泸定大渡河特大桥雅安岸主塔承台大体积混凝土温控方案（未通水）

1、 泸定大渡河特大桥雅安岸主塔承台大体积混凝土温控方案武汉理工大学目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc413803235 1.概述 PAGEREF _Toc413803235 h 1 HYPERLINK l _Toc413803236 2.仿真计算及分析 PAGEREF _Toc413803236 h 1 HYPERLINK l _Toc413803237 2.1模型参数 PAGEREF _Toc413803237 h 1 HYPERLINK l _Toc413803238 2.2混凝土配合比及性能 PAGEREF _Toc413803238 h 2 HYPE

2、RLINK l _Toc413803239 2.3边界条件 PAGEREF _Toc413803239 h 3 HYPERLINK l _Toc413803240 2.3.1浇筑温度取值 PAGEREF _Toc413803240 h 3 HYPERLINK l _Toc413803241 2.3.2其他边界条件 PAGEREF _Toc413803241 h 4 HYPERLINK l _Toc413803242 2.4仿真计算结果 PAGEREF _Toc413803242 h 4 HYPERLINK l _Toc413803243 2.4.1温度计算结果 PAGEREF _Toc4138

3、03243 h 4 HYPERLINK l _Toc413803244 2.4.2应力计算结果 PAGEREF _Toc413803244 h 11 HYPERLINK l _Toc413803245 3.温控标准 PAGEREF _Toc413803245 h 19 HYPERLINK l _Toc413803246 4.温度控制措施 PAGEREF _Toc413803246 h 19 HYPERLINK l _Toc413803247 4.1配合比优化 PAGEREF _Toc413803247 h 19 HYPERLINK l _Toc413803248 4.2浇筑温度控制 PAGER

4、EF _Toc413803248 h 20 HYPERLINK l _Toc413803250 4.3保温保湿养护 PAGEREF _Toc413803250 h 22 HYPERLINK l _Toc413803251 5.现场监控 PAGEREF _Toc413803251 h 22 HYPERLINK l _Toc413803253 附图1：测温元件布置示意图 PAGEREF _Toc413803253 h 23泸定大渡河特大桥雅安岸主塔承台大体积混凝土温控方案- PAGE 22-1.概述雅康高速C15合同段起讫桩号为K97+398K99+630，全长2.232km。其中大渡河特大桥主桥

5、为1100m单跨悬索桥，钢混叠合桥道系，雅安岸为隧道锚，康定岸为重力式锚碇；引桥为334m及334m+334m连续梁桥。雅安岸主塔承台采用棱台型，每个塔柱对应一个承台。承台底面尺寸为28.8m28.8m，顶面尺寸为12.0m(纵)16.2m(横)，高9.0m，等截面部分高7.5m，变截面部分高1.5m；系梁长13.829m，宽10.0m，高7.5m。承台混凝土设计标号C40，为大体积混凝土结构。图1.1 承台总体平面布置图2.仿真计算及分析2.1模型参数雅安岸承台底面尺寸为28.8m28.8m，顶面尺寸为12.0m(纵)16.2m(横)，高9.0m，等截面部分高7.5m，变截面部分高1.5m；

6、系梁长13.829m，宽10.0m，高7.5m。承台分四层浇筑，每一层高均为2.25m，系梁中间部分设2m后浇段。承台混凝土受0.2m厚C20垫层混凝土及225根D2.8m钻孔灌注桩约束。根据混凝土结构对称性，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2.1。图2.1承台1/4（单次浇筑1/2）网格剖分图（附带垫层混凝土约束）2.2混凝土配合比及性能主塔承台混凝土设计强度等级为C40，配合比设计见表2.1。表2.1 C40混凝土配合比（kg/m3）水泥粉煤灰砂碎石水2551717671082145混凝土劈裂抗拉强度、物理热学参数参考已有工程经验并根据配合比进行计算，见表2.2、

7、表2.3。表2.2 C40混凝土劈裂抗拉强度参考值龄期3d7d28d半年抗拉强度（MPa）1.42.43.53.8表2.3 混凝土物理热学参数物理特性承台垫层弹性模量(MPa)3.51043.0104比热(kJ/kg)1.00.8比重kg/m324202400热传导率(KJ/m*hr*)108绝热温升()44.0/28d抗压强度(Mpa)4020强度发展系数a=4.5；b=0.95；d=1.11Japan(Hydration)/抗拉强度系数0.44/线膨胀系数1.0 x10-51.0 x10-5泊松比0.170.17构件理论厚度(m)2/开始收缩砼材龄(d)3/2.3边界条件2.3.1浇筑温度

8、取值桥址所在地泸定市降水少、日照多、昼夜温差大，多年月平均温度见表2.4。表2.4 泸定市月平均气温月份1月2月3月4月5月6月平均温度()-115-88-411015418720月份7月8月9月10月11月12月平均温度()921821619115-610-116雅安岸承台预计4月底浇筑，浇筑间隔期7d，可于5月底浇筑完成。4月底至5月底多年平均气温约为018，气温变化较大。根据以往工程经验，川西地区45月施工骨料温度可控制为18；采用转运和倒仓、延长储存时间、高温季节料仓遮阳和洒水等措施冷却胶材，水泥温度可控制为60，粉煤灰温度可控制为40；拌合水温度可控制为15。按照表2.1提供的混凝土

9、配合比，根据水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程附录D“混凝土出机口温度、浇筑温度计算”对承台混凝土出机口温度进行估算（表2.5），计算得C40混凝土出机口温度约为22.5。表2.5原材料温度及对应承台混凝土出机口温度原材料水泥粉煤灰砂碎石水减水剂出机口温度估算（）温度（）604018181515/单方重量（kg/m3）25517176710821454.222.5根据现场的施工工况，计算混凝土运输浇筑过程中的温升。按照混凝土罐车运输时间为60min、泵送距离50m、振捣时间1min、日平均气温525，根据水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程附录D“混凝土出机口温度、浇筑温度计算”对混

10、凝土运输浇筑过程中的温升进行计算。计算结果表明：在现有混凝土运输和浇筑工艺下，本工程混凝土运输及浇筑过程中的温升约为2.03.0，则承台混凝土浇筑温度估算为24.725.2，仿真计算取为25。2.3.2其他边界条件模板材质：1.8cm厚木模板；冷却水：无； 浇筑间隔期：7d；养护方法：侧面土工布覆盖；第一层至第三层顶面蓄水，最后浇筑的第四层覆盖塑料薄膜+土工布。2.4仿真计算结果2.4.1温度计算结果在以上设定条件下，主塔承台内部最高温度及最大内表温差结果见表2.6，相应龄期温度场分布见图2.2图2.5。表2.6主塔承台仿真计算结果浇筑层内部最高温度/最大内表温差/温峰及最大内表温差出现时间承

11、台第一层58.623.23d承台第二层60.423.63d承台第三层61.124.23d承台第四层60.623.73d注：混凝土内表温差指混凝土内部最高温度与同一时刻距表面50mm处的混凝土最低温度之差。3d温度场7d温度场28d温度场图2.2 承台第一层混凝土温度场分布图（单位：）3d温度场7d温度场28d温度场图2.3 承台第二层混凝土温度场分布图（单位：）3d温度场7d温度场28d温度场图2.4 承台第三层混凝土温度场分布图（单位：）3d温度场7d温度场28d温度场图2.4 承台第四层混凝土温度场分布图（单位：）由表2.6、图2.2图2.5可以看出，温峰及最大内表温差出现时间约为浇筑后第

12、3天。内部最高温度计算值符合大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009）“混凝土实际温升不超过50”的规定。内表温差符合公路桥涵施工技术规范（JTGT F50-2011）“大体积混凝土内表温差控制在25以内”的规定。2.4.2应力计算结果在以上设定条件下，主塔承台温度应力计算结果见表2.7，相应龄期应力场分布见图2.6图2.9。表2.7主塔承台仿真计算结果浇筑层温度应力/Mpa3d7d28d半年承台第一层0.830.932.232.14承台第二层0.900.741.771.73承台第三层0.940.801.501.48承台第四层0.860.640.800.693d应力场7d应力场28d应

13、力场半年应力场图2.6 承台第一层混凝土应力场分布图3d应力场7d应力场28d应力场半年应力场图2.7 承台第二层混凝土应力场分布图3d应力场7d应力场28d应力场半年应力场图2.8 承台第三层混凝土应力场分布图3d应力场7d应力场28d应力场半年应力场图2.9 承台第四层混凝土应力场分布图由表2.6、图2.6图2.9可以看出，承台各浇筑层混凝土早期膨胀，3d应力发展较快，集中于构件上表面及侧面，为内表温差引起的拉应力；混凝土后期收缩，7d后有部分应力向构件内部转移并逐渐发展至稳定水平。中后期于第一层系梁变截面处产生一定应力集中。各龄期温度应力较相应龄期的劈裂抗拉强度参考值小，抗开裂能力较强。

14、开裂风险点在于：承台第一层中后期，系梁变截面处存在一定应力集中，建议该部位增设防裂钢筋网并加掺一定量的高能膨胀剂，保湿养护等附加防裂措施；计算浇筑间隔期为7d，应注意避免浇筑间隔期过长引起承台约束过大。3.温控标准根据本工程的实际情况，参考公路桥涵施工技术规范（JTGT F50-2011）、大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009）相关规定，根据本工程的实际情况，根据仿真计算结果，对主塔承台大体积混凝土制定温控标准见表3.1。表3.1 主塔承台大体积混凝土温控标准构件标号浇筑温度()内部温度()内表温差()降温速率(/d)承台C4010且2870252.04.温度控制措施在混凝土施工中

15、，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。根据仿真计算结果及构件性能要求对主塔承台大体积混凝土控裂给出建议。4.1配合比优化4.1.1原材料优选原材料选取需考虑的因素见表4.1。表4.1混凝土原材料选取考量因素原材料考量因素水泥比表面积、强度、C3A含量、碱含量粉煤灰烧失量、需水量比细骨料含泥量、细度模数粗骨料含泥量、级配外加剂减水率、适应性为改善混凝土的抗裂性能，应选用低水化热和含碱量偏低的水泥。水泥应符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

16、(GB175)标准中相应等级要求，尽可能避免使用早强水泥、磨细水泥和C3A含量高的水泥。不得使用新出厂的水泥，需放置至温度60再使用。应优选组分均匀、各项性能指标稳定的矿物掺和料，注重需水量比、细度和烧失量等关键指标。应选用质地均匀坚固粒形和级配良好、吸水率低、孔隙小的洁净骨料。骨料应符合国标建筑用砂（GB/T14684）和建筑用卵石、碎石（GB/T14685）的技术要求。选择料场时必须对骨料进行潜在活性的检测，不得采用可能发生碱骨料反应的活性骨料。使用聚羧酸类高效减水剂，可有效降低单方混凝土用水量，提高混凝土和易性。聚羧酸系高性能减水剂进场后必须进行匀质性检验，使用前应进行混凝土适应性试验，

17、质量应符合聚羧酸系高性能减水剂（JG/T 223）要求。4.1.2配合比优化采用新型胶材体系，降低水泥用量以降低水化热。在满足混凝土工作性和强度条件下，最大限度地减少胶凝材料用量及浆体率，这是提高混凝土体积稳定性和抗裂性的一条重要措施。在胶材总量确定的情况下，尽量减小水泥用量，使用大掺量矿物掺合料，实现混凝土的高性能化。选择适宜的水胶比，控制最大用水量。将拌和水最大用量作为控制混凝土耐久性的重要指标，比控制最大水胶比更为有利。因为控制水胶比不能解决混凝土中因浆体过多引起的收缩、水化热增加等负面影响。为尽量降低胶凝材料用量，增加集料所占的比例，提高混凝土抗渗、防裂性能。采用矿物掺和料与高效减水剂

18、双掺。矿物掺和料可以改善混凝土中细微颗粒的级配，提高浆体和界面的致密性；改善混凝土拌合物的施工性能；降低混凝土内部由于水泥水化热而产生的温升；改善胶凝材料的组分，提高抵抗环境中化学介质腐蚀的能力；调整混凝土内部实际强度的发展。矿物掺和料与高效减水剂的叠加效应可达到减少水泥用量和用水量、密实混凝土内部结构的目的，使混凝土强度、耐久性得以改善。延长混凝土缓凝时间以推迟并削弱温峰。C40承台混凝土4月底5月底施工实验室凝结时间控制至2530h。4.2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。本桥施工对大体积混凝土浇筑温度的要求为不低于10且不高于28。浇筑温度主要受原材料温度、气温等影响。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段浇筑混凝土比较重要。承台混凝土浇筑时间预计为4月底5月底，平均气温为020，浇筑温度较易控制。需着重注意胶凝材料应放置至充分冷却后使用，尤其水泥一定要冷却至60，禁止使用刚出厂的新鲜水泥。一般可采取多次倒仓的措施降温，其冷却效果与倒仓的次数密切相关，受场地和胶凝材料筒仓