[發(fā)明專利]一種箱梁合龍段混凝土的水冷卻施工裝置及溫度控制方法

在審

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• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107663833A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘旦光;程業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種箱梁合龍段混凝土的水冷卻施工裝置及溫度控制方法。

背景技術(shù)

混凝土在水化熱溫度場作用下容易產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，混凝土的溫度作用是產(chǎn)生早期裂縫的主要原因。對于大體積混凝土，《大體積混凝土施工規(guī)范》GB-50496-2009中第3.0.4條提出混凝土的溫度控制應(yīng)該滿足以下要求：混凝土的溫升值不宜大于50℃；混凝土澆注體的內(nèi)外溫差不宜大于25℃；混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于20℃。

雖然懸臂法施工的箱型橋梁的合龍段混凝土的最小幾何尺寸小于1m，尚未達(dá)到大體積混凝土的規(guī)定，但是，混凝土的水化熱引起的溫度變化導(dǎo)致合龍段橫隔板和上翼板產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響橋梁的耐久性。為了減少及消除合龍段混凝土的開裂，應(yīng)當(dāng)對混凝土進(jìn)行溫度控制。因此，在本領(lǐng)域中，需要一種能有效控制合龍段的溫度應(yīng)力施工方法，以減少合龍段混凝土的裂紋。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決箱梁合龍段施工時(shí)的裂紋控制問題，提供一種箱梁合龍段混凝土的水冷卻施工裝置及溫度控制方法。

該裝置包括人孔、中腹板、邊腹板、橫隔板、合龍段上翼板、合龍段下翼板、冷卻水管、入水口、出水口、內(nèi)部混凝土溫度傳感器、表面混凝土溫度傳感器、入水口溫度傳感器、出水口溫度傳感器；冷卻水管沿中腹板、邊腹板、合龍段上翼板和合龍段下翼板布置，冷卻水管為一個(gè)通路；在合龍段混凝土內(nèi)部設(shè)置內(nèi)部混凝土溫度傳感器，在合龍段表面設(shè)置表面混凝土溫度傳感器，在冷卻水管的入水口處設(shè)置入水口溫度傳感器，在冷卻水管的出水口處設(shè)置出水口溫度傳感器。

其中，冷卻水管為鋼管，直徑為φ30-φ50mm。

內(nèi)部混凝土溫度傳感器、表面混凝土溫度傳感器、入水口溫度傳感器和出水口溫度傳感器的采樣頻率均不大于10min/次。

人孔上方橫隔板的人孔上沿和合龍段上翼板之間的中點(diǎn)布置冷卻水管；中腹板兩側(cè)的橫隔板中布置冷卻水管；在邊腹板中及邊腹板與橫隔板交接處布置冷卻水管；在合龍段上翼板與合龍段下翼板中布置冷卻水管。

采用該裝置的溫度控制方法，包括如下步驟：

S1：在跨中橫隔板中布置冷卻水管，冷卻水管沿中腹板、邊腹板、合龍段上翼板和合龍段下翼板布置，并連接為一個(gè)通路；

S2：在合龍段內(nèi)部和表面混凝土、冷卻水管入水口和冷卻水管出水口中分別安裝內(nèi)部混凝土溫度傳感器、表面混凝土溫度傳感器、入水口溫度傳感器和出水口溫度傳感器；

S3：在合龍段混凝土澆筑完成后，開始通水冷卻，通水流量不小于1L/s，且冷卻水管的出水口與入水口定期進(jìn)行交換；

S4：當(dāng)合龍段混凝土水化熱溫度峰值過后，內(nèi)部混凝土溫度與表面混凝土溫度之差為20℃～22℃時(shí)停止通水。

S2中溫度傳感器至少4個(gè)：中腹板兩側(cè)冷卻水管的中點(diǎn)的內(nèi)部混凝土溫度傳感器、上翼板上表面和冷卻水管的中點(diǎn)的表面混凝土溫度傳感器、入水口與出水口的溫度傳感器。

S3中，冷卻水可直接取河水；當(dāng)入水口與出水口水溫溫差達(dá)到5℃時(shí)交換入水口與出水口，或通水不大于1小時(shí)定時(shí)進(jìn)行交換。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述方案中，通過冷卻水管，降低合龍段橫隔板、腹板和上下翼板的溫差，以及混凝土與環(huán)境溫度之差，防止合龍段混凝土由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋，提高施工質(zhì)量，且施工方法簡單，易于操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的箱梁合龍段混凝土的水冷卻施工裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中人孔截面處剖面圖，即A-A剖面圖；

圖3為圖1中腹板處剖面圖，即B-B剖面圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的混凝土溫度曲線；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的混凝土內(nèi)外溫差曲線。

其中：1-合龍段上翼板；2-合龍段下翼板；3-人孔；4-中腹板；5-橫隔板；6-冷卻水管；7-入水口；8-出水口；9-內(nèi)部混凝土溫度傳感器；10-表面混凝土溫度傳感器；11-入水口溫度傳感器；12-出水口溫度傳感器；13-邊腹板；21-既有混凝土。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明針對現(xiàn)有的箱梁合龍段施工時(shí)的裂紋控制問題，提供一種箱梁合龍段混凝土的水冷卻施工裝置及溫度控制方法。