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摘要:本文通过某大桥大体积混凝土墩身施工，采取对原材料控制、降低水化热、增加墩身钢筋、布置降温管等措施做好混凝土的保温养护，并介绍了墩身防止裂纹的有效控制措施，对同类施工具有较高的借鉴价值。
关键词:混凝土墩柱裂缝控制
1引言
在桥梁施工过程中，大体积混凝土裂缝经常出现，主要原因是在水泥水化作用下所释放出的热量致使混凝土内部温度逐渐升高，而产生的水化热量又不易传导出去，造成混凝土内外较大的温度差异，且混凝土初期的抗拉强度又比较低，弹性模量小等综合因素共同作用下导致了混凝土开裂。裂纹产生后会影响桥梁结构的整体性和耐久性能，不能保证桥梁结构安全性能，从而引发一些工程事故。本文针对大体积混凝土桥梁墩柱裂缝，制定了科学有效的技术措施处理，加强对原材料控制、降低混凝土水化热、增加墩身防裂网钢筋、布置降温管、混凝土保温养护等具体措施，避免了桥梁墩身混凝土的开裂及保证整个工程的质量具有重要的借鉴意义。
2工程概况
2.1主桥概况
某大桥主桥4个引桥墩位位于河槽岸边，其中最大承台尺寸为26.75m（横桥向）×17.25m（顺桥向）×3.6m（厚度）；加台尺寸为18.9m（横桥向）×9m（顺桥向）×2.5m（厚度）；承台下设24根Φ1.8m长度82米钻孔灌注桩；墩身尺寸为13.5m（横桥向）×6m（顺桥向）×14m（高度）；托盘高度2m；台帽高度2.95m，单个墩身混凝土方量1025m3。
2.2水文地质
桥墩地质主要是赋存于第四系冲积、海陆交互沉积的粉质粘土、粉土，地下水为第四系潜水，主要赋存于第四系冲积、海陆交互沉积的粉质粘土、粉土中约为10～15m左右，黄河伏秋大汛期为6～8月份进入雨季，凌期为每年12月～次年2月份，且为最低水位期，本工程选择在冬期施工，靠近岸边一侧没有冰、水影响，为本桥墩身工程提供了有利的施工平台。就本桥墩身施工为例，从施工管理方面和工程技术角度采取了相应的措施，控制裂缝的发生。
3施工人员与材料组织
桥梁墩身属大体积混凝土的施工，为了保证施工过程的连续性，确保混凝土浇筑质量，在混凝土施工前，项目部技术负责人根据批准的施工方案向有关技术、施工人员针对人、机、料、法等进行安全技术交底，签字并备案，并进行周密的现场安排布置。
3.1人员组织
墩身混凝土方量大，浇注时间长，为防止出现因连续作业施工，工作人员劳累而造成工作质量下滑的情况，项目部划分了施工人员作业值班表，施工过程中由三班操作人员交替施工，保证工人轮班上岗作业，确保现场每一作业时间段内都有主要施工负责人进行现场施工管理和技术指导。
3.2材料组织
根据现场施工组织实际情况，墩身施工所需要原材料按计划使用量运送至混凝土拌和站和钢筋加工场地，并保证有一定的富余。特别是石子，严格控制其含泥量，符合国家标准，水泥、粉煤灰等由物资部门提前与生产厂家联系保证施工中有充足的供应，经检验合格后，方可投入使用。
4实际施工情况
4.1模板施工
墩身模板采用定型钢模板，面板厚度δ=8mm，背面竖肋使用[10槽钢，横龙骨使用双拼[16，拉筋采用M30拉栓，间距0.7m×1.15m。采用5节高度2米和5节高度1米的钢模板进行拼接，模板进行了试拼，模板与混凝土接触表面清除干净、平整，均匀涂刷脱模剂，模板间接缝严密，用橡胶条填塞，防止渗漏混凝土浆液。
4.2钢筋施工
（1）增设防裂钢筋
3#墩身钢筋原设计为一层钢筋网，竖向主筋采用Φ25钢筋，水平方向箍筋采用Φ16钢筋，主筋间距17cm，箍筋间距从承台向上5m范围间距为10cm，高于5m部分墩身箍筋间距为10cm。
在现场实际施工过程中，Φ16箍筋间距统一调整为10cm，并且在原设计钢筋的基础上距离主筋内侧30cm位置增加一层钢筋网，竖向主筋采用Φ16，水平方向箍筋为Φ12的钢筋，主筋伸入承台3m，伸入托盘2m，主筋间距17cm，水平箍筋间距10cm。
图2主墩桥墩钢筋图
（2）增设防裂钢丝网
在墩身主筋外侧增设一层钢丝网片，钢丝网片采用冷轧钢丝焊网，钢丝直径为4mm，网格间距为5cm，钢丝网片布置在整个墩身范围，包含圆弧段和托盘范围以内，钢丝网与墩身钢筋进行绑扎，钢丝网片留有3cm的保护层。
图3防裂钢筋示意图
4.3降温管布置
3#墩身共布置三排冷却管，进出口设置在墩身两侧，冷却管直径采用φ50mm钢管，壁厚3.5mm。冷却管横向间距1m，纵向间距1.5m,第一、三排距离墩身外侧边缘距离为1.5m，第二排距离第一排距离为1.5m。进出口位置伸出墩身20cm，用作外接水管。桥梁墩身混凝土浇筑之前先进行降温管通水试验，确保降温管不漏水。
图4降温管布置示意图
4.4测温线布置
根据降温管的布置形式，在墩身1/4范围内布置测温线横桥向布置6根，顺桥向布置2根，斜向布置3根，长度分别为5m、4m、3m、2m、1m，间隔布置，当该区域的混凝土浇筑完成后开始观测混凝土内部温度，每3h观测一次，在施工现场放置测温原始记录表，认真填写记录，并签字确认。
4.5混凝土施工
（1）浇筑前的准备工作
墩身混凝土施工过程中不断的优化配合比，严把原材料的进场质量关；采用普通硅酸盐水泥，优化配合比，减少水泥用量，添加粉煤灰，水化热明显降低；施工中严格控制粗细骨料进场质量，压碎值、含泥量、针片状颗粒等符合规范指标。
（2）混凝土搅拌控制
拌合站投入两座HL90S拌和机同时拌合，混凝土在拌和过程中严格控制搅拌时间不小于120s，确保混凝土搅拌均匀。混凝土在出站前，严格控制坍落度在160～200mm之间，确保混凝土有较好的和易性及流动性，避免出现泌水、泌浆现象。施工期间为冬季，拌合站采用热水拌合混凝土，热水温度通过热工计算控制，控制拌合站混凝土出机温度控制在11~13℃。
（3）混凝土浇筑过程中的控制
混凝土浇筑前提前查询当地天气预报，选择在相对温度较高的日期开始浇筑混凝土，共计浇筑时间为22小时。
墩身施工采用汽车泵配合串筒施工，墩身配置2套串筒。串筒用吊车进行移动，每个区全断面一次浇注完成,分层厚度不大于30cm。
混凝土的浇注分为4个区进行，每个区按分层厚度全断面一次推进完成。砼浇注时按每30cm一层，从左向右顺序浇注，在下层砼初凝前完成上层砼浇筑。浇注过程中每个作业区配备三条插入式振动棒，备用两条插入式振动棒，保证振捣质量。混凝土振捣时间控制11s~16s，不再冒气泡，表面平坦泛浆为止。振动时振动棒距模板不小于10cm。浇筑过程中实时观测混凝土的入模温度，现场实测入模温度为8~11℃，为降低混凝土后期的芯部温度提供了可靠的参考。
4.6混凝土的降温养护措施
冬期施工混凝土养护采用搭设暖棚，模板外侧采用塑料布和棉被包裹，并且在暖棚内放置6个火炉，保证墩身外侧温度和环境温度之差不大于25摄氏度。
当混凝土浇筑至降温管位置时，开始进行通水，在通水过程中，要控制好水温，随时观测混凝土内部温度，确保进水温度和混凝土内部温度差控制在25摄氏度以内。
在降低水化热过程中，若实测混凝土内部温度与进水口水温差大于25℃时，加大水流量或调整水温度，若水温比混凝土内部混凝土温度低的多，则用加热管对循环水进行加热处理，本工程实际通水时间12天。
自施工开始项目部安排专人进行测温，及时调整水温，并做好详细记录，为下一次施工积累数据并验证理论计算的准确性。
图6混凝土养护示意图
图7混凝土内部各处温度记录图
4.7模板拆模时间选择
根据实测模板表面温度，适当的选择一个相对高温的天气进行拆模。拆除过程中注意对混凝土成品的保护，特别是混凝土的边角部位。从混凝土浇筑完成至拆模共计22天。
5总结
通过某大桥墩柱施工，对进场原材料严格控制，优化配合比，降低水化热，在桥梁墩身内部采取增加冷却管、钢筋网片的措施，外部通过棉被保温，火炉增温等技术措施使裂纹基本消除，保证了桥梁墩身的质量，得到了良好的施工及质量效果。为类似大体积水中墩柱施工积累了宝贵的经验。
参考文献:
[1]?铁路桥涵地基和基础设计规范?(TB10002.5-2005)中国铁道出版社;
[2]?客货共线铁路桥涵工程施工技术指南?（TZ203-2008）中国铁道出版社;
[3]?铁路混凝土工程施工质量验收标准?（TB10424-2010）中国铁道出版社;