高速铁路大体积箱梁混凝土温度控制要点

文章编号：1009-6825（2012）34-0195-03
高速铁路大体积箱梁混凝土温度控制要点
收稿日期：2012-10-09
作者简介：宫展蒙（1980-），女，工程师
宫展蒙
（中铁十二局集团第四工程公司，陕西西安710021）
摘要：箱梁混凝土温度控制对于箱梁质量起着至关重要的作用，重点介绍了有效控制水泥熟料中C
3
A含量，合理选择混凝土配合比中掺合料比例，施工过程的原材料温度、混凝土入模温度的监控以及蒸汽养护时的温度控制等要点，通过温度控制，保证了箱梁施工质量。

关键词：大体积箱梁，C
3
A，掺合料，施工监控，蒸汽养护
中图分类号：U445．57文献标识码：A
随着我国基础设施建设的飞速发展，高架铁路建设日新月异、高架桥里程的延长，大型箱梁混凝土的施工和质量控制成为建设过程中的重点。

铁路建设质量百年大计，建筑的不可逆性、唯一性、投资巨大性，都使其质量问题不容忽视。

怎样才能控制好温度，使混凝土不产生裂缝，保证质量，这成为一个焦点。

所谓箱梁混凝土温度控制，就是指混凝土浇筑施工中，构件内部因为化学变化而产生的高温现象的控制。

温差包括芯部与表层，表层与环境之间的温差不宜超过15ħ；养护水温度低于混凝土表面温度，二者之差不得大于15ħ。

由于构件庞大的特点，使得混凝土构件内外的温差很大，温差的变化，可以导致构件内部拉应力不平衡的现象，因此控制好内部的温度，可减小因温差所造成箱梁梁体混凝土拉应力的不均衡，避免因此而产生的裂缝问题，影响箱梁混凝土的强度和耐久性，进而导致铁路建设项目的使用寿命达不到设计使用年限。

1有效控制水泥熟料中C
3
A含量
铁路建设规范中，对混凝土内外温度差的控制制定了一个允许区间，以不超过15ħ为宜，而对于混凝土梁体内部的温度控制，混凝土芯部温度不宜超过60ħ，最大不得超过65ħ，这进一步说明混凝土温度控制对于工程质量的重要性。

提高混凝土质量首先要关注水泥熟料中C3A含量，如果控制好C3A含量，可以延缓水泥混凝土的凝固速度，增加强度。

C3A是熟料中一种重要的矿物质，属于等轴晶系，密度为3．04g/cm3，反光镜下观察，熟料的快速冷却和慢速冷却形状是不一样的，分别呈现点滴状和矩形、柱状。

C3A水化速度也很快，尤其是初期的水化热高，混凝土凝结速度极快，如果不进行添加剂的处理，那么可以在很短时间内凝结，这种急凝现象，不利于混凝土强度的形成，也有可能在3d内形成最大的强度，但是没有后续的增强了，甚至可以产生倒缩。

更为重要的是干缩变形严重，其硬化过程中产生的物质，不能够耐受硫酸等的腐蚀。

熟料中C3A影响混凝土性能是众所公认的。

由于C3A对熟料混凝土水化影响很大，因此成为混凝土施工中一项重要的内容。

首先是它可以提高混凝土早期强度，并且能够产生很高的水化热，导致裂缝的出现，影响混凝土的质量；其次C3A还可产生干缩变形，降低混凝土抗硫酸腐蚀的性能。

施工前联系水泥厂家提供的C3A含量不同的水泥分别制作500ˑ500ˑ500混凝土立方体试验块，埋设测温元件，在（20ʃ2）ħ养护条件下进行温度对比试验，结果见表1。

由此可见，降低水泥熟料中C3A的含量有利于降低混凝土温度，因此我们积极和水泥厂取得联系，控制C3A含量，其含量不大于8%。

表1C3A不同含量时试块芯部温度对比试验结果
序号C3A含量/%12h时芯部温度/ħ24h时芯部温度/ħ48h时芯部温度/ħ110．037．346．234．1
28．035．644．933．7
36．034．242．733．5
2尽量提高箱梁混凝土配合比中掺合料的比例在铁路箱梁混凝土配合比中需要科学选择掺合料，掺合料的选择对混凝土质量影响极大。

混凝土配合比中掺合料的选定必须充分考虑到混凝土设计强度、弹性模量以及混凝土运输和泵送时的坍落度损失等因素，混凝土收缩徐变对箱梁质量也会有很大的影响。

通常我们选择掺粉煤灰、矿粉，发挥其影响混凝土水化热温度及应力的影响作用。

使用掺合料的目的非常清楚，一方面是从技术角度考虑的，可以提高箱梁混凝土和易性，另一方面是从成本降低方面考虑的，可以减少水泥用量。

常用的有粉煤灰、矿粉，利用这两种材料作为掺合料，做好掺配比，不仅仅是降低成本，更可以增加混凝土的密实度。

在保证混凝土张拉强度的前提下，尽量提高箱梁混凝土配合比中掺合料的比例，这样有利于混凝土温度的控制。

我们做了一项试验，对混凝土进行掺粉煤灰和不掺粉煤灰的对比试验。

具体数据见表2。

表2掺粉煤灰对混凝土水化热温度影响
项目7d累计水化热/J·g－1最大温差/ħ/出现时间/d 不掺粉煤灰287．518．7/2
掺15%粉煤灰232．916．5/4
由表2我们可以看出，掺15%粉煤灰的水化热温差比不掺粉煤灰有所降低，掺粉煤灰可有效降低混凝土的水化热温度、改善混凝土的拌合物性能。

进行配比选定时，也要重视粗骨料的选定，粗骨料对混凝土强度有较大影响，粗骨料级配良、粒径好，可以节约水泥的用量，使施工成本降低，而水泥砂浆用量减少，水化热也就随之减小，温度就能很好的控制，减少箱梁构件的裂缝产生。

3箱梁混凝土温度控制的措施与方法
施工中温度的控制，应该根据施工项目所在地的气候条件来定，冬季和夏季气温不同，因此施工中温度控制也不同。

3．1夏季箱梁混凝土温度控制措施
夏季施工后应隔热，防止混凝土产生过大的温差应力。

1）应该从拌合站开始，这个环节的温度控制很关键，首先拌合站的集料仓，应该有棚户设施，遮阳、防雨，另外拌合站还要配备降温的加冰储水箱，材料的存储要及时降温，可以洒水、遮阳，
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SHANXI ARCHITECTURE
Vol．38No．34
Dec．2012
从而降低材料储存罐的温度。

2）做好拌合时的质量控制，主要是
拌合时要控制用水的温度，
水中加冰块，使水温控制在5ħ 10ħ，另外控制混凝土搅拌时间，使其大于120s 。

3）拌合好的混
凝土要进行运输和浇筑，浇筑的顺序是质量保证的基础。

由于混凝土方量大，一般浇筑时要采取泵送方式，按照先从底板开始，然
后腹板，
最后浇筑顶板的浇筑顺序进行施工，这样可以保证浇筑质量。

同时根据施工地区的气候条件，选择恰当的施工时间，一
般选择日落后开始，
在第二天太阳出来前完成，避免白天的高温。

混凝土入模温度不能高于30ħ，采取措施，保证入模温度。

浇筑
速度均匀控制，避免浇筑过快导致内部温度升高的情况出现。

4）
混凝土浇筑完毕后，及时对梁体覆盖土工布并洒水养护，及时吊装梁体遮阳棚架。

3．2冬季施工的蒸汽养护措施
冬季施工后要保温，防止混凝土产生过大的温差应力。

养护温度高，混凝土的水化速度就快，这样使混凝土初期能够形成很高的强度，
但是，不是初期水化速度越快越好。

太快了，容易导致水化物分布不均匀，
过分稠密地区，就是弱点所在区域。

结果是强度不高，特别是整体强度，对后期的强度形成不利。

周围环境
的温度和湿度对水泥强度的形成都有很大的作用。

冬季施工一般都采用蒸汽养护。

表3
混凝土蒸汽养护过程温度的控制及温度记录
通道号12345678910
安装位置梁体底板芯部1梁体底板芯部2梁体腹板芯部1梁体腹板芯部2梁体表层梁体箱内1梁体箱内2梁体箱外1梁体箱外2环境温度（棚内蒸汽温度）
最大值55．2556．5055．2555．2548．2553．0050．2540．0040．5025．75最小值
42．0042．5042．5043．5036．5040．2538．2527．5028．0020．00浇筑后0．5h
44．2545．0044．0043．5036．5040．2538．7527．5028．0021．001．0h 44．5045．2544．2543．7536．7540．5039．0027．7528．2521．002．0h 45．0045．7544．7544．2537．2541．0039．5028．2528．7521．253．0h 45．5046．2545．2544．7537．7541．5040．0028．7529．2521．504．0h 46．0046．7545．7545．2538．2542．0040．5029．2529．7522．005．0h 46．5047．2546．2545．7538．7542．5041．0029．7530．2522．256．0h 47．0047．7546．7546．2539．2543．0041．5030．2530．7522．757．0h 47．5048．2547．2546．7539．7543．5042．0030．7531．2523．008．0h 48．0048．7547．7547．2540．2544．0042．5031．2531．7523．259．0h 48．5049．2548．2547．7540．7544．5043．0031．7532．2523．5010．0h 49．0049．7548．7548．2541．2545．0043．5032．2532．7523．7511．0h 49．5050．2549．2548．7541．7545．5044．0032．7533．2523．5012．0h 50．0050．7549．7549．2542．2546．0044．5033．2533．7523．5013．0h 50．5051．2550．2549．7542．7546．5045．0033．7534．2523．2514．0h 51．0051．7550．7550．2543．2547．0045．5034．2534．7522．7515．0h 51．5052．2551．2550．7543．7547．5046．0034．7535．2522．0016．0h 52．0052．7551．7551．2544．2548．0046．5035．2535．7521．5017．0h 52．5053．2552．2551．7544．7548．5047．0035．7536．2521．0018．0h 53．0053．7552．7552．2545．2549．0047．5036．2536．7521．0019．0h 53．5054．2553．2552．7545．7549．5048．0036．7537．2521．2520．0h 54．0054．7553．7553．2546．2550．0048．5037．2537．7521．5021．0h 54．5055．2554．2553．7546．7550．5049．0037．7538．2522．2522．0h 55．0055．7554．7554．2547．2551．0049．5038．2538．7522．2523．0h 55．2556．2555．2554．7547．7551．5050．0038．7539．2522．7524．0h 54．5056．2554．7555．2548．2552．0050．0039．2539．7523．0025．0h 53．7555．5054．0054．7547．7552．5049．5039．7540．2523．5026．0h 53．0055．0053．5054．2547．2553．0049．0039．7540．2523．7527．0h 52．5054．2552．7553．7546．7552．5048．5039．2539．7524．0028．0h 51．7553．5052．2553．2546．2552．0048．0038．7539．2524．5029．0h 51．2552．7551．7552．7545．7551．5047．5038．2538．7524．7530．0h 50．7552．0051．2552．2545．2551．0047．0037．7538．2525．0031．0h 50．2551．2550．7551．7544．7550．5046．5037．2537．7525．5032．0h 49．7550．5050．2551．2544．2550．0046．0036．7537．2525．5033．0h 49．2549．7549．7550．7543．7549．5045．5036．2536．7525．7534．0h 48．7549．2549．2550．2543．2549．0045．0035．7536．2525．5035．0h 48．2548．7548．7549．7542．7548．5044．5035．2535．7525．2536．0h 47．7548．2548．2549．2542．2548．0044．0034．7535．2525．0037．0h 47．2547．7547．7548．7541．7547．5043．5034．2534．7524．7538．0h 46．7547．2547．2548．2541．2547．0043．0033．7534．2524．5039．0h 46．2546．7546．7547．7540．7546．5042．5033．2533．7523．7540．0h 45．7546．2546．2547．2540．2546．0042．0032．7533．2523．0041．0h 45．2545．7545．7546．7539．7545．5041．5032．2532．7523．0042．0h 44．7545．2545．2546．2539．2545．0041．0031．7532．2522．7543．0h 44．2544．7544．7545．7538．7544．5040．5031．2531．7523．0044．0h 43．7544．2544．2545．2538．2544．0040．0030．7531．2523．0045．0h 43．2543．7543．7544．7537．7543．5039．5030．2530．7523．0046．0h 42．7543．2543．2544．2537．2543．0039．0029．7530．2523．2547．0h
42．25
42．75
42．75
43．75
36．75
42．50
38．50
29．25
29．75
23．50
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691·第38卷第34期2012年12月
山西建筑
文章编号：1009-6825（2012）34-0197-03
高速铁路隧道椭圆帽檐斜切式洞门修建技术
收稿日期：2012-09-25
作者简介：陈文（1983-），男，工程师陈文
（广铁集团厦深铁路广东有限公司，广东深圳518000）
摘要：依托厦深高铁双鹰顶隧道椭圆帽檐斜切式洞门施工修建情况，分别从施工工艺流程、作业要点、注意事项、质量控制、劳力及机具组织、质量安全控制措施、技术效果等方面进行了阐述，为今后同类工程施工积累经验，并具备一定的借鉴意义。

关键词：高速铁路隧道，洞门施工，修建技术
中图分类号：U459．1文献标识码：A
1概述
普速铁路隧道洞门有端墙式、柱式、翼墙式、耳墙式、台阶式等
结构形式，其组成始终未脱离端墙、翼墙等挡土结构。

随着人们环
保意识的提高和隧道施工技术的进步，特别是随着高速铁路的修
建，洞门设计既要满足结构安全稳定、环保美观的要求，又要满足减
缓微气压波影响的要求，帽檐斜切式洞门结构就成为主导的洞门
形式。

本文依托厦深高铁双鹰顶隧道椭圆帽檐斜切式洞门施工修
建情况，分别从施工工艺流程、作业要点、注意事项、质量控制、劳力
及机具组织、质量安全控制措施、技术效果等方面进行阐述，为今后
同类工程施工积累经验，具备一定的指导借鉴作用（见图1）。

图1成型实物图2施工工艺流程
高速铁路隧道椭圆帽檐斜切式洞门施工工艺流程见图2。

明洞施工
斜切段衬砌台车定位、钢筋绑扎
安装外模和斜切面模板
浇筑斜切段混凝土
安装帽檐内模、绑扎钢筋
安装帽檐外模
安装帽檐端模
浇筑帽檐混凝土
帽檐模板加工
图2椭圆帽檐斜切式洞口施工工艺流程
3施工作业要点
3．1明洞施工
双鹰顶明洞施工长度9．16m，内模利用液压衬砌台车，外模及端模采用木模。

明洞施工主要考虑以下几个问题
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
：
混凝土蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。

静停期间应保持棚温不低于5ħ，灌注完4h后方可升温，升温速度不得大于10ħ/h，恒温养护期间蒸汽温度不宜超过45ħ，混凝土芯部温度不宜超过60ħ，最大不得超过65ħ；降温速度不得大于10ħ/h。

从表3可见，要想控制好混凝土温度及内部温度，首先要控制好棚内蒸汽的温度，一般控制在20ħ 26ħ，才能保证混凝土芯部温度不宜超过60ħ，最大不得超过65ħ。

4结语
铁路施工中大体积箱梁混凝土温度的控制，必须控制好以下几个要点：1）控制好水泥中C3A的含量。

2）保证混凝土张拉强度的前提下，箱梁混凝土配合比中选择合理的掺合料比例。

3）混凝土施工中控制好原材料的温度、混凝土的入模温度。

4）混凝土养护过程中，特别是蒸汽养护中，重点监控棚内、箱内的蒸汽温度，从而保证混凝土芯部温度不宜超过60ħ，最大不得超过65ħ。

参考文献：
［1］李杰，王根会，张克华．厚壁混凝土箱梁施工过程中的温度应力分析研究［J］．兰州交通大学学报，2006（3）：5-6．［2］秦观，魏颂，王志国．混凝土箱梁蒸养温度场及温度应力有限元分析［J］．中国港湾建设，2010（1）：89-92．
［3］朱德玉，光同文，秦鸿根，等．箱梁高性能粉煤灰混凝土的配制技术与性能研究［J］．中外公路，2009（3）：11-13．
［4］铁科技［2004］120号，客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件［Z］．
The large volume concrete box girder temperature control key points of high speed railway
GONG Zhan-meng
（Fourth Engineering Company，China Railway Twelve Bureau Group，Xi’an710021，China）
Abstract：The concrete box girder temperature control played a vital role to box beam quality，this paper focused introduced to effectively control C
3
A content in cement clinker，reasonably selected admixture proportion of concrete ratio，the monitoring of raw material temperature，concrete stable and temperature control of steam curing in construction process and other key points，through the temperature control，ensured the box gird-er construction quality．
Key words：large volume box beam，C
3A，admixture，construction monitoring，steam curing
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Vol．38No．34
Dec．2012。