C~C大体积混凝土温度控制方案报告篇31

目录1概述 12承台、塔座及塔柱混凝土配合比优化设计 22.1原材料的选择 22.2密实骨架堆积法混凝土配合比设计 22.3配合比优化调整 32.4混凝土长期性能和耐久性能 42.4.1抗裂性能研究 42.4.2抗渗性能 62.4.3抗冻性能 72.4.4抗硫酸盐侵蚀 83混凝土浇筑分层 94大体积混凝土温控计算 104.1计算条件 104.2承台混凝土温度计算结果 124.2.1温度计算云图 124.3塔座温度计算结果 164.3.1温度计算云图 164.3.2温度应力计算云图 174.4下塔柱实心段温度计算结果 184.4.1温度计算云图 184.4.2温度应力计算云图 224.5中下塔柱连接段混凝土浇注工况对比分析 234.5.1中下塔柱连接段无冷却水管温度计算结果 234.5.1.1温度计算云图 234.5.1.2温度应力计算云图 284.5.2中下塔柱连接段通冷却水管温度计算结果 294.5.2.1温度计算云图 294.5.2.2温度应力计算云图 334.6中上塔柱连接段温度计算结果 344.6.1温度计算云图 344.6.2温度应力计算云图 384.7温度场应力场计算结果分析 395温度控制标准 406混凝土温控措施及实施细则 406.1混凝土原材料选择及质量控制 406.2混凝土配合比 416.3对混凝土施工的一般要求 416.4混凝土浇筑温度的控制 426.5保温及养护 427温控施工的现场监测 438温控施工质量保证措施 509温控建议 50附件1 521概述嘉绍跨江大桥Ⅳ标，即北侧主桥下部（Z1-Z5基础、承台），索塔及钢箱梁安装施工；主航道桥为六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，其跨径布置为70+200+5×428+200+70=2680米。索塔采用独柱型索塔，索塔总高度为169.964～173.174m。索塔基础采用圆形承台，承台顶面设计标高为-4.5米。Z4＃～Z5＃索塔承台直径为40.6米，厚6.0米，下设32根D2.50米的钻孔灌注桩，单桩桩长约115米；Z3＃索塔承台直径为39.0米，厚6.0米，下设30根D2.50米的钻孔灌注桩，单桩桩长约112米。在塔柱与承台之间设置了桥位区总的气象特征为四季分明、雨量充沛、温暖湿润。对施工不利的气象条件主要有台风、大风、大雨、冰冻和雾（低能见度）天气。南岸全年以偏南风为主，冬季以偏北和南风为主，其余各季以偏南风为主。工程区年平均风速2.7m/s，实测最大风速为19m/s，年大风日数约5d。工程区年均气温16℃左右，极端最高气温40.0℃左右，极端最低气温-12.4℃，最冷月（1月）平均气温3.8℃，最热月（7月）平均气温28.7℃，年35C平均日数约20.3d。工程区年均降雨量为1485mm，年最大降水1949mm，年最少降水975mm。年降水日数158d，年平均暴雨日数3.5d。日最大降水量为217mm，1小时最大降水量为78mm。钱塘江河口尖山河段河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌，最大水深10m左右，为非正规半日浅海潮流，水位每日两涨两落，水流属往复流，但不对称性较明显，涨潮流大于落潮流，桥址处无长期潮位观测站，依据桥址断面2003年5月短期观测资料，观测期实测最高潮位5.45m，平均高潮位4.02m；最低潮位-3.15m，平均低潮位-2.41m；最大潮差8.59m，平均潮差6.44m。索塔承台直径为39.0～40.6米，厚6.0米，塔座与实心段塔柱结构断面尺寸与实体尺寸均超过1m，混凝土一次浇注量大，属于典型的海工大体积混凝土。由于混凝土的水化热作用，混凝土浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段，在这个过程中混凝土的体积在温度变化影响下亦随之伸缩，若各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力，如果该应力超过混凝土的抗裂能力将导致混凝土开裂；因此为了避免混凝土出现裂缝，提高混凝土耐久性，保证工程质量，必须对混凝土的配合比进行优化设计和采取温控养护措施。同时承台、塔座以及实心段的混凝土均属于海工混凝土，对抗Cl-1渗透性有较高的要求，根据设计要求承台C30混凝土56天抗Cl-1渗透系数≤3.0×10−12m2/s，塔柱C50混凝土56天抗Cl-1渗透系数≤1.5×10−12m2/s。所以在配合比设计时既要考虑降低水化热又要保持其高耐久性。大量工程调查和检测表明，采用冷却水管方案进行施工时，冷却水管内后期压浆80%不能压密实，这就存在影响混凝土耐久性能的薄弱环节，特别对于海工混凝土，当Cl-1渗透进入混凝土内部后会引起钢筋锈蚀。为此嘉绍跨江大桥Ⅳ标项目部委托武汉理工大学对承台、塔座及实心段塔柱进行配合比优化设计和温控方案的设计，通过配合比的优化减少水泥用量，降低水化热，取消冷却水管，从结构上提高耐久性能。2承台、塔座及塔柱混凝土配合比优化设计2.1原材料的选择在进行原材料的选择时应该遵循以下原则：(1)选用发热量低的水泥，在大体积混凝土中，水泥水化热是决定混凝土绝热温升值的最重要和最直接的因素，选用发热量低的水泥可以降低水泥水化热，减小混凝土内外温差。(2)选用级配好、空隙率小的集料，一方面骨料本身的强度就远大于水泥胶体，另一方面，采用连续级配的骨料，可以提高骨料在混凝土中所占的体积，提高混凝土的密实性，并可以节约水泥降低了水泥水化热和减少用水量。(3)掺合料，大体积混凝土最好选用优质粉煤灰和矿粉作为掺合料。粉煤灰可提高混凝土的和易性，大大改善混凝土的工作性能和耐久性，取代水泥可以降低水化热，但粉煤灰的掺量较大时对早期强度影响较大。矿粉取代水泥，也可降低水化热，与粉煤灰比较还能提高早期强度。为此嘉绍跨江大桥大体积混凝土选用以下原材料：水泥：安徽“海螺”P.042.5R水泥，比表面积为377m2/kg；粉煤灰：浙江长兴电厂I级灰，需水量比为92%，细度为4.8%（筛余）；矿粉：浙江拓翔建材S95级灰，比表面积＞400m2/kg，实测比表面积为428m2/kg，流动度比为98%，7天活性指数为81%，28天活性指数为101%；砂：江西赣江河中砂，细度模数2.5～3.1；石：德清下柏石场5～25mm连续级配碎石，压碎值≤6.1%；减水剂：浙江五龙ZWL-A-IX缓凝高效减水剂，减水率为28.6%。2.2密实骨架堆积法混凝土配合比设计当混凝土中水泥用量大时，其水化温升高，收缩大，易产生温度裂缝。为此，本课题组采用密实骨架堆积法进行混凝土配合比设计，从而达到了减少胶凝材料用量、提高混凝土耐久性和体积稳定性的目的。密实骨架堆积设计法不仅可以优化集料的组成级配，而且显著提高了混凝土材料的结构致密性，在保证混凝土具有良好工作性的条件下，最大限度的降低胶凝材料的用量进而提高混凝土的力学性能、耐久性和经济性。用密实骨架设计配合比，是通过寻求混凝土中的粗细骨料的最大密度来寻找最小空隙率，因为粉煤灰的密度及细度都比砂要小，因此可以在找出粗细骨料的最佳比例后，再通过寻求掺合料和粗细骨料的最大密度，计算出最紧密堆积时粗细骨料、掺合料的最佳比例。从而确定混凝土的初步基准配合比（表2-1）。表2-1基准配合比编号各组分用量（kg/m3）水水泥粉煤灰砂石C301582301607951055C401502601707801060C501503501307701050由表2-1可以看出由密实骨架法设计出的基准配合比水泥用量还是较大，为了降低混凝土每方的水泥用量，需要通过掺加矿粉和外加剂进行优化。2.3配合比优化调整考虑到水泥用量太大，混凝土的水化温升高，强度富余系数高，课题组采用矿粉超量取代部分水泥和粉煤灰，对密实骨架堆积法混凝土的配合比进行了优化调整，得到承台大体积C30混凝土配合比见表2-2所示：表2-2承台C30混凝土配合比编号原材料用量（kg/m3）塌落度(mm强度(Mpa)水泥粉煤灰矿粉砂碎石外加剂水0h1h7d28dA112015014079510553.814221019534.349.1A29615916379510553.814222020032.545.8注：根据施工时气温和原材料实际情况建议，减水剂掺量在原剂量的±0.2%范围内调节由表2-2可以看出以上两组混凝土的工作性能和力学性能均满足C30混凝土的设计和施工要求，但考虑在满足强度的前提下优先选用水泥用量少的配合比，故选用配合比A2进行研究。表2-3塔座C40混凝土配合比编号原材料用量（kg/m3）塌落度(mm强度(Mpa)水泥粉煤灰矿粉砂碎石外加剂水0h1h7d28dB114014014078010604.7314522020037.952.1B216014014078010604.8413421019538.252.8注：根据施工时气温和原材料实际情况建议，减水剂掺量在原剂量的±0.2%范围内调节由表2-3可以看出以上两组混凝土的工作性能和力学性能均满足C40混凝土的设计和施工要求，为了节约成本和便于施工选用配合比B1进行研究。表2-4塔柱C50混凝土配合比编号原材料用量（kg/m3）塌落度(mm强度(Mpa)水泥粉煤灰矿粉砂碎石外加剂水0h1h7d28dC23012011077010505.2814521019547.664.5由表2-4可以看出优化后的C50配合比大大减少了水泥用量，工作性能和力学性能都满足设计和施工要求。2.4混凝土长期性能和耐久性能混凝土的耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素作用下保持其工作能力的性能。高性能混凝土与普通混凝土相比，其水灰比低、密实度高、强度较高、体积稳定性好，所以具有很好的耐久性，这是高性能混凝土得以在工程中应用的最重要原因。高性能混凝土的优良耐久性，主要包括渗透性、抗硫酸盐侵蚀、抗冻性、碱-骨料反应、耐磨性和抗碳化性等。下面就C30~C50大体积混凝土的抗裂性、抗渗性、抗氯离子渗透性等进行了研究。2.4.1抗裂性能研究我国最新的《混凝土结构耐久性设计与施工指南》中推荐了笠井芳夫提出的混凝土(砂浆)早期抗裂性测试方法，本课题采用了此方法。其试件尺寸为600mm×600mm×63mm，试验步骤如下：（1）将混凝土浇筑到平面钢制模具内，然后振捣，直到混凝土被捣实且大约与模具顶部齐平。振捣后用抹刀把表面收平，使骨料不外露且表面平实，然后立即用塑料薄膜覆盖，2h后取下薄膜。（2）用电风扇直吹试件表面，风速为8m/s，风向平行于试件表面，同时把试件置于(20±2)℃，相对湿度(60±5)%的环境中。隔段时间观察一次，直至出现裂缝，然后记录初始裂缝出现的时间，初始裂缝的长度和宽度。6h时(从浇筑混凝土开始计时)观察一下试件裂缝数量、宽度和长度。24h后(从浇筑混凝土开始计时)开始观察试件裂缝数量、宽度和长度，裂缝以肉眼可见为准，用钢尺测量其长度，近似取裂缝两端直线距离为裂缝长度。当裂缝出现明显弯折时，以折线长度之和代表裂缝长度。裂缝宽度用便携型裂缝宽度测量仪-CRACKVIEWER进行测量。CRACKVIEWER型号为FCV-21，由照相机、PDA（东芝GENIOe830）、及其它附属品组成。裂缝检出精确度为±0.05mm以下，裂缝检出范围为0.05～2.0mm。抗裂性指标计算：①裂缝的平均裂开面积：(mm2/根)②单位面积的开裂裂缝数目：(根/m2)③单位面积上的总裂开面积：(mm2/m2)式中Wi—第i根裂缝的最大宽度mm；Li—第i根裂缝的长度，mm；N—总裂缝数目，根；A—平板的面积0.36m2试件早期的开裂敏感性评价准则如下：①仅有非常细的裂纹；②裂缝平均开裂面积<10mm2；③单位面积开裂裂缝数目<10根/m2；④单位面积上的总裂开面积<100mm2/m2。按照上述四个准则，将开裂敏感性划分为五个等级：Ⅰ级——全部满足上述四个条件；Ⅱ级——满足上述四个条件中的3个；Ⅲ级——满足上述四个条件中的2个；Ⅳ级——满足上述四个条件中的1个；Ⅴ级——一个也不满足。

表2-5混凝土早期平板开裂观测结果编号初裂时间/h裂缝最大宽度/mm裂缝平均开裂面积/mm2单位面积裂缝数目/根·m-2单位面积的总开裂面积/mm2评定等级A25.70.171.61136186.2ⅢB16.00.151.55114137.6ⅢC6.70.141.57102121.8Ⅲ由表2-5中可以看出所设计的配合比的抗裂等级均达到Ⅲ级。2.4.2抗渗性能中华人民共和国交通行业标准《公路工程水泥与水泥混凝土试验规程(JTGE30-2005)》通过给受检混凝土试件施加水压的方法，使水在混凝土中迁移，根据水在不同混凝土中的迁移差别来描述混凝土的抗渗性能；快速Cl-1渗透试验方法，即ASTMC1202-97广泛用于美国及西方国家，在受检混凝土试件两端施加电压，通过计算6h电通量来定量判定混凝土的抗渗透性能。从相关文献中查阅，两中方法都可用于评价混凝土的抗渗透性，但对高性能混凝土抗渗透性的测试方法存在不同的认识。本文分别用两种方法进行测试来分析对比。(1)水压力试验按国标对不同强度等级的三组配比进行抗渗透性能试验，采用上底为Ф175mm，下底为Ф185mm，高为150mm的标准试件，标准养护28d后进行抗渗试验，试验水压从0.1Mpa开始，每间隔8h增加水压0.1Mpa，当六个试件中有3个试件表面出现渗水时，即可停止试验，记录此时的水压力。混凝土的抗渗等级由未渗水的4个试件的最大水压力表示。P=10H-1式中P为抗渗等级，H为六个试件中3个试件表面渗水时的水压力。通过试验所设计的C30混凝土抗渗等级达到P18，C40混凝土抗渗等级达到P20，C50混凝土抗渗等级达到P25以上。(2)快速氯离子渗透试验本实验采用RCM法测定混凝土中Cl-1非稳态快速迁移的扩散系数，定量评价混凝土抗Cl-1的扩散能力。室内试验用150mm×150mm×150mm试模制作试件，制作完毕后用塑料薄膜覆盖并移至标准养护室，24h后拆模并浸入标养室的水池中，试验龄期前7d加工成标准试件(Ф100±1mm，h=50±2mm，加工成的试件至少切去混凝土表皮20mm)然后浸没于养护室水池中至试验龄期。试验对所设计的混凝土进行了快速氯离子渗透实试验。试验结果见表2-6，Cl-1扩散系数随混凝土龄期的变化规律，试验龄期为28d、56d，从表中看出，28dCl-1扩散系数为(2.0-3.5)×10-12m2/s，56dCl-1扩散系数为(1.0-2.0)×10-12m2/s，大大提高了混凝土的使用寿命。另外，Cl-1的扩散系数随混凝土龄期的延长而降低。表2-6Cl-1扩散系数试验结果配合比编号Cl-1扩散系数（×10−12m28d56dA23.12.0B12.81.5C2.31.02.4.3抗冻性能本试验参照普通混凝土抗冻性能试验，采用慢冻法，以混凝土试件所经受的冻融循环次数指标为抗冻标号。试件尺寸100mm×100mm×100mm，试件标准养护28d龄期时进行冻融循环，试验前4d将试件从养护室取出，进行外观观察，随后放入15～20℃水中浸泡，水面至少高出试块20mm，试件浸泡4d后进行冻融循环试验，冻融温度为−15～−20℃，试验4h后取出，并立即将抗冻试件放入水温为15～20℃的水槽中，再融化4h为一个冻融循环。对比试件在养护室中养护，待完成冻融循环后，与抗冻试件同时试压。混凝土抗冻标号以同时满足强度损失率≤25％，重量损失率≤5％的最大循环数表示。对所设计的C30、C40和C50混凝土配合比进行抗冻试验，该试验留置7组试件，28d龄期抗压强度1组，其余6组中，有4组作冻融试验，分别经受200、300次循环后，各试压2组冻融试件，另外2组试件作对比试验用，试验结果见表2-7、2-8、2-9。表2-7承台C30混凝土抗冻试验结果检测项目200次循环300次循环123123标准养护强度(Mpa)46.347.247.948.148.647.9冻融循环后强度(Mpa)40.241.241.838.939.439.1强度损失(％)13.212.712.719.118.918.4质量损失(％)2.01.51.34.23.33.0抗冻标号F300试件外观完整、无脱落碎块完整、无脱落碎块表2-8塔座C40混凝土抗冻试验结果检测项目200次循环300次循环123123标准养护强度(Mpa)51.853.452.654.153.854.7冻融循环后强度(Mpa)46.147.547.844.543.945.2强度损失(％)11.110.99.117.718.417.4质量损失(％)1.41.51.83.53.13.4抗冻标号F300试件外观完整、无脱落碎块完整、无脱落碎块表2-9塔柱C50混凝土抗冻试验结果检测项目200次循环300次循环123123标准养护强度(Mpa)59.860.160.361.260.561.3冻融循环后强度(Mpa)55.256.153.951.651.852.1强度损失(％)7.76.710.615.714.415.0质量损失(％)1.11.00.82.23.02.7抗冻标号F300试件外观完整、无脱落碎块完整、无脱落碎块由表2-7、2-8和2-9可以看出，试件经受200、300次循环后，其强度损失率均小于25％(标准规定)，质量损失较小，混凝土具有较高的抗冻融性能，所设计的C30、C40和C50混凝土抗冻标号均大于F300。2.4.4抗硫酸盐侵蚀本试验采用《混凝土长期性能和耐久性能试验方法(GBJ82-85)》，将l00mm×100mm×l00mm尺寸的试件成型30h拆模，放入温度为20±2℃，相对湿度为60±5％的养护室中养护至7d龄期，再将试件分别置于8％硫酸盐溶液中侵蚀，同时将对比试件仍置于标准养护室中，在28d后将侵蚀试件和标准试件同时进行试压，检测其抗压强度，结果见表2-10。表2-10混凝土抗硫酸盐侵蚀试验编号抗压强度/Mpa抗蚀系数对比件侵蚀件C3045.946.2100.7%C4053.452.698.5%C5060.159.799.3%试验结果表明，掺入矿物掺合料减少了混凝土表面的裂缝，改善了混凝土的孔结构，提高了混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。3混凝土浇筑分层嘉绍承台混凝土强度等级为C30，塔座部位混凝土强度等级为C40，塔柱实心段混凝土强度等级为C50。考虑温控及施工需要，浇注工作应按照承台、塔座及塔柱结构尺寸并参考设计图纸进行。其中，承台分为2.5m和3.5m两层进行浇注；塔座一次浇筑完成；下塔柱实心段塔柱分为两层浇筑，每层3m，由于下塔柱施工期间天气炎热且浇注层较厚，需采取预铺冷却水管的方式进行施工；中下塔柱连接段分为1.5m、4.5m和4.5m三层进行浇注；中上塔柱连接段分为1.5m和4.26m两层进行浇注。混凝土分层浇筑示意图如下：图3-1承台、塔座及下塔柱实心段部分混凝土分层浇筑示意图（单位：m）图3-2中下塔柱连接段部分混凝土分层浇筑示意图（单位：m）图3-3中上塔柱连接段部分混凝土分层浇筑示意图（单位：m）4大体积混凝土温控计算运用有限元软件，分析了嘉绍大桥主塔承台、塔座及塔柱大体积混凝土温度场及温度应力场。承台为C30混凝土，塔座为C40混凝土，塔柱为C50混凝土。图4-1有限元分析模型图4.1计算条件（1）施工时间及进度等施工时间：承台及塔柱部分浇注时间为2010年7月至8月，下塔柱实心段部分浇注时间为2010年9月至12月，中下塔柱连接段部分浇注时间为2010年11月至2011年2月之间，中上塔柱连接段部分浇注时间为2011年1月至4月浇筑层厚：按施工图所述分层进行施工进度：按施工图所述施工进度进行浇筑温度：根据各个部分施工时间的不同，混凝土的浇注温度亦会变化，分析计算时承台及塔座部分混凝土浇筑温度按35℃计算，下塔柱实心段部分混凝土浇筑温度按26℃计算，中下塔柱连接段部分混凝土浇筑温度按25℃计算，中下塔柱连接段部分混凝土浇筑温度按18℃计算放热系数：β=14W/m2·℃导温系数（C30）:0.07导温系数（C40）:0.08导温系数（C50）:0.09绝热升温（C30）:25.4℃绝热升温（C40）:30.3℃绝热升温（C50）:41.6℃线膨胀系数：8.9×10-6/℃比热：1.0（kJ/kg）·℃（2）混凝土性能相关参数混凝土容重2350-2400kg/m混凝土绝热温升：Tr（t）=WQ0（1-e-mt）/Cγ混凝土弹性模量：混凝土徐变度：（3）气温，为浇注期间的当地平均温度，t及取值随施工时间变化，另外加3℃辐射热（侧面不加）4.2承台混凝土温度计算结果4.2.1温度计算云图图4-2-1承台第一层第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-2-2承台第一层第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-2-3承台第一层第28天水化热温度云图（单位：℃）图4-2-4承台第二层第3天水化热温度云图（单位：℃图4-2-5承台第二层第7天水化热温度云图（单位：℃图4-2-6承台第二层第28天水化热温度云图（单位：℃图4-2-7承台水化热温度云图（单位：℃通过温度分析，承台混凝土最高温度、最大温差见表4-2-表4-2-1承台混凝土温度分析结果（层号最高温度最大温差承台第一层56.821.5承台第二层60.323.84.3塔座温度计算结果4.3.1温度计算云图图4-3-1塔座第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-3-2塔座第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-3-3塔座第28天水化热温度云图（单位：℃）通过温度分析，承台混凝土最高温度、最大温差见表4-3-1。表4-3-1塔座混凝土温度分析结果（℃）层号最高温度最大温差塔座68.123.14.3.2温度应力计算云图图4-3-4混凝土温度应力场（单位：Mpa）通过温度应力分析，塔座混凝土最大主应力见表4-3-2。表4-3-2塔座龄期层号第3天第7天第28天塔座0.4330.7461.0284.4下塔柱实心段温度计算结果4.4.1温度计算云图图4-4-1下塔柱第一层第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-4-2下塔柱第一层第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-4-3下塔柱第一层第28天水化热温度云图（单位：℃图4-4-4下塔柱第二层第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-4-5下塔柱第二层第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-4-6下塔柱第二层第28天水化热温度云图（单位：℃）图4-4-7下塔柱水化热温度云图（单位：℃）通过温度分析，承台混凝土最高温度、最大温差见表4-4-1。表4-4-1下塔柱混凝土温度分析结果（℃）层号最高温度最大温差下塔柱第一层68.123.7下塔柱第二层68.221.54.4.2温度应力计算云图图4-4-8混凝土温度应力场（通过温度应力分析，下塔柱混凝土最大主应力见表4-4-2。表4-4-2龄期层号第3天第7天第28天下塔柱第一层0.421.081.59下塔柱第二层0.511.01.434.5中下塔柱连接段混凝土浇注工况对比分析4.5.1中下塔柱连接段无冷却水管温度计算结果4.5.1.1温度计算云图图4-5-1中下塔柱第一层第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-2中下塔柱第一层第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-3中下塔柱第一层第28天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-4中下塔柱第二层第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-5中下塔柱第二层第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-6下塔柱第二层第28天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-7中下塔柱第三层第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-8中下塔柱第三层第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-9中下塔柱第三层第28天水化热温度云图（单位：℃）图4-5-10中下塔柱水化热温度云图（单位：℃）通过温度分析，中下塔柱混凝土最高温度、最大温差见表4-5-1。表4-5-1中下塔柱混凝土温度分析结果（层号最高温度最大温差中下塔柱第一层55.222.8中下塔柱第二层67.023.3中下塔柱第三层67.322.54.5.1.2温度应力计算云图图4-5-11中下塔柱混凝土温度应力场（单位：Mpa通过温度应力分析，下塔柱混凝土最大主应力见表4-5-2。表4-5-2龄期层号第3天第7天第28天中下塔柱第一层0.410.901.41中下塔柱第一层0.521.031.59中下塔柱第一层0.500.901.504.5.2中下塔柱连接段通冷却水管温度计算结果4.5.2.1温度计算云图中下塔柱第一层为1.5m，厚度较小，分析时未通冷却水管。由于其对流条件较好，上部水化放热过程对其影响较小，在此仅列出第二层以及第三层的水化放热分析情况。图4-5-12中下塔柱第二层第3天水化热温度云图（单位：℃图4-5-13中下塔柱第二层第7天水化热温度云图（单位：℃图4-5-14下塔柱第二层第28天水化热温度云图（单位：℃图4-5-15中下塔柱第三层第3天水化热温度云图（单位：℃图4-5-16中下塔柱第三层第7天水化热温度云图（单位：℃图4-5-17中下塔柱第三层第28天水化热温度云图（单位：图4-5-18中下塔柱水化热温度云图（单位：通过温度分析，中下塔柱混凝土最高温度、最大温差见表4-5-3。表4-5-3中下塔柱混凝土温度分析结果（℃）层号最高温度最大温差中下塔柱第二层62.621.7中下塔柱第三层62.421.04.5.2.2温度应力计算云图图4-5-19中下塔柱混凝土温度应力场（单位：Mpa通过温度应力分析，下塔柱混凝土最大主应力见表4-5-4。表4-5-4中下塔柱混凝土最大主应力表（Mpa）龄期层号第3天第7天第28天中下塔柱第一层0.470.991.52中下塔柱第一层0.430.861.424.6中上塔柱连接段温度计算结果4.6.1温度计算云图图4-6-1中上塔柱第一层第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-6-2中上塔柱第一层第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-6-3中上塔柱第一层第28天水化热温度云图（单位：℃）图4-6-4中上塔柱第二层第3天水化热温度云图（单位：℃）图4-6-5中上塔柱第二层第7天水化热温度云图（单位：℃）图4-6-6中上塔柱第二层第28天水化热温度云图（单位：℃）图4-6-7中上塔柱水化热温度云图（单位：℃）通过温度分析，中上塔柱混凝土最高温度、最大温差见表4-6表4-6-1中上塔柱混凝土温度分析结果（层号最高温度最大温差中下塔柱第一层50.022.5中下塔柱第二层56.823.94.6.2温度应力计算云图图4-6-8中上塔柱混凝土温度应力场（单位：Mpa）通过温度应力分析，中上塔柱混凝土最大主应力见表4-6-2。表4-6-2中上龄期层号第3天第7天第28天下塔柱第一层0.410.781.39下塔柱第一层0.560.901.46表4-7大体积混凝土劈裂抗拉强度（Mpa）龄期（d）3728C30混凝土1.192.683.42C40混凝土1.872.903.57C50混凝土1.933.213.954.7温度场应力场计算结果分析根据温度场和应力场计算所得的云图，分析得到如下结论：（1）嘉绍大桥承台混凝土6m分两次次浇筑，层高分别为2.5m和3.5m，混凝土初凝时间20h。混凝土入模温度为35℃，大体积混凝土温峰到达时间为每层浇注后第3天，承台第一层混凝土最高温度为56.8℃，内外最大温差为21.5℃，承台第二层混凝土最高温度为60.3℃，内外最大温差为23.8℃。满足设计提出的混凝土内表最大温差＜25℃和降温速率小于2℃/d的设计要求，经分析承台施工可采用不通冷却水方案。（2）塔座混凝土2.5m一次浇筑，大体积混凝土温峰到达时间为3天，塔座C40混凝土在承台混凝土不通冷却水的情况下最高温度为68.1℃，内外最大温差为23.1℃，满足设计提出的混凝土内表最大温差＜25℃的设计要求。（3）下塔柱实心段采用通冷却水方案，分两层浇筑，每层3m。大体积混凝土温峰到达时间为3-4天，塔柱各层C50混凝土最高温度控制在68℃左右，内外最大温差为21.5～23.7℃。最高温度未超过设计提出的混凝土内部最高温度＜75℃的要求，且混凝土内表最大温差满足设计提出的混凝土内表最大温差＜25℃的设计要求。（4）中下塔柱连接段分三层浇注，高度分别为1.5m、4.5m和4.5m。通过对取消冷却水管和预埋冷却水管两种工况的对比分析得出：取消冷却水管进行浇注时的最高温度控制在67.3℃以内，最大内表温差控制在23.3℃以内；预埋冷却水管进行浇注时的最高温度控制在62.6℃以内，最大内表温差控制在21.7℃以内。两种工况均满足相关设计要求，而鉴于中下塔柱连接段的浇注时间在2010年11月-2011年2月之间，其间混凝土浇注温度和室外温度相对较低，在加强保温的条件下，可采取取消通冷却水的方式进行施工，施工过程中应注意混凝土的相关养护措施。（5）中上塔柱连接段分为两层进行浇筑，高度分别为1.5m和4.26m。中上塔柱连接段C50混凝土最高温度控制在57℃以内，内外最大温差为23.9℃。最高温度未超过设计提出的混凝土内部最高温度＜75℃的要求，且混凝土内表最大温差满足设计提出的混凝土内表最大温差＜25℃的设计要求。（6）由温度应力场的分析可知，各工程部位混凝土每一层不同龄期的最大应力均小于同龄期混凝土的劈裂抗拉强度，同时具有较大安全系数。浇注完毕后应进行保湿养护（最好能顶面蓄水10~20cm），对于不通冷却水施工的混凝土层应适当延长脱模时间（7）由于下塔柱混凝土施工期间气温较高，且C50混凝土水化放热较大，因工期要求采取的分两层浇注，应注意较高水化升温引起的温度应力，故建议采取通冷却水的方式进行施工。承台大体积混凝土通水方案其最高温升比不通水方案只降低2.7℃，内外温差降低1.5℃；中下塔柱连接段混凝土通水方案其最高温升比不通水方案降低4.7℃，内外温差降低1.6℃，而大量工程实践发现采用冷却水管方案进行施工时，后期压浆有80%不能完全压满，这为侵蚀物质进入混凝土内部提供了通道，特别是Cl-1渗透后会使钢筋锈蚀，影响结构的耐久性能和体积稳定性。因此从耐久性能的角度建议嘉绍承台大体积混凝土施工选用不通冷却水方案进行施工，保证工程质量同时使工程造价降低，施工速度加快。5温度控制标准在仿真计算的基础上，结合海工混凝土施工规范和嘉绍大桥专用施工技术规范要求制定了混凝土在施工期内不产生有害温度裂缝的温控标准，具体内容如下：（1）混凝土绝热温升：30min内不超过30℃（2）根据《嘉绍大桥专用施工技术规范》要求混凝土内部温度不得高于75℃；（3）混凝土内表温差不超过25（4）混凝土允许最大降温速率不超过2.0℃6混凝土温控措施及实施细则6.1混凝土原材料选择及质量控制（1）水泥：采用安徽“海螺”水泥有限公司生产的P.042.5R水泥，需要采用矿粉替代部分水泥降低混凝土的温升。水泥散袋或袋装入场，水泥使用温度不得超过50℃，否则须采取措施降低水泥温度，如可要求水泥生产厂家放置一段时间后发货。袋装水泥入场后应按品种、标号、出厂日期分别存放，同时应采取措施防止受潮。水泥应分批检验，质量应稳定。若存放期超过3个月应重新检验。（2）矿粉：浙江拓翔建材S95级灰，比表面积＞400m2/kg，实测比表面积为428m2/kg，流动度比为98%，7天活性指数为81%，28天活性指数为101%；（3）粉煤灰浙江长兴电厂I级灰，需水量比为92%，细度为4.8%（筛余），质量应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596—91）的规定。（4）砂：采用中砂，含泥量≤1%，细度模数2.5～3.1，其它指标必须符合规范规定。（5）石：德清下柏石场5～25mm连续级配碎石，压碎值≤6.1%，来源应稳定。石子必须分批检验并严格控制其含泥量不超过0.5%。如果达不到要求，必须用水冲洗合格后才能使用，其他指示标必须符合规范要求。（6）外加剂：浙江五龙ZWL-A-IX缓凝高效减水剂，减水率为28.6%。外加剂应分批检验，品质应稳定，如发现异常应及时报告。（7）水：拌和用水的水质需通过严格检验并符合有关规范规定。6.2混凝土配合比混凝土应具有良好的和易性和粘聚性，不离析、不泌水。初始塌落度宜控制在180～220cm。为满足以上施工要求，确保施工质量，应对大体积混凝土配合比进行大量试验，按材料实际情况，优选出配合比；同时结合现场施工和材料情况，对配合比进行调整。根据设计要求和有关规范规定，采用标准养护条件下90天龄期的抗压强度作为验收和评定的依据，见GBJ146-90《粉煤灰混凝土应用技术规范》。6.3对混凝土施工的一般要求考虑到混凝土的收缩和温度应力，塔柱部位大体积混凝土分层浇筑，每一层间隔时间为5~7d。为确保大体积混凝土施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂能力，必须加强对混凝土每一施工环节的控制，要求现场人员必须从混凝土拌合、输送、浇筑、振捣到养护、保温整个过程实行有效监控。混凝土施工应严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）进行，并特别注意以下方面：（1）混凝土拌制配料前，各种衡器应请计量部门进行计量标定，称料误差应符合规范要求。应严格控制新拌混凝土质量，使其和易性满足施工要求。坍落度检验应在出机口进行，每班2-3次，拒绝使用坍落度过大和过小的混凝土料。应及时检测粗、细骨料的含水率，遇阴雨天气应增加检测频率，随时调整用水量。（2）浇筑混凝土前应对模板、钢筋、预埋件、监控元件及线路等进行检查，同时应检查仓面内冲毛情况，及是否有碎碴异物等，检验合格后才能开盘。（3）自高处向模板内倾卸混凝土时，为防止混凝土离析，应符合下列规定：a）当直接从高处倾卸时，高度不应超过1.5米；b）当高度超过1.5米时，应通过串筒，溜管等设施；c）在串筒出料口下面，混凝土堆积高度不宜超过1米，即时摊平，分层振捣。（4）混凝土应按规定厚度，顺序和方向分层浇筑，必须在下层混凝土初凝前浇筑完毕上层混凝土。如因故停歇，时间超过初凝时间时，仓面混凝土应按工作缝处理。混凝土分层浇筑厚度不应超过振动棒（头）长度的1.0倍，并保持从仓面一侧向另一侧浇筑的顺序和方向。（5）浇筑混凝土时，应采用振动器振实：a）使用插入式振动器时，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模应保持5-10cm距离，应避开预埋件或监控元件10-15cm，应插入下层混凝土5-10cm；b）对每一部位混凝土必须振动到密实为止，密实的标志是：混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面呈平坦、泛浆。（6）在浇筑混凝土过程中，必须及时清除仓面积水。（7）严格按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-89）要求进行各层间和各块间水平和垂直施工缝处理。6.4混凝土浇筑温度的控制混凝土出拌和机后，经运输、平仓、振捣诸过程后的温度为浇筑温度，控制在30℃以内。在每次混凝土开盘之前，试验室要量测水泥，砂、石、水的温度，专门记录，计算其出机温度，并估算浇筑温度，计算方法见附1。当浇筑温度超过上述控制标准时，必须利用夜间浇筑混凝土，在当日夜间20时以后开盘，次日8时以前浇筑完；如果浇筑施工要经历午间高温期，应当在采取遮阳措施下进行施工。炎热季节施工时应避免日光曝晒及混凝土在运输过程之中由于摩擦而导致混凝土温度升高。必须严格控制混凝土原材料的温度；其中水泥的温度不得高于50℃，否则必须要求水泥厂家在水泥出厂前放置一段时间或采取其它降温措施；砂、石料要采取遮阳措施，防止太阳直晒；石子温度不超过30℃，砂温度不超过32℃，粉煤灰温度不超过356.5保温及养护各层混凝土浇筑完之后立即用湿麻袋覆盖混凝土表面进行养护，一方面避免塑性收缩导致裂缝的出现，另一方面起到保温的作用；上层混凝土顶面待混凝土终凝后应进行蓄水养护，蓄水深度10-20cm。当遇到寒潮时，混凝土各面应进行表面保温覆盖，建议作法如下：在混凝土表面覆盖两层麻袋，上面再包一层塑料薄膜，并适当推迟混凝土的拆模时间（浇筑完成后4～5天后拆模），拆模后涂刷养护液并及时保温覆盖，以满足内表温差要求，且拆模时间应选择一天中温度较高的时刻。7温控施工的现场监测为做到信息化温控施工，出现异常情况及时调整温控措施，在混凝土内部布设温度测点，它是温控工作的重要一环。（1）混凝土温度测试根据承台、塔座及塔柱结构特点和温度场计算成果，拟在各层埋设温度传感器，承台混凝土第一层布置3层测温点，位于0.5m、1.25m、2m的位置；承台混凝土第二层布置3层测温点，位于0.5m、1.75m、3m的位置。塔座混凝土布置三层测温点，位于0.5m、1.3m和2.1m的位置；下塔柱各层布置测温点，位于0.5m、1.5m和2.5m的位置；中下塔柱各层布置测温点，位于0.5m、2.25m和4.0m的位置；中上塔柱各层布置测温点，位于0.5m、2.15m和3.8m的位置。并同时检测大气温度，混凝土浇筑温度，以及冷却水温度。各层混凝土温度测点平面布置图分别见图7-1~图7-11所示：图7-1承台温度测点平面布置图（单位：mm）图7-2承台第一层混凝土测温点剖面布置图（单位：mm）图7-3承台第二层混凝土测温点剖面布置图（单位：mm）图7-4塔座温度测点平面布置图（单位：mm）图7-5塔座混凝土测温点剖面布置图(单位：mm)图7-6下塔柱实心段温度测点平面布置图（单位：mm）图7-7下塔柱实心段混凝土测温点剖面布置图（单位：mm）图7-8中下塔柱连接段温度测点平面布置图（单位：mm）图7-9中下塔柱连接段混凝土测温点剖面布置图（单位：mm）图7-10中上塔柱连接段温度测点平面布置图（单位：mm）图7-11中上塔柱连接段混凝土测温点剖面布置图（单位：mm）温度传感器为PN结温度传感器，温度检测仪采用PN-4C型数字多路自动巡回检测控制仪。温度传感器主要技术性能：测温范围-50℃~