行温控。本工程项目施工中，将骨料预冷至25℃以下，混凝土入模温度控制在28℃以下，冷却水管初始通水水温控制为20℃，通水流量设定为1.2m3/h。在通水时由专人做好观察，依据温控系统测温结果，随时调整通水时间、温度和流量等参数，以尽量削减混凝土