大体积混凝土施工专项方案-三项目部.doc

新建青岛至荣成城际铁路工程 QRZH-标段 大体积混凝土施工专项方案大体积混凝土施工专项方案 （DK133+185DK168+900DK133+185DK168+900） 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 二二一一年十一月一一年十一月 新建青岛至荣成城际铁路工程 QRZH-标段 大体积混凝土施工专项方案大体积混凝土施工专项方案 （DK133+185DK168+900DK133+185DK168+900） 编制： 复核： 审核： 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 二一一年 十一 月 - 1 - 目录目录 第一章、编制依据第一章、编制依据.1 第二章、工程概况第二章、工程概况.2 2.1、工程概况2 2.2、气象资料2 第三章、墩身模板及脚手架验算第三章、墩身模板及脚手架验算.3 3.1、墩身脚手架验算3 3.2、墩身模板验算12 3.3、承台模板验算16 第四章、混凝土结构温度应力及收缩应力计算第四章、混凝土结构温度应力及收缩应力计算.24 4.1、混凝土绝热温升值计算24 4.2、各龄期混凝土收缩值的当量温差值计算25 4.3、各龄期混凝土弹性模量值计算26 4.4、混凝土的温度收缩应力值计算26 4.5、混凝土抗拉强度值及控制温度裂缝的条件计算28 4.6、混凝土的实际温升计算29 4.7、混凝土表面温度计算29 第五章、施工测温监控第五章、施工测温监控.31 5.1、施工测温范围31 5.2、测温方法31 - 2 - 5.3、混凝土养护测温孔布置31 5.4、测温频率36 5.5、测温管理工作36 第六章、混凝土施工技术措施第六章、混凝土施工技术措施.38 6.1、混凝土原材料的选择38 6.2、混凝土配合比设计38 6.3、混凝土拌和生产39 6.4、混凝土运输施工41 6.5、混凝土浇筑施工43 6.6、模板拆除施工46 6.7、混凝土养护施工47 第七章、特殊气候的条件下施工措施及施工计划安排第七章、特殊气候的条件下施工措施及施工计划安排.49 7.1、雨季施工49 7.2、夏季施工49 7.3、冬期施工50 第八章、主要应急保障措施第八章、主要应急保障措施.52 8.1、成立应急组织机构52 8.2、主要施工应急措施52 第九章、安全保证措施第九章、安全保证措施.54 9.1、安全目标54 9.2、安全生产领导小组54 - 3 - 9.3、安全施工措施54 第十章、施工环境保护、水土保持措施第十章、施工环境保护、水土保持措施.58 10.1、环境保护目标58 10.2、施工环境保护、水土保持措施58 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 1 第一章、编制依据第一章、编制依据 根据本合同段的地质情况和工程设计施工图，参考相关国家及铁道部 现行施工规范、工程质量检验评定标准、试验规程、安全规程，批准实施 的施工组织设计，相应的法律和法规以及铁道部、路局、青荣建设指挥部、 设计院、监理站、总公司下发的各类管理文件。 铁路混凝土工程施工技术指南 铁建设2010241 号 铁路混凝土工程施工质量验收标准 TB10424- 2010 高速铁路桥涵工程施工技术指南 铁建设2010241 号 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准 TB10572- 2010 铁路桥涵工程施工安全技术规程 TB10302-2009 号 大体积混凝土施工规范 GB50496- 2009 建筑施工计算手册 根据铁路混凝土工程施工技术指南要求，大体积混凝土主要指混 凝土结构实体最小几何尺寸不小于 1m，或预计会因混凝土中水泥水化引起 的温度变化和收缩导致有害裂缝产生的混凝土。我部所施工的承台高度与 墩台身厚度尺寸均大于等于 2m，故现场承台、墩台身混凝土施工均按大体 积混凝土施工规范要求施工。 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 2 第二章、工程概况第二章、工程概况 2.12.1、工程概况、工程概况 本管段里程范围为 DK133+185 至 DK168+900，全长 35.715km，主 要工程内容有： （1）桥梁:29 座，累计长度为 19.49km，主要工程量有钻孔桩 5000 根，承台 526 个，明挖基础 100 个，墩台 626 个； （2）涵洞 48 座； （3）路基 16.225km，其中站场两个，为海阳北站和桃村北站； （4）附属工程：边坡防护、电缆沟、接触网立柱等。 2.22.2、气象资料、气象资料 本区属暖温带亚湿润季风气候区按铁路气候分区为温暖地区，受海洋 气候的影响，冬季严寒干燥，夏季温热潮湿，降水集中于夏秋。现将青岛、 烟台、威海、荣成四城市在 1990-2010 年主要气象要素分列如下： 表表 1.2-11.2-1 主要气象要素表主要气象要素表 项 目青岛烟台威海荣成 历年年平均气温12.312.512.111.1 历年极端最高气温35.438.038.434.9 历年极端最低气温-15.5-12.8-13.8-15.3 历年最冷月平均气温-0.6-1.1-1.0-2.3 历年平均降水量 mm757769.0764805 历年平均相对湿度%72646874 土壤最大冻结深度 cm48464726 累年最大风速 ms19171616.6 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 3 项 目青岛烟台威海荣成 最大积雪深度 cm12272018 历年年平均蒸发量 mm1430.11902.82008.61526.1 累年平均风速 ms5.24.35.74.0 累年最多风向SSEC、SSW、SWNW，NNWNW，NNW 第三章、墩身模板及脚手架验算第三章、墩身模板及脚手架验算 3.13.1、墩身脚手架验算、墩身脚手架验算 3.1.1、脚手架计算参数 1 1、脚手架参数、脚手架参数 （1）、双排脚手架搭设高度为 20.0 米，立杆采用单立管； （2）、搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50 米，立杆的横距为 1.05 米， 大小横杆的步距为 1.80 米； （3）、内排架距离墙长度为 0.60 米； （4）、大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 根； （5）、脚手架沿墙纵向长度为 10 米； （6）、采用的钢管类型为 483.5； （7）、横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为 0.80。 2 2、活荷载参数、活荷载参数 施工均布活荷载标准值：3.0 kN/m2；脚手架用途：结构脚手架；同时 施工层数：2 层。 3 3、风荷载参数、风荷载参数 （1）、本工程地处山东省烟台市，基本风压为 0.3 kN/m2； （2）、风荷载高度变化系数 z为 0.84，风荷载体型系数 s为 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 4 0.65，脚手架计算中考虑风荷载作用。 4 4、静荷载参数、静荷载参数 （1）、每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2)：0.1248； （2）、脚手板自重标准值(kN/m2)：0.350； （3）、栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2)：0.110； （4）、安全设施与安全网(kN/m2)：0.005； （5）、脚手板铺设层数：4； （6）、脚手板类别：竹串片脚手板； （7）、栏杆挡板类别：栏杆； （8）、每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2)：0.038。 3.1.2、大横杆的计算 1 1、均布荷载值计算、均布荷载值计算 大横杆的自重标准值：P1=0.038 kN/m ； 脚手板的自重标准值：P2=0.3501.050/(2+1)=0.123 kN/m ； 活荷载标准值： Q=3.0001.050/(2+1)=1.050 kN/m； 静荷载的设计值：q1=1.20.038+1.50.123=0.23kN/m； 活荷载的设计值： q2=1.41.050=1.470 kN/m； 图图3.1.2-13.1.2-1 大横杆设计荷载组合简图大横杆设计荷载组合简图( (跨中最大弯矩和跨中最大挠度跨中最大弯矩和跨中最大挠度) ) 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 5 图图3.1.2-23.1.2-2 大横杆设计荷载组合简图大横杆设计荷载组合简图( (支座最大弯矩支座最大弯矩) ) 2 2、强度验算、强度验算 跨中和支座最大弯距分别按图 3.1-1、图 3.1-2 组合。 跨中最大弯距计算公式如下： 跨中最大弯距为 M1max=0.080.231.5002+0.101.4701.5002 =0.372kN.m； 支座最大弯距计算公式如下： 支座最大弯距为 M2max= -0.100.231.5002-0.1171.4701.5002 =-0.439 kN.m； 选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.372106,0.439106)/5080.0=86.417 N/mm2； 大横杆的最大弯曲应力为 = 86.417 N/mm2 小于大横杆的抗压强度 设计值f=205.0 N/mm2，满足要求！ 3 3、挠度验算、挠度验算 最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。 计算公式如下： 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 6 其中： 静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.123=0.161 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.050 kN/m； 最大挠度计算值为： V= 0.6770.1611500.04/(1002.06105121900.0)+0.9901.05015 00.04/(1002.06105121900.0) = 2.314mm； 大横杆的最大挠度 2.314 mm 小于大横杆的最大容许挠度 1500.0/150 mm，满足要求！ 3.1.3、小横杆的计算 根据 JGJ130-2001 第 5.2.4 条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠 度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小 横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。 1 1、荷载值计算、荷载值计算 大横杆的自重标准值：p1= 0.0381.500 = 0.058kN； 脚手板的自重标准值：P2=0.3501.0501.500/(2+1)=0.184kN； 活荷载标准值：Q=3.0001.0501.500/(2+1) =1.575kN； 集中荷载的设计值: P=1.5(0.046+0.147)+1.41.26 =2.054 kN； 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 7 图图 3.1-33.1-3 小横杆计算简图小横杆计算简图 2 2、强度验算、强度验算 最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不 利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下： Mqmax = 1.50.0381.0502/8 = 0.008 kN.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下： Mpmax = 2.0541.050/3 =0.719 kN.m ； 最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.727 kN.m； 最大应力计算值 = M / W = 0.727106/5080.000=143.11N/mm2 ； 小横杆的最大应力计算值 =143.11N/mm2小于小横杆的抗压强度设 计值 205.000N/mm2，满足要求！ 3 3、挠度验算、挠度验算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不 利分配的挠度和小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下： Vqmax=50.0381050.04/(3842.060105121900.000) = 0.024 mm ； 大横杆传递荷载 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.184+1.575 = 1.816 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 8 kN； 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下: Vpmax = 1816.3501050.0(31050.02-41050.02/9 ) /(722.060105121900.0) = 2.972 mm； 最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.024+2.972 = 2.996 mm； 小横杆的最大挠度和 2.996 mm 小于小横杆的最大容许挠度 1050.000/150=7.000 与 10 mm，满足要求！ 3.1.4、扣件抗滑力的计算 按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座刘群主编， P96 页，双扣件承载力设计值取 16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数 0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为 12.80kN 。 纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算 (规范 5.2.5)： R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承载力设计值，取 12.80 kN； R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 大横杆的自重标准值：P1 = 0.0381.5002/2=0.057kN； 小横杆的自重标准值：P2 = 0.0381.050=0.040 kN； 脚手板的自重标准值： P3 = 0.3501.0501.500/2=0.221 kN； 活荷载标准值：Q = 3.0001.0501.500/2 =2.36 kN； 荷载的设计值：R=1.5(0.040+0.276)+1.42.363=3.782 kN； 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 9 R 12.80 kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 3.1.5、脚手架立杆荷载计算 作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包 括以下内容： 1、每米立杆承受的结构自重标准值(kN)，为 0.1248。 NG1 = 0.1248+(1.502/2+1.502)0.038/1.8020.00 = 4.396； 2、脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹串片脚手板，标准值为 0.35。 NG2= 0.35041.500(1.050+0.3)/2 = 1.418 kN； 3、栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、冲压钢脚手板挡 板，标准值为 0.11。 NG3 = 0.11041.500/2 = 0.33 kN； 4、吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50020.000 = 0.150 kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 =6.294 kN； 活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内 施工荷载总和的 1/2 取值。 经计算得到，活荷载标准值 NQ= 3.0001.0501.5002/2 = 4.725kN； 风荷载标准值按照以下公式计算 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 10 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)的规定采用： Wo = 0.30 kN/m2； Uz - 风荷载高度变化系数，按照建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)的规定采用： Uz= 0.840 ； Us - 风荷载体型系数：取值为 0.649； 经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.300.8400.649 = 0.114 kN/m2； 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.26.294+ 1.44.725= 14.169 kN； 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.26.294+ 0.851.44.725= 13.176 kN； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.8501.40.1141.5001.8002/10 = 0.066kN.m. 3.1.6、立杆的稳定性计算: 不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为： 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 11 立杆的轴向压力设计值 ：N =14.169kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm； 计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 表 5.3.3 得 ：k = 1.155 ； 计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表 5.3.3 得 ： = 1.500 ； 计算长度 ，由公式 lo = kh 确定 ：l0 = 3.119 m； 长细比 Lo/i = 197.000 ； 轴心受压立杆的稳定系数 ，由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：= 0.186 ； 立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； = 14169.000/(0.186489.000)=155.782N/mm2； 立杆稳定性计算 = 155.782N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！ 考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N =13.176 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm； 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 12 计算长度附加系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 表 5.3.3 得 ： k = 1.155 ； 计算长度系数参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范表 5.3.3 得 ： = 1.500 ； 计算长度 ，由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 3.119 m； 长细比： L0/i = 197.000 ； 轴心受压立杆的稳定系数 ，由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186 立杆净截面面积 ：A = 4.89 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； =13176.000/(0.186489.000)+66.000/5080.000 = 144.877 N/mm2； 立杆稳定性计算 =144.877 N/mm2 小于立杆的抗压强度设计值 f = 205.000 N/mm2，满足要求！ 3.23.2、墩身模板验算、墩身模板验算 3.2.1 模板设计构件规格及布置 模板面板为 6mm 厚钢板，竖肋为10#钢，水平间距为 300350mm，小 横肋为 6mm 厚钢板，高 80mm，竖向间距 500mm， 背带采用 228a，最大间 距为 1000mm，采用 25 精轧螺纹钢对拉螺栓，水平间距最大为 1000mm。 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 13 3.2.2 荷载分析 1、载荷： 砼的浇注速度为 V=2m/h，浇注温度 T=15，则初凝时间为 t0=200/（T+15）=7h，砼的密度 rc=24.5KN/m3。 最大侧压力 P1=0.22rc t012V1/2 =0.22*24.5*7*1*1.15*21/2=61.36KN/ 侧压力取 P=61.36 KN/ 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 14 震动产生的侧压力 P 振=4 KN/ 组合载荷： P=61.36*1.2*0.85+1.4*4*0.85=67.35 KN/ 取掉震动 P=61.36*1.2*0.85=62.59 KN/ 均布载荷q=67.35*1=67.35KN/m q=62.59*1=62.59KN/m 检算标准 强度要求满足钢结构设计规范； 结构表面外露的模板，挠度为模板结构跨度的 1/1000； 钢模板面板的变形为 1.5mm； 钢面板的钢楞、主梁的变形为 5.0mm。 3.2.3、承台模板刚度分析 1 1、面板的校核：、面板的校核： 取 1mm 宽面板，A=6 mm2，W=6 mm3，I=18 mm4，q=67000/1000/1000=0.067N/mm。 （1） 、强度计算 Mmax=kmoxqly2=0.081*0.067*3502=665N*M max =Mmax/xWx=665/1*6=111N*mm2215N*mm2 面板的强度满足要求 （2） 、挠度计算 按最不利情况 平模板宽度取 3800，边框竖肋位置 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 15 0，325，675，925，1375，1724，2075，2425，2775，3125，3475，3800 。 利用结构力学求解器得出第 1、10 单元有最大变形位移 1.1mm。第二 和第十竖肋有最大支反力=25.18N。 面板的刚度满足要求。 2 2、竖肋的校核：、竖肋的校核： 竖肋用10，支撑间距最大为 1000，其 I=198.3*10-8m4，W=39.7*10-6m3 弯矩 M= 8 2 ql = 8 0 . 1*10*18.25 23 =3148N.m 弯曲应力 =M/W= 6 10* 7 . 39 3148 =80MPa205 MPa 挠度 f = EI ql 384 5 4 = 45 4 10* 3 . 198*10*06 . 2 *384 1000*18.25*5 0.8mm1000/500=2.0mm 竖肋的强度和刚度满足要求。 围带的强度校核：围带采用 2-28a 28a 的截面积 S=4002mm2，I=4753*10-8 m4，W=340*10-6m3 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 16 q=67.5*1.0=67.5N/mm 弯矩 M= 8 2 ql = 8 5 . 2*10* 5 . 67 23 =52734N.m 弯曲应力 =M/W= 6 10*340*2 52734 =78MPa205 MPa 挠度 f = EI ql 384 5 4 = 89 43 10*4753*10*206*384*2 5 . 2*10* 5 . 67*5 =0.0018m=1.8mm2 横带的强度、刚度均满足要求 组合变形： 1.1+0.8+1.8=3.7mm，满足要求 3 3、连接螺栓的校核：、连接螺栓的校核： 模板用 M20 标准件连接 （1） 、横法兰部位 =PA=67*0.50.3=10KN M20 螺栓截面面积 A=245mm2 主要受剪: =x/=10103/245=41N/ mm2=125 N/mm2 故满足要求。 (2)、圆端与直段连接部位 拉力值 x67.351.02.0=423KN. M20 螺栓截面面积 A=245mm2 主要受拉: =x /=423103/216245=54N/mm2=215N/mm2,满足要 求。 4、对拉螺杆校核 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 17 对拉螺栓采用精轧螺纹钢 25，截面面积491mm2 x67.351.02.02=191KN. =x /=191103/491=389N/mm2=785N/mm2,远满足要求。 3.33.3、承台模板验算、承台模板验算 3.3.1、模板设计构件规格及布置 1、面板：6； 2、肋：8#槽钢，布置间距 300mm； 3、背楞：双 10#槽钢，取 2000mm 为计算单元； 4、边框：扁钢 10012。 图 3.3-1 承台模板组合设计（单位：mm） 3.3.2、荷载分析 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 18 1、计算假定 新浇筑混凝土初凝时间（h）取 t0=200/（20+15）5.71 (h)；混凝 土的浇筑速度 v=2.0m/h；取混凝土侧压力计算位置处，至新浇混凝土顶面 总高度为 2.05.71=11.4m；浇注速度控制为 2m/h，容重为 25KN/m3，坍 落度 1620cm，混凝土入模温度为 530，取平均值 20。 计算参数：混凝土的浇注速度为 2m/h； 混凝土的温度 T=20； 外加剂影响修正系数 1=1.2； 坍落度影响修正系数 2=1.15； 混凝土的湿重度 =25KN/M3； 混凝土的初凝时间 t0可按下式求得： t0=200/（T+15） 。 2、基本荷载 1）砼最大侧压力按如下浇筑条件： 水平侧压力标准值： F1=0.22200/（T+15） 12V1/2 =0.2225200/（20+15） 1.21.1521/2=61.3KN/M2 F2=vH =2511.4=285KN/M2 水平侧压力取值 F1=61.3KN/M2=0.061N/mm2 2）振捣砼荷载：=4KN/ 振 q 3、荷载组合 系数取值：k活 = 1.4 ， k恒 = 1.2 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 19 = k恒qmax+ k活 =1.261.3+1.44 侧计 q 振 q =79.2KN/ m2 =0.079N/mm2 3.3.3、承台模板刚度分析 1 1、面板分析、面板分析 （1） 、计算单元选取，在最大侧压力区选择 1mm 宽度分析： I面=5.4（ mm4） 3 1 4 12 w面=2.7（ mm3） 2 1 4 6 （2） 、受力简图：仅按平模分析基本为连续多跨，这里偏大按连续三 跨分析，L=300-48=252（48 为 10#槽钢宽度） 面 L=252L=252L=252 （3） 、强度分析 =0.079 N/mm2 线 q M面=0.1L2=0.10.0792522=501.7Nmm 线 q =M面/W面=501.7/2.7=188N/mm2=215mm/mm2 （4） 、刚度分析 =0.061 N/mm2 线 q = max V面 EI L 100 q677 . 0 4 线 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 20 =0.45(mm)=0.8mm 181006 . 2 100 252061 . 0 677 . 0 5 4 面 V 故面板刚度合格。 2 2、肋刚度分析（按两端悬臂单跨向支梁分析）、肋刚度分析（按两端悬臂单跨向支梁分析） （1） 、基本数据 对 8#槽钢 I肋=1.9886 mm4 W肋=3.96684 mm3 因背楞宽度为 b=258+35=151 L=1200b=1049 m=400=324.5 2 b （2） 、受力简图：按两端肋承载宽度=300+300/2=450mm 分析 =4500.061=27.5N/；=4500.079=35.6N/。 肋 q 肋 q （3） 、强度分析 肋下端为悬臂，最大弯距在下端支座处 M肋=)41 ( 8 2 2 2 l m lq 肋 ) 1049 5 . 324 41 ( 8 1049 6 . 35 2 22 =3022440Nmm 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 21 = M肋/W肋=3022440/3.966104=76.2 N/mm2 =215mm/mm2 （4） 、刚度分析 =0.32 1024 5 .324 5242=2.54 -1+62+33=-0.29 = 肋中 V 肋 肋 EI lq 384 )245( 24 = 65 4 1098 . 1 1006 . 2 384 32 . 0 1049 6 . 35 =0.09() =0.7 肋 V = 肋端 V EI mlq 24 )361( 323 + 65 3 1098 . 1 1006 . 2 24 )29 . 0 (1049 5 . 324 6 . 35 =0.4() =0.7 肋 V 故肋刚度合格。 3 3、边框刚度分析、边框刚度分析（也按两端悬臂单跨简支梁分析） （1） 、基本数据 =106mm4 边 I 12 10012 3 =200=2000.061=12.2(N/) 边 q 侧计 q （2） 、受力简图 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 22 （3） 、刚度分析 =0.32 = 边中 V 边 边 EJ384 )245(lq 24 65 4 101006 . 2 384 54 . 2 104910 =0.4=0.7 肋 V = 边端 V 边 边 EI mlq 24 )361( 323 65 3 101006 . 2 24 )29 . 0 (1049 5 . 32410 =0.22（）=0.7 肋 V 故边框刚度合格。 4 4、背楞刚度分析、背楞刚度分析 （1） 、基本数据 因竖肋较密，故背楞近似按承受均布荷载计算。 背楞为双 10#槽钢 I=1.2287mm4 W=1.7485 mm3 =12000.061=73.2N/ 刚 q =12000.079=94.8N/ 强 q q 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 23 图图 3.3-13.3-1 计算简图计算简图 （2） 、背愣强度分析 肋下端为悬臂，最大弯距在下端支座处 M肋=2745000Nmm 2 2 aq肋 2 30073 2 = M肋/W肋=2745000/1.7485=16 N/mm2 =215N/mm2 刚度分析 =0.4 1200 500 5242=0.56 = 肋中 V 肋 肋 EI lq 384 )245( 24 75 4 1022 . 1 1006 . 2 384 56 . 0 100079 =0.05() =0.7 肋 V 故肋刚度合格。 3.3.4、结论 1、按照承台模板设计方案所选 6 面板，8#槽钢肋，10012 扁钢边 框，以及双 10#槽钢背楞刚度合格，符合全钢大模板应用技术规程 DBJ01-89-2004 相关要求。 2、因本工程采用螺栓连接边框时，水平间距为 150、 300*n、150， 纵向间距为 100、200*n、100，小于高强 T18 螺栓允许控制面积，满足结 构受力要求。 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 24 第四章、混凝土结构温度应力及收缩应力计算第四章、混凝土结构温度应力及收缩应力计算 为便于以下温度应力和收缩应力的计算，以 C40 墩台身施工配比为例 计算。墩台身 C40 混凝土的配合比为：P.O425 水泥 322kg，矿粉 43kg，粉 煤灰 65kg，砂 698 kg，碎石 1091 kg，水 151kg， 减水剂 4.30kg ,引气 剂 1.72kg。 设定大气温度为 20，混凝土入模温度为 25，混凝土的尺寸厚度 为 2.5m。 4.14.1、混凝土绝热温升值计算、混凝土绝热温升值计算 ( ) (1) mt t WQ Te C 式中: T（t）-在 t 龄期时混凝土的绝热温升()； Q每千克胶凝材料水化热量（J/kg） ，按铁路混凝土 工程施工技术指南得，其计算方式为 Q=(k1+k2-1)Q0 ，Q0每千 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 25 克水泥水化热量，k1，k2为粉煤灰、矿粉掺量的调整系数，分别 取 0.96，1； W每立方米混凝土的胶凝材料用量（kg/m） ，据配合 比得 W=430 kg/m； C-混凝土比热，一般为 0.921.0kj（kg） ， 建 筑施工计算手册提示一般取 0.96 kj（kg） ； 混凝土的质量密度，根据配合比得 =2380kg/m； m与水泥品种、浇筑温度有关的系数，0.30.5d-1， 取夏季施工温度 25时，据建筑施工计算手册表查得 m=0.384； t混凝土的龄期（d） ， ； e常数，为 2.718； 经计算得混凝土在 1d，3d，7d，14d 的绝热温升为（见表 4.1-1）： 表表 4.1-14.1-1 混凝土各龄期的绝热温升值混凝土各龄期的绝热温升值() 龄期(t) 1d3d7d14d28d 绝热升温值 21.72 46.59 63.48 67.80 68.11 4.24.2、各龄期混凝土收缩值的当量温差值计算、各龄期混凝土收缩值的当量温差值计算 各龄期混凝土收缩变形值各龄期混凝土收缩变形值 00.01 ( )12311 (1)*. t y ty eMMMM 式中 y(t) 龄期为 t 时混凝土的收缩引起的相对值； 0y 在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对值，取 4.010-4； M1M2M3M11考虑各种非标准条件的修正系数， 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 26 按铁路混凝土工程施工技术指南P135 页，表 D.2.1 查得。 M1=1.0；M2=1.13；M3=1.0；M4=1.2；M5=1.0（t=1d） ， M5=1.11（t=1d） ，M5=1.09（t=3d） ，M5=1（t=7d） ，M5=0.93（t=14d） ； M6=1.1（环境相对湿度取 40%） ； M7=0.54；M8=1.0；M9=1.3；M10=0.85；M11=1.005； 各龄期混凝土收缩变形值时的当量温差各龄期混凝土收缩变形值时的当量温差()： ( ) ( ) y t y t T 式中 Ty(t) 各龄期（d）混凝土收缩当量温差（） ； 混凝土的线膨系数，取 1.010-5。 具体计算结果见表 4.2-1： 表表 4.2-14.2-1 混凝土各龄期的混凝土收缩值及当量温差混凝土各龄期的混凝土收缩值及当量温差() 龄期(t) 1d3d7d14d28d 收缩变形值 3.510-6 1.1510- 5 2.4210- 5 4.3510- 5 8.1310- 5 收缩当量温差 0.35 1.15 2.424.35 8.13 4.34.3、各龄期混凝土弹性模量值计算、各龄期混凝土弹性模量值计算 各龄期混凝土弹性模量计算 ( )0(1 ) t t EEe 式中 E(t) 混凝土龄期为 t 时，混凝土的弹性模量（N/mm2） ； 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 27 E0 混凝土的最终弹性模量（N/mm2） ，一般近似取标准条件下 养护 28d 的弹性模量，按铁路混凝土工程施工技术指南P136 页，表 D.3.1-1 查得，C40 混凝土 28d 的 E0 =3.25104； 掺合料修正系数，该系数取值应现场实验数据为准，在施 工准备阶段和现场无试验数据时，可参考下述方法计算 =12；其中 1粉煤灰掺量对应系数，2矿粉掺量对应系数，按铁路混凝土工 程施工技术指南P137 页，表 D.3.1-2 查得 1=0.99，查得 2=1.01； 系数，应根据所用混凝土试验确定，当无试验数据时，可 近似地取 =0.09。 具体计算结果见表 4.3-1： 表表 4.3-14.3-1 各龄期混凝土的弹性模量（各龄期混凝土的弹性模量（N/mmN/mm2 2） 龄期(t) 1d3d7d14d28d 弹性模量值 2.801037.691031.521042.331042.99104 4.44.4、混凝土的温度收缩应力值计算、混凝土的温度收缩应力值计算 ( ) ( ) c - 1 t t ET SR v 式中 混凝土的温度（包括收缩）应力（N/mm2） ； T 混凝土的最大综合温差（） ，其计算方法为： 0(t)y(t)h 2 T TTTT 3 A T0 混凝土的入模温度（） ，现取 T0 =25； Th 混凝土浇注后达到稳定时的温度（）,一般根据历年 气象资料取当年平均气温（） ，现取 Th =20； 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 28 T(t) 浇筑完 t 时间后的混凝土的绝热温升值（）,具体值 见表 3.4.1-1； Ty(t) 混凝土的收缩当量温差（）,具体结果见表 3.4.2- 1； R(t) 混凝土的外约束系数， ,其中 ； ( ) 1 1 cosh. . 2 t i R L ( ) x i t C HE H-为混凝土浇筑体的厚度，该厚度为块体实际厚度与保温层 换算混凝土虚拟厚度的和（mm） ； Cx外约束介质的水平刚度（N/mm3） ，根据铁路混凝土工程 施工技术指南 ，Cx =1.25； E(t) 混凝土龄期为 t 时，混凝土的弹性模量（N/mm2）, 具 体结果见见表 3.4.3-1； cosh双曲余弦函数，据建筑施工计算手册附表查得； S(t) 考虑徐变影响的松弛系数，取 S (t =1)=0.611，S (t =3) =0.570，S (t =7)=0.502，S (t =14)=0.420，S (t =28)=0.336； 混凝土的线膨胀系数，为 1.010-5； 混凝土的泊松比，取 =0.15。 具体计算结果见表 4.4-1： 表表 4.4-14.4-1 各龄期混凝土的温度收缩应力值（各龄期混凝土的温度收缩应力值（N/mmN/mm2 2） 龄期(t) 1d3d7d14d28d 最大综合温差 19.84 37.21 49.74 54.55 58.53 外约束系数 0.716 0.431 0.267 0.189 0.152 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交二航局青荣城际铁路工程施工指挥部 29 温度收缩应力值 0.303 0.879 1.267 1.260 1.116 4.54.5、混凝土抗拉强度值及控制温度裂缝的条件计算、混凝土抗拉强度值及控制温度裂缝的条件计算 混凝土抗拉强度计算：混凝土抗拉强度计算： -t tktk f (t)=f (1-e ） ftk（t）-混凝土龄期为 t 时的抗拉强度标准值（N/mm2） ； ftk混凝土的抗拉强度标准值（N/mm2） ，C40 为 2.39； 系数，近似取 0.3。 具体计算结果见表 4.5-1: 表表 4.5-14.5-1 各龄期混凝土的抗拉强度值（各龄期混凝土的抗拉强度值（N/mm2N/mm2） 龄期(t) 1d3d7d14d28d 抗拉强度值 0.62 1.42 2.10 2.35 2.39 控制温度裂缝条件：控制温度裂缝条件： tk f (t)/K K-防裂安全系数，取 1.1.5； 掺合料对混凝土抗拉强度的影响系数，取 =12，根据铁路混凝土工程施工技术指南 ，1、2分别取 1.097，1.015， ； 具体计算结果见表 3.4.5-2: 表表 4.5-24.5-2 各龄期混凝土的抗拉强度值及温度应力值（各龄期混凝土的抗拉强度值及温度应力值（N/mm2N/mm2） 龄期(t) 1d3d7d14d28d 抗拉强度值 0.62 1.42 2.10 2.35 2.39 ftk(t） /K 0.600 1.373 2.031 2.279 2.314 温度应力值 0.303 0.879 1.267 1.260 1.116 由表 4.5-2 得，混凝土在各龄期时均满足即满足抗裂 tk f (t)/K 青荣城际铁路工程标段 DK133+185-DK168+900 大体积混凝土施工专项方案 中交