泉州湾大桥温控方案.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 泉州湾大桥承台大体积混凝土 温控指导意见 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 2012 年 8 月 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 编写 校核 审核 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 目 录 1 概述概述 1 1 1 工程概况 1 1 2 大体积混凝土开裂机理 2 1 3 工程特点 2 2 计算资料计算资料 3 2 1 气象资料 3 2 2 设计资料 3 2 3 计算公式模型 4 2 3 1绝热温升 4 2 3 2 弹性模量 4 2 3 3 徐变度 4 2 3 4 放热系数 4 3 主桥承台温度应力仿真计算主桥承台温度应力仿真计算 5 3 1 索塔基础承台夏季施工仿真计算 5 3 1 1模型参数 5 3 1 2计算结果 5 3 3 主桥辅助墩 过渡墩承台夏季施工仿真计算 9 3 3 1模型参数 9 3 3 2计算结果 9 4 南岸陆地区引桥承台温度应力仿真计算南岸陆地区引桥承台温度应力仿真计算 10 4 1 独柱花瓶墩承台夏季施工仿真计算 10 4 1 1模型参数 10 4 1 2计算结果 10 4 2 双柱花瓶墩承台夏季施工仿真计算 11 4 2 1模型参数 11 4 2 2计算结果 12 5 南岸浅水区引桥 六车道 承台温度应力仿真计算南岸浅水区引桥 六车道 承台温度应力仿真计算 12 5 1 模型参数 12 5 2 计算结果 13 6 蚶江互通主线桥承台温度应力仿真计算蚶江互通主线桥承台温度应力仿真计算 14 6 1 模型参数 14 6 2 计算结果 14 7 南 北岸深水区引桥承台温度应力仿真计算南 北岸深水区引桥承台温度应力仿真计算 15 7 1 大承台夏季施工仿真计算 15 7 1 1模型参数 15 7 1 2计算结果 16 7 2 小承台夏季施工仿真计算 16 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 7 2 1模型参数 16 7 2 2计算结果 17 8 温控标准温控标准 17 9 现场温度控制措施现场温度控制措施 18 9 1 混凝土质量控制 18 9 1 1混凝土配制 19 9 1 2混凝土匀质性施工 19 9 2 混凝土内部最高温度控制 19 9 2 1混凝土浇筑温度控制 20 9 2 2冷却水管的使用及控制 20 9 3 内表温差及表面约束控制 22 9 3 1控制混凝土浇筑间歇期 22 9 3 2养护 22 10 现场温度监控现场温度监控 23 10 1 温度监测 23 10 2 监控设计 23 10 2 1监测仪器及元件 23 10 2 2监测元件的布置 24 10 3 现场监测 24 10 3 1监测元件的埋没 24 10 3 2现场监测要求 25 10 3 3现场监测的应对措施 25 附录 1 附录 2 附图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 1 概述 1 1 工程概况工程概况 泉州湾跨海大桥工程起于晋江南塘 与泉州市环城高速公路晋江至石狮段 相接 在石狮蚶江跨越泉州湾 经惠安秀涂 张坂 终于塔埔 与泉州市环城高 速公路南惠支线相接 路线全长 26675 871m 其中泉州湾跨海大桥桥长 12454 894m 分南岸陆 地区引桥 南岸浅水区引桥 六车道 蚶江互通主线桥 南岸浅水区引桥 八 车道 南岸深水区引桥 八车道 主桥 北岸深水区引桥 八车道 北岸浅 水区引桥 八车道 秀涂互通主线桥九个区段 全线共设蚶江 秀涂 张坂 塔埔四个互通 表 1 1 泉州湾大桥承台结构尺寸统计表 使用部位类别编号尺寸 m m m浇筑分层数量 个 索塔基础 承台 Z3 Z4 15 3 17 9 25 7 17 9 15 3 17 9 6 1 5m 4 5m2 主桥 辅助墩 过 渡墩承台 Z1 Z2 Z5 Z6 11 6 9 8 4 4 独柱花瓶 墩承台 5 7 5 7 2 南岸陆地 区引桥双柱花瓶 墩承台 6 2 5 2 N005 N014 7 3 7 3 3 10 N022 7 5 7 2 5 1 南岸浅水 区引桥 六车道 中间墩承 台 其他 6 7 6 2 2 5 33 7 3 9 2 5 南岸蚶江 互通主线 桥 中间墩 过 渡墩承台 7 3 9 3 南岸浅水 区引桥 八车道 中间墩 过 渡墩承台 9 7 3 3 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 B011 B015 9 1 8 3 5 5 南 北深水 区引桥 中间墩 过 渡墩承台 B001 B010 10 1 9 8 4 10 北岸浅水 区引桥 中间墩 过 渡墩承台 9 7 3 3 右 B029 左 B035 右 B022 B027 左 B022 B025 9 7 3 3 12 右 B034 B035 左 B027 B030 6 7 6 2 2 5 6 右 B030 8 1 7 3 2 5 1 秀涂互通 主线桥 中间墩承 台 左 B034 10 7 7 3 3 1 1 2 大体积混凝土开裂机理大体积混凝土开裂机理 引起混凝土的开裂因素较多 开裂范围从内部微裂缝至影响结构安全较大裂 缝 在极端的情况下 混凝土的结构完整性可以受到严重的影响 对大体积混凝 土而言 混凝土开裂最主要的原因是干缩和温度应力 混凝土的凝结和硬化是水泥和水发生化学和物理反应的结果 大体积混凝土 浇筑后混凝土内部温度场由于水泥水化放热作用 将经历升温期 降温期和稳定 期三个阶段 在这三个阶段中混凝土的体积亦随温度的升降而相应膨胀或收缩 各块混凝土体积变化受到约束时就会产生温度应力 如果该应力超过混凝土的抗 裂能力 混凝土就会开裂 1 3 工程特点工程特点 泉州湾跨海大桥承台大体积混凝土施工的特点是 大体积混凝土数量多 结构形式各异 厚度由 2 5m 至 6 0m 不等 混凝土方量大 单次最大浇筑方量达 2070 m3 施工期长 跨越一年四季 其中夏季气温较高 浇筑温度较难控制 海洋环境下施工 常规的温控措施实施效果有限 加大了混凝土裂缝控 制的难度 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 为此 指挥部委托中交武汉港湾工程设计研究院制定 泉州湾大桥承台大体 积混凝土温控指导意见 对泉州湾长江公路大桥大体积混凝土温控防裂技术进 行了研究 根据混凝土物理 热学性能试验 计算了承台大体积混凝土的内部温 度场及仿真应力场 并根据计算结果制定了温控标准和相应的温控措施 2 计算资料 2 1 气象资料气象资料 泉州湾大桥桥址区属典型的亚热带季风湿润气候区 季风显著 四季分明 当地气候温暖湿润 雨量充沛 年均气温 20 7 夏季平均气温 33 8 年日照 时数 1912h 年均降雨量 1449mm 2 2 设计资料设计资料 本桥最大的承台为 A4 标主墩承台 故主要选取 A4 标承台混凝土配合比参 数进行大体积混凝土温度应力计算 配合比见表 2 1 混凝土劈裂抗拉强度参考 值按经验取值 见表 2 2 物理热学参数根据配合比进行计算并参考经验值 见 表 2 3 表表 2 1 A4 标承台标承台 C35 混凝土配合比 混凝土配合比 kg m3 水泥粉煤灰矿粉砂石拌合水外加剂 1441768078210801382 4 表表 2 2 A4 标承台混凝土劈裂抗拉强度参考值标承台混凝土劈裂抗拉强度参考值 MPa 混凝土标号3d7d28d半年 C351 42 43 53 8 表表 2 3 A4 标承台混凝土物理热学参数标承台混凝土物理热学参数 混凝土标号 最终弹模 MPa 热胀系数 1 导热系数 kJ m d 比热 kJ kg 绝热温升 C354 0 1048 0 10 6255 00 9538 0 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 3 计算公式模型计算公式模型 2 3 1 绝热温升绝热温升 绝热温升数值模型取双曲线函数 2 1 1 0 eQQ 式中 最终绝热温升 为绝热温升变化系数 0 Q 2 3 2 弹性模量弹性模量 弹性模量随时间的增长曲线采用四参数双指数形式 即 2 2 1 10 eEEE 式中 为初始弹模 为最终弹模与初始弹模之差 为与弹模 0 E 1 E 增长速率有关的两个参数 2 3 3 徐变度徐变度 根据工程经验 取混凝土徐变度如下 单位 10 6 MPa 2 1 70 1 1 1 20 9 1 005 0 45 0 2 30 0 45 0 1 tt eCeCtC 3 式中 C1 0 23 E2 C2 0 52 E2 E2为最终弹模 2 3 4 放热系数放热系数 混凝土表面通过保温层向周围介质放热的等效放热系数可由下式计算 2 i i s h 1 1 4 式中 为等效放热系数 为放热系数 为保温层厚度 为保温材 s i h i 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 料导热系数 3 主桥承台温度应力仿真计算 3 1 索塔基础承台夏季施工仿真计算索塔基础承台夏季施工仿真计算 3 1 1 模型参数 索塔基础为 3 个矩形承台由系梁连接而成 其中中间承台尺寸为 25 7 17 9 6m3 两侧承台尺寸为 15 3 17 9 6m3 分别分两次浇筑 浇筑高 度分别为 1 5m 4 5m 系梁尺寸为 8 5 6 4 5m3 一次浇筑完成 根据结构对 称性 取索塔基础混凝土 1 4 进行温度应力计算 计算模型网格剖分图见图 3 1 索塔基础C35混凝土采用33根钻孔桩基础 封底C20混凝土厚3 0m 参考气候资料 风速按 4 0m s 考虑 采用钢模板施工 其侧面等效表面放热系数取为 1840 0 kJ m2 d 混 凝土上表面散热系数取为 1973 5 kJ m2 d 计算时考虑冷却水管的降温效果 温度及温度应力计算从混凝土浇筑开始 模拟之后半年的温度应力发展 图图 3 1 索塔基础索塔基础 1 4 网格剖分图网格剖分图 附带封底混凝土约束 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 3 1 2 计算结果 索塔基础混凝土夏季施工浇筑温度按不超过 28 控制 在以上设定条件下 索塔基础各部分内部最高温度计算值见表 3 1 温峰出现时间约为浇筑后第 3 天 索塔基础内部最高温度包络图见图 3 2 温度应力场分布见图 3 3 应力计算结 果见表 3 2 表表 3 1 索塔基础混凝土内部最高温度计算值索塔基础混凝土内部最高温度计算值 中间承台第一层中间承台第二层两侧承台第一层两侧承台第二层系梁 55 664 855 964 864 0 图图 3 2 索塔基础最高温度包络图索塔基础最高温度包络图 单位 单位 A1 中间承台第一层 3 天应力场 B1 中间承台第一层 7 天应力场 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 C1 中间承台第一层 28 天应力场 D1 中间承台第一层温度稳定后应力场 A2 两侧承台第二层 3 天应力场 B2 两侧承台第二层 7 天应力场 C2 两侧承台第二层 28 天应力场 D2 两侧承台第二层温度稳定后应力场 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 A3 系梁 3 天应力场 B3 系梁 7 天应力场 C3 系梁 28 天应力场 D3 系梁温度稳定后应力场 图图 3 3 索塔基础应力场分布图索塔基础应力场分布图 单位 单位 0 01MPa 表表 3 2 索塔基础温度应力场结果索塔基础温度应力场结果 龄期3d7d28d半年 中间承台第一层温度应力 MPa 0 651 381 801 95 中间承台第二层温度应力 MPa 1 170 991 781 74 两侧承台第一层温度应力 MPa 0 661 371 681 62 两侧承台第二层温度应力 MPa 1 180 991 401 38 系梁温度应力 MPa 0 960 861 081 11 最小安全系数1 191 741 941 95 从图 3 2 表 3 1 可以看出混凝土内部温度较高 散热较慢 应优化中间部 位水管布置 加强内部通冷却水 注意表面保温 由图 3 3 表 3 2 可以看出 索塔基础中间及两侧承台的第一层早期 3d 温 度应力发展平缓 集中于上表面及侧面 为表面拉应力 7d 后有部分应力向承 台内部转移 表面应力减小并转化为压应力 内部拉应力因受力条件改变约束变 大而后期快速发展 受层厚较大影响 中间及两侧承台的第二层 系梁早期 3d 温度应力发展较快 集中于上表面及侧面 7d 后有部分应力向索塔基础内部转 移 表面应力减小 内部应力逐渐发展至稳定 根据温度应力计算结果 对不同部位 不同龄期 不同抗开裂能力的混凝土 采取不同的温控要求 中间及两侧承台的第二层 3d 抗裂安全系数为 1 19 安 全系数较低 1 3 分析为混凝土层厚较大 拉应力发展较快而早期抗拉强度尚 未发展起来所致 需特别加强对该部位的表面保温保湿养护 同时加强内部通水 做到外保内散 索塔基础其它龄期的混凝土安全系数较高 1 3 抗开裂能力 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 较强 需根据工况采取科学而有效的温控措施 严格控制内表温差 特别是做好 表面保温保湿养护工作 以避免索塔基础混凝土出现有害温度裂缝 3 2 主桥辅助墩主桥辅助墩 过渡墩承台夏季施工仿真计算过渡墩承台夏季施工仿真计算 3 2 1 模型参数 主桥辅助墩 过渡墩承台为矩形承台 尺寸为 9 8 11 6 4m3 一次浇筑 成型 根据结构对称性 取承台混凝土 1 4 进行温度应力计算 计算模型网格剖 分图见图 3 6 基础约束 风速 表面散热情况等同3 1 图图 3 6 辅助墩辅助墩 过渡墩承台过渡墩承台 1 4 网格剖分图网格剖分图 附带封底混凝土约束 3 2 2 计算结果 辅助墩 过渡墩基础混凝土浇筑温度按不超过 30 控制 在以上设定条件下 辅助墩 过渡墩基础内部最高温度计算值为 65 5 温峰出现时间约为浇筑后第 3 天 辅助墩 过渡墩基础内部最高温度包络图见图 3 7 温度应力场分布见图 3 8 应力计算结果见表 3 5 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图图 3 7 承台最高温度包络图承台最高温度包络图 单位 单位 图图 3 8 承台稳定应力场分布图承台稳定应力场分布图 单位 单位 0 01MPa 表表 3 5 辅助墩辅助墩 过渡墩承台温度应力场结果过渡墩承台温度应力场结果 龄期3d7d28d半年 温度应力 MPa 1 030 881 471 40 安全系数1 362 732 382 71 4 南岸陆地区引桥承台温度应力仿真计算 4 1 独柱花瓶墩承台夏季施工仿真计算独柱花瓶墩承台夏季施工仿真计算 4 1 1 模型参数 独柱花瓶墩承台为矩形承台 尺寸为 5 7 5 7 2 0m3 一次浇筑成型 根据结构对称性 取承台混凝土 1 4 进行温度应力计算 计算模型网格剖分图见 图 4 1 基础约束 风速 表面散热情况等同3 1 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图图 4 1 独柱花瓶墩承台独柱花瓶墩承台 1 4 网格剖分图网格剖分图 附带封底混凝土约束 4 1 2 计算结果 独柱花瓶墩承台混凝土浇筑温度按不超过 30 控制 在以上设定条件下 独柱花瓶墩承台内部最高温度计算值为 59 9 温峰出现时间约为浇筑后第 3 天 独柱花瓶墩承台内部最高温度包络图见图 4 2 稳定温度应力场分布见图 4 3 应力计算结果见表 4 1 图图 4 2 承台最高温度包络图承台最高温度包络图 单位 单位 图图 4 3 承台稳定应力场分布图承台稳定应力场分布图 单位 单位 0 01MPa 表表 4 1 独柱花瓶墩承台温度应力场结果独柱花瓶墩承台温度应力场结果 龄期3d7d28d半年 温度应力 MPa 0 650 820 950 94 安全系数2 152 933 684 04 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 4 2 双柱花瓶墩承台夏季施工仿真计算双柱花瓶墩承台夏季施工仿真计算 4 2 1 模型参数 双柱花瓶墩承台为矩形承台 尺寸为 6 5 5 0 2 0m3 一次浇筑成型 根据结构对称性 取承台混凝土 1 4 进行温度应力计算 计算模型网格剖分图见 图 4 4 基础约束 风速 表面散热情况等同3 1 图图 4 4 辅助墩辅助墩 过渡墩承台过渡墩承台 1 4 网格剖分图网格剖分图 附带封底混凝土约束 4 2 2 计算结果 双柱花瓶墩承台混凝土浇筑温度按不超过 30 控制 在以上设定条件下 辅助墩 过渡墩基础内部最高温度计算值为 59 9 温峰出现时间约为浇筑后第 3 天 辅助墩 过渡墩基础内部最高温度包络图见图 4 5 稳定温度应力场分布见 图 4 6 应力计算结果见表 4 2 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图图 4 5 承台最高温度包络图承台最高温度包络图 单位 单位 图图 4 6 承台稳定应力场分布图承台稳定应力场分布图 单位 单位 0 01MPa 表表 4 2 辅助墩辅助墩 过渡墩承台温度应力场结果过渡墩承台温度应力场结果 龄期3d7d28d半年 温度应力 MPa 0 720 680 950 96 安全系数1 943 533 683 96 5 南岸浅水区引桥 六车道 承台温度应力仿真计算 5 1 模型参数模型参数 中间墩承台为矩形承台 尺寸为 6 7 6 2 2 5m3 一次浇筑成型 根据 结构对称性 取承台混凝土 1 4 进行温度应力计算 计算模型网格剖分图见图 5 1 基础约束 风速 表面散热情况等同3 1 图图 5 1 中间墩承台中间墩承台 1 4 网格剖分图网格剖分图 附带封底混凝土约束 5 2 计算结果计算结果 中间墩承台混凝土浇筑温度按不超过 30 控制 在以上设定条件下 中间 墩承台内部最高温度计算值为 61 9 温峰出现时间约为浇筑后第 3 天 中间墩 承台内部最高温度包络图见图 5 2 稳定温度应力场分布见图 5 3 应力计算结 果见表 5 1 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图图 5 2 承台最高温度包络图承台最高温度包络图 单位 单位 图图 5 3 承台稳定应力场分布图承台稳定应力场分布图 单位 单位 0 01MPa 表表 5 1 辅助墩辅助墩 过渡墩承台温度应力场结果过渡墩承台温度应力场结果 龄期3d7d28d半年 温度应力 MPa 0 890 690 970 98 安全系数1 573 483 613 88 备注 秀涂互通主线桥右备注 秀涂互通主线桥右 B034 B035 左 左 B027 B030 中间墩承台仿真计算结果同以上 中间墩承台仿真计算结果同以上 6 蚶江互通主线桥承台温度应力仿真计算 6 1 模型参数模型参数 中间墩 过渡墩承台为矩形承台 尺寸为 9 0 7 3 3 0m3 一次浇筑成型 根据结构对称性 取承台混凝土 1 4 进行温度应力计算 计算模型网格剖分图见 图 6 1 基础约束 风速 表面散热情况等同3 1 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图图 6 1 中间墩中间墩 过渡墩承台过渡墩承台 1 4 网格剖分图网格剖分图 附带封底混凝土约束 6 2 计算结果计算结果 中间墩 过渡墩承台混凝土浇筑温度按不超过 30 控制 在以上设定条件下 中间墩 过渡墩承台内部最高温度计算值为 64 0 温峰出现时间约为浇筑后第 3 天 中间墩 过渡墩承台内部最高温度包络图见图 6 2 稳定温度应力场分布见 图 6 3 应力计算结果见表 6 1 图图 6 2 承台最高温度包络图承台最高温度包络图 单位 单位 图图 6 3 承台稳定应力场分布图承台稳定应力场分布图 单位 单位 0 01MPa 表表 6 1 辅助墩辅助墩 过渡墩承台温度应力场结果过渡墩承台温度应力场结果 龄期3d7d28d半年 温度应力 MPa 1 060 711 151 11 安全系数1 323 383 043 42 备注 南岸浅水区引桥 八车道 中间墩 过渡墩承台 北岸浅水区引桥中间墩 过渡墩承台 秀涂互通主线桥右 B029 左 B035 右 B022 B027 左 B022 B025 中间墩承台仿真计算结果同 以上 7 南 北岸深水区引桥承台温度应力仿真计算 7 1 大承台夏季施工仿真计算大承台夏季施工仿真计算 7 1 1 模型参数 引桥大承台为矩形 尺寸为 9 8 10 1 4 0m3 一次浇筑成型 根据结构 对称性 取大承台混凝土 1 4 进行温度应力计算 计算模型网格剖分图见图 7 1 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 基础约束 风速 表面散热情况等同3 1 图图 7 1 大承台大承台 1 4 网格剖分图网格剖分图 附带封底约束 7 1 2 计算结果 大承台混凝土浇筑温度按不超过 30 控制 在以上设定条件下 大承台内 部最高温度计算值为 65 5 温峰出现时间约为浇筑后第 3 天 大承台内部最高 温度包络图见图 7 2 稳定温度应力场分布见图 7 3 应力计算结果见表 7 1 图图 7 2 大承台最高温度包络图大承台最高温度包络图 单位 单位 图图 7 3 大承台稳定应力场分布图大承台稳定应力场分布图 单位 单位 0 01MPa 表表 7 1 大承台温度应力场结果大承台温度应力场结果 龄期3d7d28d半年 温度应力 MPa 1 020 871 411 33 安全系数1 372 762 482 86 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 7 2 小承台夏季施工仿真计算小承台夏季施工仿真计算 7 2 1 模型参数 引桥小承台为矩形 尺寸为 8 0 9 1 3 5m3 一次浇筑成型 根据结构 对称性 取小承台混凝土 1 4 进行温度应力计算 计算模型网格剖分图见图 7 4 基础约束 风速 表面散热情况等同3 1 图图 7 4 小承台小承台 1 4 网格剖分图网格剖分图 附带封底约束 7 2 2 计算结果 小承台混凝土浇筑温度按不超过 30 控制 在以上设定条件下 小承台内 部最高温度计算值为 64 9 温峰出现时间约为浇筑后第 3 天 小承台内部最高 温度包络图见图 7 5 温度应力场分布见图 7 6 应力计算结果见表 7 2 图图 7 5 小承台最高温度包络图小承台最高温度包络图 单位 单位 图图 7 6 小承台稳定应力场分布图小承台稳定应力场分布图 单位 单位 0 01MPa 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 表表 7 2 小承台温度应力场结果小承台温度应力场结果 龄期3d7d28d半年 温度应力 MPa 0 970 851 271 21 安全系数1 442 822 763 14 8 温控标准 混凝土温度控制的原则是 控制混凝土浇筑温度 尽量降低混凝土的温升 延缓最高温度出现时间 控制降温速率 降低混凝土中心和表面之间 新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表 面和气温之间的差值 温度控制的方法和制度需根据气温 季节 混凝土内部 温度 结构尺寸 约束情况 混凝土配合比等具体条件确定 表8 1 各构件温控标准 部位构件 浇筑温 度 内部温 度 内表温 差 冷却水 进出水 温差 降温速 率 d 索塔基础 28 主桥 辅助墩 过渡墩承 台 独柱花瓶墩承台 南岸陆地区引桥 双柱花瓶墩承台 南岸浅水区引桥 六车道 中间墩承台 蚶江互通主线桥 中间墩 过渡墩承 台 引桥大承台 南 北岸深水区引 桥 引桥小承台 30 65 25 15 2 5 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 9 现场温度控制措施 在混凝土施工中 将从混凝土的原材料选择 配比设计以及混凝土的拌和 运输 浇筑 振捣到通水 养护等全过程进行控制 以达到控制其混凝土质量 混凝土内部最高温度 混凝土内表温差及表面约束 从而控制温度裂缝的形成及 发展的目的 9 1 混凝土质量控制 9 1 1 混凝土配制 为使海工大体积混凝土具有良好的抗裂性能 体积稳定性和抗渗性 混凝土 配制按如下原则配制 采用低水化热的胶凝材料体系 大体积混凝土配制应采用适中水胶比 大掺量矿物掺合料 复掺粉煤灰和矿 粉 的技术路线 尽量降低水泥用量 应优选组分均匀 各项性能指标稳定的粉 煤灰 注重需水量比 细度和烧失量等关键指标 选用优质聚羧酸类缓凝高性能减水剂 缓凝高性能聚羧酸减水剂 兼顾减水 引气和缓凝效果 可以延缓水化热的 峰值并改善混凝土的和易性 降低水灰比以达到减少水化热的目的 掺加优质引气剂 控制混凝土含气量在 3 4 左右 可改善混凝土和易性 均质性 提高混凝 土变形性能和抗开裂性能力 选用级配良好 低热膨胀系数 低吸水率的粗集料 优质骨料体积稳定性好 用水量小 可减小混凝土的收缩变形 粗集料含泥 量不得超过 0 5 细集料含泥量不得超过 2 使用低流动性混凝土 在满足施工的前提下 尽可能使用坍落度相对较低的混凝土 有利于减少混 凝土用水量 降低温升 减少干缩 提高抗开裂性能 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 9 1 2 混凝土匀质性施工 混凝土按规定厚度 顺序和方向浇筑 分层布料厚度不超过 30cm 正确进 行混凝土拌和物的振捣 振动棒垂直插入 快插慢拔 振捣深度超过每层的接触 面 10 20cm 保证下层在初凝前再进行一次振捣 振捣时插点均匀 成行或交错 式前进 以免过振或漏振 避免用振捣棒横拖赶动混凝土拌和物 以免造成离下 料口远处砂浆过多而开裂 9 2 混凝土内部最高温度控制 9 2 1 混凝土浇筑温度控制 控制混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要 相同混凝土 入模温度 高的温升值要比入模温度低的大许多 本桥施工对承台大体积混凝土浇筑温度的 要求为不高于 30 其中索塔基础不高于 28 浇筑温度主要受原材料温度 气温等影响 在混凝土浇筑之前 可通过测量 水泥 粉煤灰 矿粉 砂 石 水的温度 考虑环境温度来估算浇筑温度 因砂 石 水的温度均受气温影响 在胶材温度一定的情况下混凝土浇筑温度主要取决 于环境温度 因此选择合适的时间进行混凝土浇筑比较重要 桥址所在地气温较高 且大体积混凝土构件基本均在夏天浇筑 浇筑温度极 难控制 若浇筑温度超出控制要求 则应采取相措施通过热工计算和降低各原材 料温度来降低浇筑温度 使其不超过 30 索塔基础不高于 28 降低混凝土 入仓温度的措施如下 1 水泥温度控制低于 60 避免使用刚出厂的新鲜水泥 应放置充分冷却 后使用 储罐外可采用喷淋降温 2 控制骨料温度低于 30 粗细骨料堆场应搭设遮阳棚 堆高并从底层取 料 粗骨料可在保证工作性的前提下喷淋降温 或采用风冷 液氮冷却等措施给 骨料强制降温 3 拌和水温控制低于 15 采用加冰或制冷机冷却拌和水 但应避免混凝 土中有未融化的冰块 4 使用超缓凝减水剂 尽量推迟水化热温峰 5 尽量利用夜间等温度较低时段施工 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 6 减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升 夏季施工时应加快运输和 浇筑速度 混凝土输送管道采用隔热材料包裹并经常洒水降温 运输罐车外用帆 布遮阳 7 避免模板和新浇筑混凝土受阳光直射 入模前的模板与钢筋温度以及附 近的局部气温不超过 40 仓面降温采取喷雾或洒水措施降温 9 2 2 冷却水管的使用及控制 9 2 2 1 水管材质及加工工艺水管材质及加工工艺 冷却水管采用 40 2 5mm 的电焊钢管制作 水管之间通过丝扣连接或黑色橡胶套管紧密连接 弯管部分采用冷弯工艺加 工 9 2 2 2 水管布置水管布置 根据混凝土内部温度分布特征及控制最高温度的要求 主桥索塔基础第一层 混凝土布置 1 层冷却水管 第二层混凝土布置 3 层冷却水管 系梁部分布置 4 层 冷却水管 水管水平管间距为 100cm 垂直管间距为 90cm 距离混凝土上 下 表面 侧面为 80 100cm 单层 4 套水管 包括系梁部分 其他承台冷却水管均遵循水平管间距为 100cm 垂直管间距为 80 100cm 距离混凝土上 下表面 侧面为 80 100cm 的原则 冷却水管采取上下层交错布置 每套管长不超过 200m 出水口和入水口集 中布置 统一管理 主桥索塔基础冷却水管布置见附图 9 2 2 3 水管使用及控制水管使用及控制 采用循环淡水做冷却水 需在施工现场放置至少两个容积 20m3的水箱 一方面用于冷却水的输送 另一方面用于冷却水的循环降温 可采用分水器将各层各套水管从进水口分出 分水器设置相应数量的独 立水阀以控制各套水管冷却水流量 需设置一定数量的减压阀以控制后期通水速 率 图 9 1 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 图图 9 1 分水器示意图分水器示意图 混凝土浇筑前确保进行不短于半个小时的加压通水试验 查看水流量大 小是否合适 发现管道漏水 阻水现象要及时修补至可正常工作 冷却水管采用丝扣连接 连接部位须绑扎止水带 或使用黑橡胶套管连 接 两边用四道铁丝错位绑扎 确保不漏水 冷却水管必须使用铁丝 非扎丝 绑扎固定在钢筋上 减小混凝土下落对冷却水管的冲击 施工时注意对冷却水管 的保护 应避免混凝土下料直接落到冷却水管上 严禁工人踩踏冷却水管 每层冷却水管被混凝土覆盖并振捣完毕后即可通水 通水时间根据测温 结果确定 浇筑至温峰前建议通最大水流量 尽量削减混凝土温峰 温峰过后 以 现场测温数据为准 适当减小通水量 防止混凝土降温过快造成温度应力累积而 引起开裂 待冷却水管停止水冷并养生完成后 先用空压机将水管内残余水压出并 吹干冷却水管 然后用压浆机向水管压注与混凝土同强度等级的水泥砂浆 封闭 管路 9 3 内表温差及表面约束控制 对于大体积混凝土 由于水化放热会使温度持续升高 在升温的一段时间内 应加强内部散热 如加大通水流量 降低通水温度等 当混凝土处于降温阶段则 要表面保温覆盖以减小降温速率 混凝土保温充分 时间足够长 让混凝土慢慢 冷却 直到温差达到允许范围 温度应力会在混凝土内部分松驰掉 可有效控制 有害裂缝的产生 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 9 3 1 控制混凝土浇筑间歇期 混凝土浇筑间歇期一般控制在 7 天左右 不宜超过 10 天 9 3 2 养护 混凝土养护包括湿度和温度两个方面 结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在 很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护 因水泥水化到一定程度才 能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构 为防止表面混凝土失水造成干缩裂 缝 必须进行湿养护 承台侧壁采用钢模板 透水模板布保温保湿 承台上表面没有模板保护 永 久暴露面浇筑完毕后先覆盖一层塑料薄膜 待混凝土初凝后覆盖土工布并洒水保 持表面湿润进行保温保湿 分层面待混凝土初凝后可采取铺设湿麻袋并洒水保湿 分层面顶面或承台永久暴露面顶面也可采用蓄水养护 养护用水使用冷却水管出 水 保证养护水有一定的温度 蓄水深度大于 30cm 混凝土保湿养护时间可根据温度监测结果进行适当调整 保证混凝土内表温 差及气温与混凝土表面的温差在控制范围内 不得少于保证 14 天 10 现场温度监控 仿真计算 温控措施 实时监控数据处理最终成果 信息反馈 图10 1 温控实施流程图 为检验施工质量和温控效果 掌握温控信息 以便及时调整和改进温控措施 做到信息化施工 需对混凝土进行温度监测 大体积混凝土的温度 应力发展是 一个十分复杂的问题 外界温度 湿度 施工条件 原材料变化等都会引起温度 应力的变化 只有通过温控监测 才能更准确地了解结构的质量与抗裂安全状况 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 10 1 温度监测温度监测 在混凝土中埋入一定数量的温度传感器 测量混凝土内部及表面不同部位温 度变化过程 检验不同时期的混凝土内部温度场和内表温差 当测温结果显示温 控措施效果不佳 达不到温控标准时 可及时采取补救措施 当混凝土内表温差 远低于温控标准时 则可减少温控措施 避免增大温控投入造成浪费 10 2 监控设计监控设计 10 2 1 监测仪器及元件监测仪器及元件 仪器选择依据使用可靠和经济的原则 在满足监测要求的前提下 选择操作 方便 价格适宜的仪器 温度检测仪采用智能化数字多回路温度巡检仪 温度传 感器为热敏电子传感器 智能化温度巡检仪可自动具有数据记录和数据断电保护 历史记录查询 实 时显示和数据报表处理等功能 该仪器测量结果可直接用计算机采集 人机界面 友好 并且测温反应灵敏 迅速 测量准确 主要性能指标 测温范围 1 50 150 工作误差 1 分辨率 0 1 巡检点数 32 点 2 3 4 显示方式 LCD 240 128 功耗 15W 外形尺寸 230 130 220 重 5 6 7 8 量 1 5kg 温度传感器的主要技术性能 测温范围 50 150 工作误差 1 2 0 5 分辨率 0