【精品】西江水道桥主墩大体积混凝土温控方案(DOC)

1、西江水道桥主墩大体积混凝土温控方案(DOC)资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除2西江水道桥主墩承台施工温控方案设计一、工程概况西江水道桥主墩承台尺寸为34.5m（横桥向）x24.5m（纵桥向）x6m（咼度）z顶标咼为+453m ,底标咼为-1.47mo桩基来用29根cp2.5m钻孔灌注桩（钢护筒直径2.8m ）,梅花形布置。 承台采用C40混 凝土 ”单个主墩承台设计方量5597.05m3,封底混凝土采用水下C20混 凝土，钻孔桩采用C30水下混凝土。如图1-1主墩承台设计图。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联

2、系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除3图u主墩頊台构造图csasiccrmIfiso1CC6(C5OI.2512X：5OJ253必A-A八存530.八530川底混毅上5尸 沁600：3OT62150资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除4主墩承台施工属于大体积承台施工，大体积混凝土浇筑后将产生较高 的水化热温升，形成不均匀非稳定温度场,产生非均匀的温度变形，温度 变形在下部结构和自身的约束之下将产生较大的温度应力,温度应力往往 超过混凝土的抗拉强度，导致混凝土开裂。为了避免承台混凝土产

3、生过大 应力，决定将主塔承台竖向分为2层完成混凝土浇筑施工，第一层2.5m,第二层3.5mo为防止温度裂缝，保证工程质量，必须进行温度控制，并采取合理的 温度控制措施。温度控制的标准和温控措施的制订则应依据温控计算与温 控设计。同时，为检验温控标准和温控效果并便于调整温控措施，还需进 行温控监测”作出温控监测设计。二设计依据(-)西江水道桥两阶段施工图纸；(_)公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011);(三)公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004 );(四)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004 );(五)大体积混凝土温度应力与温度控制(朱伯芳著)

4、；(六)西江水道桥主墩承台施工方案。三、设计计算参数混凝土浇筑后的温度与水泥的水化热温升、混凝土的浇筑温度和浇筑 进度、外界气温、表面保护等多种因素有关。温度计算结果的准确性除了 选择恰当的计算方法以外,还有赖于与上述因素有关的基本条件和材质参 数的正确选取。温度计算中用到的水泥水化热，混凝土配合比、强度、弹 性模量及气温等参数均通过实验及相关规范资料选取。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除53.1 混凝土性能3.1.1 混凝土的配合比组成(1)水泥所用水泥的化学成分及水化热指标应满足有关规定，应避免使用早 强、水化

5、热较高和C3A含量较高的水泥;要防止水泥细度过小，早期发 热过快”不利于温控。当水泥温度大于60C时，不允许进入水泥储料 罐。同时应做到先入罐的水泥先用,以保证水泥有足够的降温时间。水泥 选用P.O42.5水泥，选择这种水泥主要有以下几个方面的考虑：一方面因 为塔柱的外观颜色和选用水泥的种类有很大的关系，考虑到保证承台与塔 柱的色澤一致，所以选用与塔柱同样的水泥。另一方面考虑到水化热的产 生不光与水泥种类有关，而且与单位体积水泥用量有关，选用P.O42.5水 泥可以大大减少单位水泥用量。(2 )粉煤灰粉煤灰应采用组分均匀和各项性能稳定的H级及II级以上优质粉煤 灰，而且粉煤灰的烧失量应不大于8

6、% ,需水量比应小于100% ,以降低 用水量”其它各项指标应满足规范要求。(3)化学外加剂为提高混凝土耐久性和减少用水量，改善混凝土和易性，降低绝热温 升，承台混凝土应掺加适量的高效缓凝减水剂。减水剂的减水率应大于20% ,同时还应检查外加剂的稳定性。(4 )骨料资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除6工程应用的骨料应没有碱活性并具有较低的热胀系数。粗骨料级配为5 25mm级配。细骨料为中砂，细度模数为2.8 ,其它指标应符合有关 规范。(5)混凝土配合比根据以往的经验和试验数据结果，确定混凝土的配合比见下表：封底C2

7、0混凝土配合比表3.1-1材料名称水泥粉煤灰砂水减水卿合计材料用呈(kg)20011584710361532.522353.52相对用(%)8.54.936446.50.1100承台C40混凝土配合比表3.1-2材料名称水泥粉煤灰砂碎石水减水剂合计材料用呈(kg)31012074010651514.092353.52相对用(%)8.54.936446.50.11003.1.2 混凝土力学性能1封底混凝土 ：封底混凝土采用C20混凝土，28天强度为f28 = 31.6MPa ;查公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范知 弹性模量为Ec=2.55xlO4MPa;泊松比:u=0.2 ;密度：p =

8、2353.5kg/m3 ;2承台混凝土 ：承台混凝土采用C40混凝土，3天强度为f3=31MPa , 7天强度为f7=43.2MPa , 28天强度为f28 = 50.0MPa ;查公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范知弹性模量为Ec=3.25xlO4MPa;泊松比:u=0.2 ;密度:p=2390.1kg/m3o3.1.3 混凝土热学性能资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除71导热系数及比热参考大体积混凝土温度应力与温度控制第2.4节，在20弋条件下，各原材料的热学性能见3.1-3O原材料热学性能汇总表表3.1-

9、3材料系数水泥粉煤灰砂水外加齐I导热系数入(kJ/m h-C)4.4464.44611.12914.5282.1602.160比热C( kJ/m-C )0.4560.4560.6990.7494.1874.187根据上表按照重量百分比加权方法得出在30兀条件下，封底混凝 土、承台混凝土的热学性能参数见表3.1-4O原材料热学性能汇总表表3.1-4材料名称封底混妙承台混凝土导热系数2.32.3比热0.250.25热膨胀系数：a =1X10-5;3绝热温升参考大体积混凝土温度应力与温度控制表2-5-2中查 得普通硅酸盐水泥的水化热系数Qo=33OkJ/kg ,根据水泥水化热计算得 承台混凝土的绝热

10、温升计算公式如下：0o=Qo( W+kF)/c/p式中：0 0_水泥绝热温升资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除8Qo水泥水化热W水泥用量k折减系数，对于粉煤灰取0.25。F混合料用量C混凝土比热p混凝土密度通过计算得到承台混凝土的绝热温升为41C,查表得到导热系数为0.759。3.1.4 施工条件1根据总体工期的总体安排，承台在11-3月份进行施工。根据最近 几年相关气温统计，在11-3月份的平均温度为24C ,冷却水温按照18C进行控制。2混凝土浇筑温度:浇注时的气温T ,混泥土温度按照T+6C进行控 制。3承台的

11、分两层浇筑:分层厚度分别为25m+3.5m。4混凝土层间浇筑间歇时间为10天。3.1.4 边界条件计算承台温度时，取以下三种边界条件：在封底混凝土底面和周边与钢围堰和土体接触，可取封底混凝土温 度等于环境温度;2混凝土表面采用土工布进行覆盖养护，土工布的厚度为5mm，其 导热系数为0.188kJ/(mhC),属于第三类边界条件。混凝土侧面采用钢模板进行施工，混凝土表面的放热系数为18.46kJ/( m2资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除9hC)O混凝土上覆盖土工布的等效放热系数为Ps=l/(1/P +h/X)=l/(

12、l/18.46+0.005/0.188)=12.38kJ/(mhC)o3混凝土分层浇筑时， 上下两层混凝土的结合面采取人工凿毛， 并覆盖 土工布养护。混凝土表面的放热系数为21.06kJ/( m2hC)O则上下两层混凝土的结合面土工布的等效放热系数为Ps=l/(l/P+h/X)=l/(l/21.06+0.005/0.188)=13.50kJ/(mh C)O3.1.5 冷却管布置承台施工采用冷却水管进行内部降温。参考主桥设计图纸，承台冷却 管采用导热性好、并有一定强度的镀锌铁管，规格型号为4)42.4X 3.2m mo冷却水管布置层距为1.0m,离底层和顶层的距离均为50cm ,整个承 台共埋设

13、6层冷却。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除10冷却水管立间布置图g 3.1-1承台混凝土;令却管布置图3.2 瞬土性能（）浇筑温度，混凝土入仓并经过平仓振捣后，在上层混凝土覆盖前 距混凝土表面10 15cm处的温度为浇筑温度。控制浇筑温度对降低混凝 土内部最高温度具有重要意义。应控制混凝土浇筑温度不大于T+6C（T为浇筑期旬平均气温）o（二）内外温差，混凝土块体内部平均温度与表面温度之差为内外温 差。为防止混凝土内外温差过大引起表面裂缝，施工中需控制混凝土内外 温差小于25CO（三）保温标准，混凝土表面裂缝多发生在

14、浇筑的初期，而初期的气温 骤降是引起表面裂缝的主要外因。当平均气温在23天内连续下降6 9C时，未满28天龄期的混凝土暴露表面可能产生裂缝。 因此应采取的保 温标准为2 第上上启岀却I第二四.六L;:i；4U 第一.三.五辰出水口桥桀中心线i如.网、几启进朋【第 r 三、五层平面布置图说明:1本图尺寸均以厘米为单位：2冷却水管采用热传导性好、并有定强度的镀锌管，应径42.4mm, K度3.2mm 3浇筑混凝土前握前进行通水试验，检测冷却管是否存在堵塞或破损。4冷却水管为暂定数呈，最终数呈以现场施工控制为准。第二、四、六层平和布置图：5资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除资料内

15、容仅供您学习参考.如有不当之处.请联系改正或者删!除113天内连续下降小于6 9CO资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除12（四）降温速率，控制降温速率可使混凝土内部温度应力得到及时释放，对减少温度裂缝具有重要意义。混凝土降温速率应控制在不大于3C/do3.3 采用 midascivil 进行水化热分析为了加快建模速度，且能更好的显示内部温度分布情况，采用1/4承台模型进行有限元水化热分析。完成1.5m的封底混凝土后，进行第一层2.5m的浇筑施工。图3.3-1第一层水化热分析1/4模型MIDASQZPOST母CWSXTe4

16、PFUTLRE5.19673*0010013沁401 4.17974&*01图3.3-2第一层浇筑30h后温度分布3.416013.1627Se*0012.$C8SC*C012j65425eM)0L5TAGE;C51Heaton HY Stfip 4,30.DM-MAX I MGM1U :任8资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除S 3.3-5第一层浇筑240h后温度分布资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除13g 3 3-3第一层浇筑60h后温度分布图3.3-4第一层浇筑120h后温度分布MDASiCMIPOST-PROCESSORT6P0WIRE5J

17、37e*OOl54JR；女TOl=44O32R*CO14,5361. *001 4,2G9iGe-H)0l4J00214J*001一3.73513c *C01 3699. *001.3.20107c *001 2534：5*0012为67W*m2*og xmSTAGEiCSlHgWG HV Step 7.OOMfMM I ?W8Mg : 25S3_：?七：羽:TP“三七M(*：CUN：g8Q0H测WX：0A72LZ: 0.2B4MIDASI&OSTftOCESSOR4.SS214.HJ01 4.3CM29e*0014.053a*00111358.*0013.56O72e*00L13l7

18、to*OOl 3.0G501e-H)Ol2.81716a*00Ls 2.S6S30.*001乙32H5e*00L10735$a*001STAGEJCSIHvdtMOn HY StcplO.120QMAX s 454、讪：266：_兗住：己辽運所三苍MQ：C曲個0373135?存芳4；t072LZiO 2B4MQASQxlIg&xi-xm4 57254eT0L434S3U-*01 4.117B3eM)0L 3陽OgYOL 3S26Si.*013.023CTO13.2O777U-HJ012.$6031CM)0L2.7S2S-*012.52Se*O(JLSTASEtCSlHeatonHYMA

19、X :心M】N : 26S0_Wir之主声三*oc农产：TP:C.$72L? O.2&4资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除14图33-6第一层浇筑500h后温度分布应力应力徊许氛碗直力笛存 7 班1鈕力忧图3.3-7第_层浇筑最高温度和最低温度单元的拉应力图表；庁丄厂：仁应存匸宀：？;；次门讦:遇朮|MIDASAMPC5TKCgS纠TCHFGHATIJRC迢OXZOl4.t7X*C0L73Bexm4.12557013矽476s3X 43,000资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改正或者删除资料内容仅供您学

20、习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除15拄宙力比图3.3-9第一层浇筑最高温度和最低温度单元拉应力比图表10天后进行第二层3.5m的浇筑施工。S 3.3-10第二层水化热分析1/4模型图3.3-11第二层浇筑30h后温度分布MroAS/OvuPO5TOR0CSefiraiPKATuRE4.7S271心I3S3X63a*Cl2S7M-C01338424.-023.1t055e*l2MS 心d2S631QWZJ8W.-KC1ZQLSdYn1.74XG*-)2STAGEiS!ZMbatJon HY Step 6,XjQHr MAX i 3370 M!NJ 3122SS：00)3/3)13Zi 0.

21、242垃应力比2F!au!X1793-S*M29M -Summary N：1000*00：at氛 8Hii：aelSOOQO资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除16MIDAS/vilIPBWURE442424a-014.1477Bi-l 3阳3力TH 3S矢心伽3318 36. 033.0415al2J550TH2/W56e01 2212丘1.9XC5.C1lS5955i-CfliSTAGE炸兰至工Hvckaaon HY Stp 9,fiOXJHr MAXi33 M】N :3H nc三弟：X：0腐|Mi图3.3-12第二层

22、浇筑60h后温度分布WDAS/tiviP05T佩0CES55TEMPERATURE6lJ93eYH3.4沏= 3.24Ci-C0L二眄9】站MOI 187426w-C012.知3SCYH2.SCM.X0l=13停SJiYI ZXZOl】.用6eYHi.s7ee8eotSTAG：*5|3 dlPOSTOfUXESSOftTEMPATu3.22&U4CC2=3.S087:a】2.y73S$aOiX7i7a02.2QLS 4H2.5C425a022.28M44C12.1(X24CC32誘98*6ST AGE二Hytatton NY Stop LAAW4MV 3830MIH i 3350N9；

23、SCT.S a 2：c弓心砂皈0】3-yx2：0.242圏3.3-14第二层浇筑240h后温度分布资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除图3.3-17第二层浇筑最高温度和最低温度圏表资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除17图3.3-15第二层浇筑500h后温度分布图3.3-16第二层浇筑最高温度和最低温度单元的拉应力圍表MDAS/GwlTEMPATLRE3.454ft*M1203)Hr：Summary-=-资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除图3.3-17第二层浇筑最高温度和最低温度圏表资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除1

24、8w .45e伽MifJM12C3ag 资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除19W3122 -是丸SummaryN：匕30eTGl龙aow-Mr：at 120X0图3.3-18第二一层浇筑最高温度和最低温度单元拉应力比圏表3.4 分析成果表表3.4-1序号施工工况内部最咼温度表面最低禺度温差最大拉应力容许拉应力1第一层53.3C31.5C21.8C2.753.52第二层47.2C27.1C19.9C2.703.53.5 结论从上面的计算结果来看，承台混凝土配合比及温控方案可行，承台施 工质量有保障，能满足相关规范及设计要求

25、。温度检测温控点布置：在每层混凝土 （2.5m和3.5m高度）内，沿纵、横轴 线两个方向设置温度传感器。温度传感器沿高度方向设置3层，分别距离 承台底面0.4m、1.25或1.5m、3m或3.5m ,距承台周边lm纵轴线上 设置3层、每层3个，横轴线上设置1层、每层设置9个温度传感器,单 个主墩承台共需温度传感器36个。五.温度控制措施根据上面的应力计算结果与分析，再根据工地现场的实际情况，制订 以下铉应力比W间（小时）lee二口|hcmvr- ,+ .&；|：U；c f皆厉力比资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除

26、20具体的温控措施:大体积混凝土主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两个方面的要 求。(1)在满足混凝土设计强度的前提下，尽量优化配合比，减少水泥 用量，确保水化热绝热温升不超过第2节中的规定的温控标准。(2 )采用双掺技术，掺用20%以上的优质粉煤灰，采用缓解水化热 效果好的外加剂，降低混凝土的水化热温升。(3)改善骨料级配在现场条件许可和保证质量的前提下，可选择较 大粒径的骨料及减少砂率。(4)调整施工时间，应尽量选择气温较低的日子施工，同时尽量安 排每一浇筑层的中下部混凝土在夜间和早上浇筑，表面在白天浇筑。(5)降低入仓温度，使混凝土的浇筑温度小于浇筑期的旬平均气 温，且不大于20Co1水

27、泥提前入罐,让其自然冷却，确保拌和前的水泥温度不高于60Co2当气温较高时，采用搭凉棚，堆高骨料、底层取料和用凉水喷淋骨料 等方法降低骨料温度。3当气温较高时，用冰水拌合混凝土。4加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回 升。当白天气温较高时,在混凝土输送管上覆盖保温布，并洒水降温，夜 间必须再揭开保温布散热。(6 )采用冷却水管1冷却水管的水平间距和上下层基本间距lm,水管间的间距误差不 得超资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考.如有不当之处诘联系改正或者删除21过5cm。2单根水管长度以小于160m为宜。3水管内通水流量为不小于l.O

28、mVh ,冷却水的进水口水温以不大于 平均气温。4冷却通水从水管被混凝土覆盖后开始，覆盖一层通水冷却一层，通 水时间不小于160h ,具体结束时间视混凝土温升、温降情况而定。5冷却水管应采用导热性能好的金属管，管内径大于36mm,水管安 装应保证质量”安装后应通水检查，防止管道漏水或阻塞。6应确保通水期间的水源和流量，中途不得发生停水事故。(7 )合理分层浇筑。(8 )分层浇筑时，应控制混凝土层间的浇筑间歇期，间歇期以10天 为宜。(9)表面保温与养护混凝土浇注完毕待初凝后立即在上表面进行保 温养护。表面采用保温材料(土工布或塑料薄膜加草袋)保温养护。在承 台的四周，采取保温材料覆盖模板进行养

29、护，拆模后,继续采用保温材料 进行覆盖养护。混凝土侧面应加强养护，使其始终保持湿润状态。(10 )为检验施工质量和温控效果,及时掌握温控信息，以便及时调 整和改进温控措施,应进行温度控制监测,及时掌握内外温差则可以及时 调整保护层厚度。大体积混凝土的温度应力和防裂问题是一个十分复杂的 问题，外界温度和湿度、施工条件、温控程序、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StiA/冗 六，温控监测为检查块体温度是否满足温控标准,温度控制措施是否有效，并便于 及时掌握温控信息，调整和改进温控措施z就必须进行温控监测。资料内容仅供您学习参考.如有不当之处话联系改