富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案第三版20130923

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案（第三版）中交二航局富春江船闸扩建改造工程项目经理部

中交武汉港湾工程设计研究院有限公司

2013-9-23TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1工程概述 -1-\o"CurrentDocument"结构特点 -1 -\o"CurrentDocument"混凝土技术要求 -1 -\o"CurrentDocument"搅拌站冷却系统 -2 -\o"CurrentDocument"富春江船闸冷却系统主要指标 -2-\o"CurrentDocument"风冷和水冷工艺 -2-\o"CurrentDocument"富春江船闸混凝土配制及控裂的重难点 -3 -\o"CurrentDocument"富春江船闸混凝土的配制 -3-\o"CurrentDocument"富春江船闸混凝土裂缝控制 -3-\o"CurrentDocument"2富春江船闸混凝土的配制 4 -\o"CurrentDocument"混凝土配制原则 -4 -\o"CurrentDocument"混凝土配合比设计 -4 -\o"CurrentDocument"原材料适应性试验 -4-\o"CurrentDocument"配合比优化试验 -5-\o"CurrentDocument"3富春江船闸混凝土温控方案 6 -\o"CurrentDocument"控裂总体思路 -6 -\o"CurrentDocument"总体方案设计 -6-\o"CurrentDocument"温控实施流程 -6-抗裂安全系数取值 -7-\o"CurrentDocument"仿真计算边界条件 -8 -\o"CurrentDocument"混凝土性能参数 -8-\o"CurrentDocument"结构类型及尺寸 -9-环境条件及浇筑温度 -10-\o"CurrentDocument"大体积构件仿真计算分析 -10 -上闸首 -10 -\o"CurrentDocument"闸室标准段 -14 -下闸首 -17 -下游引航道 -26-节制分水闸 -30-温控标准 -32-温控措施 -32-混凝土内部最高温度控制 -32 -混凝土内表温差及表面约束控制 -35 -风险预控 -39 -温控现场实施 -39-测温仪器及元件 -39 -\o"CurrentDocument"温控方案的技术交底 -40 -温控措施的监控 -40 -\o"CurrentDocument"混凝土温度场监测 -41 -\o"CurrentDocument"数据上报及反演分析 -41 -附录1：混凝土浇筑温度计算 44 -附录2保温层厚度计算 46 -附图1水管布置图 47 -附图2测温点布置图 48 -富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案1工程概述结构特点富春江船闸扩建改造工程位于钱塘江中下游桐庐县富春江水电站枢纽右岸，距下游杭州市约110km。本工程拟在原有船闸下游新建一座W级标准船闸（兼顾1000吨级船舶的过闸要求）。原有船闸加固后作为上游引航道，新建船闸包括上游引航道、上闸首、闸室、下闸首和下游引航道，混凝土浇筑总方量约42万m3。新建船闸上闸首为整体空箱式结构，长30.0m,宽53.0m,口门宽14.4m,与老船闸下闸首相连；闸室尺寸为300x23x4.5m（闸室长x宽x门槛水深），设计为分离式结构，左侧闸室墙为空箱重力式结构，右侧闸室墙标准段为扶壁式结构；下闸首为整体空箱式结构，长34.0m,宽61.6m,孔口宽23m。上游引航道长565m,宽50m,上游导航及靠船建筑物设置在右岸，其中导航墙为岸壁式结构，长115m,靠船建筑物为重力墩和桩基墩式结构，长454.1m,上游引航道左侧布置227.6m长浮式导航设施，采用钢管嵌岩桩固定钢趸船型式；下游引航道长885m,宽90m,下游导航及靠船建筑物设置于两侧，左侧为空箱重力式连续墙结构，其调顺、导航段长为368.3m,停泊段长为450m,隔流段长为216.7m,满足一个半闸次船舶停靠要求，右侧为空箱重力墩式结构，长169m,满足半个闸次船舶停靠要求。混凝土技术要求富春江船闸扩建改造工程涉及的混凝土结构类型多，包括上、下闸首边墩，闸室侧墙，廊道，底板，导航墙，导流墩等，结构混凝土主要以C15、C20、C25、C30等低强度等级混凝土为主，同时对混凝土的耐久性提出了要求。设计要求新建结构混凝土需满足抗冻等级F100；新建船闸上闸首混凝土还需满足抗渗等级P6,老船闸改造加固结构混凝土满足抗渗等级P8,下闸首垫层混凝土需满足抗渗等级P6；老船闸加固混凝土、新建主体结构混凝土与流水接触的部位，如输水廊道有抗冲磨要求。本工程混凝土结构类型多，混凝土构件所受到的约束条件不尽相同；同时本工程的结构形式复杂，变截面结构居多且长宽比大，如空箱、扶壁等结构，较多的异形结构易导致应力集中，增大了混凝土开裂的风险。本工程采用了大量的空箱和扶壁结构，有利于减小混凝土的浇筑方量，减少水化放热量，但实心层、板式结构混凝土浇筑方量仍然较大，经统计单仓最大浇筑方量约2268m3,另外本工程第三阶段施工期从2013年的10月份至次年的4富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案月份，经历了一年中的较高温和最低温季节，不利于温度裂缝的控制。另一方面本工程对大体积混凝土温度控制要求严格，要求强约束区混凝土温峰值S38C，弱约束区温峰值S40℃，为有效控制有害温度裂缝产生，本工程混凝土采取吊罐法浇筑为主。表1.2.1为本工程混凝土等级及浇筑方量统计。表1.2.1混凝土等级及浇筑方量统计混凝土等级C15C20C25C30C9040浇筑方量（m3）3,53170,147297,4411131736,785搅拌站冷却系统富春江船闸冷却系统主要指标本工程搅拌站布置了一套冷却系统，可对骨料进行风冷以及拌合水冷却，预冷混凝土产量为60m3/h，预冷混凝土出机口温度为17℃，表1.3.1为本工程混凝土冷却系统的主要参数及技术指标。表1.3.1混凝土冷却系统主要参数及技术指标序号名称单位技术参数指标备注1预冷混凝土产量m3/h602混凝土出机口温度℃<1710月份施工3制冷装机容量104kcal/h79标准工况4系统总功率kW<850不含骨料运输线风冷和水冷工艺风冷骨料由制冷车间内的主、辅机及地面调节料仓的冷风循环系统组成；制冷水与风冷骨料共用冷源。风冷骨料及制冷水按照60m3/h生产强度和10月份17℃的出机口温度，配置制冷主机装机容量（标准工况）为920kW（79x104kcal），选用两台HLG20IIIDA螺杆压缩机作为冷源，并配置相应的辅机。制冷主、辅机集中布置在制冷车间内，蒸发式冷凝器布置在车间外。拌和站设置三个风冷料仓分别放G2、G3和G4,调节料仓可以向两个拌和机供料，单个料仓4mx4mx10.5m。每个料仓配置了制冷末端装置高效空气冷却器。高效空气冷却器、富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案离心风机、拌和站料仓及其送、配风装置，用相应的风道连接组成冷风闭式循环系统，用以冷却料仓内的骨料，可将粗骨料冷却至10℃。冷水由一台LZL90螺旋管蒸发器供应，可制取4℃冷水，螺旋管蒸发器放置于制冷车间内。富春江船闸混凝土配制及控裂的重难点富春江船闸混凝土的配制令本工程主要采用吊罐施工工艺，以干硬性混凝土为主，有利于降低水化热；令本工程以C20、C25混凝土居多，但同时对混凝土的耐久性提出了要求，限制了配合比优化的空间；令本工程采用了机制砂，为保证混凝土的施工性能和外观质量，需要增大胶材的用量，不利于本工程的控裂；令现行《水运工程混凝土施工规范》(JTS202-2011)要求：具有抗渗要求的混凝土的最低胶材不少于320kg/m3,且规定采用普硅水泥时，粉煤灰最大掺量为20%，按规范配制本工程混凝土，水化热较大；富春江船闸混凝土裂缝控制令本工程混凝土结构形式多样且复杂，包括闸首、侧墙、底板、导航墙等，既有空箱、扶壁结构，也有实心层结构，约束不一样；令本工程有较多的薄壁结构，结构的长宽比大，变截面较多，容易应力集中；令本工程实心层结构最大浇筑方量约为2268m3,浇筑方量大；令本工程第三阶段施工期从2013年的10月份至次年的4月份，经历了一年中的较高温和最低温季节，不利于温度裂缝的控制；令本工程对大体积混凝土温度控制要求严格，要求强约束区混凝土温峰怅38℃，弱约束区温峰值S40℃，为有效控制有害温度裂缝产生。富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案2富春江船闸混凝土的配制在浇筑工艺优选、原材料调研和混凝土配合比优化试验的基础上，根据设计提出的混凝土技术要求，参考《水运工程混凝土施工规范》(JTS202-2011)开展混凝土配合比设计，得出满足设计和施工要求的混凝土配合比。2.1混凝土配制原则依据本工程混凝土的配制要求，混凝土的配制遵循‘抗渗性、抗裂性、工作性并重，混凝土各项性能均衡发展”的原则。混凝土配合比设计主要采用以下技术方案：(1)低水泥用量：在满足混凝土工作性和强度条件下尽量减小水泥用量以提高混凝土体积稳定性和抗裂性。(2)最大堆积密度：优化混凝土中集料的级配设计，获取最大堆积密度和最小空隙率，以便尽可能减少水泥浆的用量，提高混凝土体积稳定性。(3)水胶比(w/b)适当：在一定范围内混凝土抗压强度与其拌合物的水灰比成反比，减小w/b，混凝土抗压强度和体积稳定性提高。但为保证混凝土的抗裂性能，水胶比应适当，过小的w/b易导致混凝土自生收缩增大。(4)大掺量矿物掺合料：采用大掺量粉煤灰与矿粉混掺，降低水泥用量，发挥粉煤灰与矿粉的超叠效应，降低混凝土的水化热温升、减小收缩，同时提高混凝土抗裂性和耐久性。(5)矿物掺合料与高性能减水剂双掺：充分发挥矿物掺合料与高效减水剂的迭加效应，从而达到减少水泥用量和用水量、密实混凝土内部结构，使混凝土强度持续发展，耐久性得以改善。2.2混凝土配合比设计原材料适应性试验在原材料调研的基础上，结合本工程提出的原材料技术指标要求，根据原材料检测结果，同时综合考虑材料的供应能力、性能等因素，优选出原材料，如表2.2.1所示。富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案表2.2.1混凝土配合比试验用原材料原材料P.O.42.5水泥粉煤灰矿粉砂碎石外加剂建德红狮、桐庐南方浙能南溪电厂II级灰中鼎S95自产河砂、机制砂自产碎卵石LN-SP高效外加剂配合比优化试验在前期调研和原材料适应性试验的基础上，选用如下原材料进行配合比优化试验：⑴水泥：建德红狮P.O.42.5硅酸盐水泥；⑵粉煤灰：浙能南溪电厂II级粉煤灰；⑶矿粉：中鼎建材S95级矿粉；⑷碎石：桐庐富春江碎卵石5~20mm,20~40mm连续级配，其中5~20mm占总量的40%,20~40mm占总量的60%,表观密度2.62g/cm3；⑸河砂：富春江机制砂、河砂混合掺用，两者比例1:1,表观密度2.62g/cm3；⑹外加剂：中交二航武汉港湾新材料公司LN-SP聚较酸高性能减水剂（减水率不低于25%）。根据本工程混凝土的配制要求，在室内开展大量试验研究不同水胶比、不同胶材比例、不同胶材用量、不同坍落度对混凝土的工作性、容重、热学、力学、耐久性的影响规律，从而优选出满足设计和施工要求的配合比。试验使用配合比见表2.2.2表2.2.2试验配合比强度等级使用部位胶材总量（kg/m3）胶材比例/%（水泥:粉煤灰:矿粉）水胶比强度/MPa备注7d28d/90d规范要求实测值C20块石砼26945:30:250.5423.5>27,4C25底板、侧墙等29445:30:250.4828.0>32,4无抗渗要求的侧墙、底板等32045:25:300.4231.7有抗渗要求的闸首垫层、底板及侧墙等C30二期砼32045:30:250.4232.3C9040廊道34050:20:300.4035.5>47,4富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案3富春江船闸混凝土温控方案控裂总体思路总体方案设计根据船闸大体积混凝土结构特点及施工条件、环境因素，采取“整体规划、重点突出、典型监控”的方针进行总体温控方案设计，具体内容如下：⑴船闸主体如上闸首、下闸首类重点结构需采取“重点突出”的方针，逐个监控。根据相应构件混凝土的物理、热学性能，考虑施工工况（分层厚度、间隔期、浇筑时的气温、冷却水温、风速、保温养护条件等），计算混凝土温度、应力场分布，采用相应技术、措施提高混凝土抗裂安全系数，制定详细的温控实施方案，并在现场进行实时监控，根据监控结果实时调整温控措施，降低有害温度裂缝产生的风险。⑵闸室、下游引航道、节制分水闸等构件尺寸、形式多样，每类构件都有数十个，施工时间较长甚至遍布一整个非汛期。对该类构件采取“典型监控”的方针，按照不同类型尺寸、分部位、分浇筑时间（第一次浇筑和高温期浇筑），选择有代表性的构件进行监控，提出不出现有害温度裂缝的温控标准及温控措施，为后续施工的类似构件提供参考。⑶各构件选取其约束力最大的强约束区（《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》（JTS202-1-2010），基础强约束区是指浇筑块从底部算起至0.2倍长边尺寸高度范围内的混凝土区域）、内部温升较大且膨胀收缩较严重的实心层进行温控仿真计算，以确定其抗裂安全系数、抗开裂能力水平以及相应的抗裂保证措施。温控实施流程大体积混凝土温度控制的本质是：控制大体积混凝土结构内部因温度变化引起的拉应力不超过混凝土相应龄期的抗拉强度。因此，大体积混凝土裂缝控制的途径有两个：①通过优选原材料、优化配合比提高混凝土本身的抗裂性能；②采取有效控温措施，降低大体积混凝土施工、养护过程（主要是混凝土的降温过程）中内部及其表面的温度应力（拉应力）。为确保大体积混凝土温度控制工作有序、可靠运行，特制定“大体积混凝土施工温度控制工作流程”，如图3.1.1所示。

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.1.1温控实施流程图抗裂安全系数取值大体积混凝土温控抗裂安全系数是指在标准养护条件下的混凝土抗裂抗拉强度试验值与对应龄期温度应力计算最大值之比。目前对于抗裂安全系数有不同的取值。丹麦在其1991年出版的“早龄期开裂控制”系列报告中指出：混凝土内部产生的拉应力超过80%的劈裂抗拉强度时生成少数裂缝，应力小于80%的劈裂抗拉强度时，没有观察到裂缝。厄勒海峡隧道和丹麦大海带船闸梁中要求计算温度应力与劈裂抗拉强度之比不得大于0.7,即劈裂抗拉强度与温度应力比不得小于1.4,现场监测结果表明混凝土没有出现温度裂缝，温控效果良好。在日本规范中采用抗裂安全系数来评价混凝土的开裂风险，并要求劈裂抗拉强度与计算温度应力比不得小于1.25〜1.5。中国的《坝体基础大体积混凝土施工技术规程》(YBJ224-91)中，规定某一龄期的混凝土轴心抗拉强度标准值与计算应力之比不小于1.15。《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》(JTS202-1-2010)考虑了混凝土劈裂抗拉强度与轴心抗拉强度的区别，富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案认为混凝土的劈裂抗拉强度要大于相应龄期的轴心抗拉强度标准值（一般采用1.1的换算系数），所以工程中采用的安全系数要大于YBJ224-91中的安全系数。该规程编写组统计了二十余个大体积混凝土温控工程的开裂情况，发现劈裂抗拉强度与相应龄期计算的温度应力值之比不小于1.4时，开裂概率小于5%；劈裂抗拉强度与相应龄期计算的温度应力值之比不小于1.3时，开裂概率小于15%。因此，规程建议大体积混凝土的温度应力抗裂安全系数应不小于1.4。考虑船闸结构对混凝土抗裂性能的要求较高，综合各规范的抗裂安全性规定，本工程中混凝土劈裂抗拉强度与计算温度应力之比的抗裂安全系数要求不小于1・4。仿真计算边界条件混凝土性能参数富春江船闸底板、边墩、边墙大体积混凝土设计强度等级均为C25,其中上闸首采用有抗渗要求的抗渗C25,输水廊道（标高-3.5m以下）采用C9040玄武岩纤维混凝土，配合比见表3.2.1。表3.2.1混凝土配合比（kg/m3）胶材总量（kg/m3）胶材比例（％，水泥：粉煤灰：矿粉）水胶比C25（无抗渗）29445:30:250.48C25（有抗渗）32045:25:300.42C9040（廊道）34050:20:300.40无抗渗C25、抗渗C25、C9040混凝土劈裂抗拉强度参考值按经验取值，见表2.2.2。物理热学参数根据配合比进行计算并参考经验值，见表3.2.3。表3.2.2混凝土劈裂抗拉强度参考值（MPa）表3.2.3混凝土物理热学参数物理热学参数最终弹模（MPa）热胀系数（1（℃））导热系数kJ/（md℃）比热(kJ/kg.℃)绝热温升（℃）C253.0x1048.0x10-6262.20.9128.4抗渗C253.5x1048.0x10-6260.00.9030.8C90404.0x1048.0x10-6260.00.9032.5-8-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案计算时考虑徐变对混凝土应力的影响，混凝土的徐变取值按经验数值模型剖分，如下式所示：C(t,t)=C1(1+9.20r-0.45)(1一e-0.30(t-t))+C2(1+1.70t-0.45)(1一e-0.005(t-t))式中：C]=0.23/E2，C2=0.52/E2，E2为最终弹模。结构类型及尺寸本工程第三阶段(2013年10月〜2014年4月)混凝土主体工程包括上闸首左边墩、闸室左边墙、下闸首等，具体工程量见表3.2.4。表3.2.4本工程主体结构大体积混凝土统计表部位构件混凝土标号尺寸(长x宽x高)/m浇筑层数上闸首左边墩C2530.0x53.0x26.211闸室左边墙C25300.0x23.0x26.210下闸首左边墩C2534.0x61.6x26.211中部底板C254右边墩C2511下游引航道包括导航墙、辅导航墙、靠船墙、靠船墩、导流隔墙、导流墩等，各结构尺寸、混凝土标号、浇筑层数见表3.2.5。导航墙底板、靠船墙底板、导流墩底板等均为大体积混凝土。表3.2.5下游引航道构件统计表构件混凝土标号平面尺寸(长x宽)/m节段浇筑层数导航墙C25251.514x50.017段5辅导航墙C2591.904x50.06段5靠船墙C25450.0x50.030段5靠船墩C25169.0x50.09个5导流隔墙C25186.67x50.012段5导流墩C25块石140.0x50.04个4行洪渠道进口设置3孔节制分水闸，闸孔宽度为12m，闸底板采用低实用堰形式，堰顶高程5.0m。节制闸墩为实体混凝土结构，边墩宽2.5m，中墩宽3.0m，闸墩顶高程为25m，闸墩顶部设工作桥。富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案环境条件及浇筑温度本工程第三节段混凝土施工工期预计于2013年10月底开始，至2014年4月底完成。依据当地气象资料，对各月份气温平均值及其相应时段原材料温度进行预估。按照表3.2.1混凝土配合比，根据《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》(JTS202-1-2010)对不同浇筑时期的混凝土出机口温度进行估算，见表3.2.6。表3.2.6浇筑温度估算(℃)时间10月11月12月1月2月3月4月平均气温20148681016胶材温度70656560656565骨料温度20148681016江水温度16121098912预估出机口温度24.318.613.511.313.315.016.5按照自卸车运输20min、抓斗容量3m3、振捣时间1min、日平均最高气温不超过25℃，根据《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》(JTS202-1-2010)对出机口温度进行反推计算，浇筑温度控制为S20C时出机口温度需控制为S19.0C。可见11月〜次年4月份不需要采取附加措施即可保证浇筑温度符合设计标准。而10月则需要采取一定的原材料温度控制措施以降低其浇筑温度，控制在S20。。范围内。仿真计算考虑特定构件特定工期、同一构件不同工期两种工况：(1)考虑不同构件特定工期。上闸首、下闸首等重点构件按照预计工期进行仿真计算，若为高温季节(10月)施工，浇筑温度取不高于20℃；若为低温季节施工，浇筑温度按照表3.2.6预估温度取值；(2)考虑同一构件不同工期。闸室、导航墙、靠船墙、导流墩等构件均达数十个，选取其按预计工期首次浇筑、高温季节浇筑两种工况进行计算。其中高温季节施工，浇筑温度取不高于20℃。大体积构件仿真计算分析上闸首船闸上闸首为整体空箱式结构，长30.0m，宽53.0m，口门宽14.4m，与老船闸下闸首相连，顶高程为26.2m。选取其左边墩强约束区(第一〜四层)与实心层(第七层)进行仿真计算分析。模型建立选取上闸首左边墩第一〜四层共7.56m进行建模，分层高度依次为1.5m、2.36m、2.35m、-10-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案1.35m。模型剖分见图3.3.1，附带基坑约束。图3.3.1上闸首左边墩强约束区剖分图图3.3.1上闸首左边墩强约束区剖分图上闸首左边墩第七层为实心结构且存在变截面，选取其进行温度应力计算，层厚4.05m。模型剖分见图3.3.2,附带下层混凝土约束。图3.3.2上闸首左边墩实心层剖分图♦«，与图3.3.2上闸首左边墩实心层剖分图♦«，与3.3.1.2左边墩强约束区温度应力分析上闸首左边墩强约束区混凝土预计施工时间为10月下旬〜12月下旬，浇筑间隔期约20d。根据3.2.3混凝土出机口温度的计算，各层浇筑温度设定见表3.3.1。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度包络图见表3.3.1、图3.3.3。表3.3.1各浇筑层最高温度（℃）浇筑层浇筑温度（℃）

内部最高温度（℃）2046.42042.616.642.3浇筑层浇筑温度（℃）

内部最高温度（℃）2046.42042.616.642.3四12.337.3-11富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案I44J6351104001口.应 ^44.£155436*001寸42T5B4C喟。口1U.坐t—-—M口9屋—-—M口9屋1小口口11.6%——■^39165^-^001■■“八43.736^94001NE/----^355T31e-b001■+3G77689+0017J%——43.19&ffie4001a.4%42Ja3B78e-KJDl120%——<6591^001115%十2目7951C十。口19.E^t-一心二gg6^Tcna.7%亍假-3212025e-b001'-+l.g40Ele-KJQIEH 41760336+001图3.3.3上闸首左边墩最高温度包络图（单位：。C）由图3.3.3可以看出，混凝土内部温度较高的部位一般在混凝土实心部位部位较厚的部位。该部位散热较慢，内表温差较大且最高温度超出了＜4%的温控标准，需采取一定的措施降低其内表温差。建议第一层布设冷却水管降低混凝土温升以符合温控标准。A1：第一层混凝土3天应力场B1：第一层混凝土7天应力场C1：第一层混凝土28天应力场A2：第二层混凝土A1：第一层混凝土3天应力场B1：第一层混凝土7天应力场C1：第一层混凝土28天应力场A2：第二层混凝土3天应力场B2：第二层混凝土7天应力场C2：第二层混凝土28天应力场A3：第三层混凝土3天应力场B3：第三层混凝土7天应力场C3：第三层混凝土28天应力场-12-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案A4：A4：第四层混凝土3天应力场 B4：第四层混凝土7天应力场C4：第四层混凝土28天应力场图3.3.5上闸首左边墩强约束区应力场分布图表3.3.2上闸首左边墩强约束区应力场计算结果龄期3d7d28d第一层温度应力（MPa）0.911.121.61第二层温度应力（MPa）1.511.471.69第三层温度应力（MPa）1.731.311.49第四层温度应力（MPa）0.700.660.58最小安全系数1.331.901.89由表3.3.2可以看出，第一层、第二层混凝土因层厚较小，早期（3d）应力较小，后期约束条件增加，应力增大。受浇筑层较厚影响，第三层混凝土早期（3d）应力发展较快，集中于构件表面；7d后有部分应力向构件内部转移并逐渐发展至稳定水平。因混凝土胶材用量较大、水化温升较高，强约束区3d最小抗裂安全系数为1.33,第三层混凝土早期安全系数较低（＜1.4抗开裂能力略不足。第三层施工处于低温季节，可加强其关键部位保温保湿养护（详见3.5.2.2）,尽量降低内表温差、消除变截面应力集中，减小船闸混凝土开裂风险。3.3.1.3左边墩实心层温度应力分析左边墩实心层预计工期为2014年3月上旬，平均气温约为9.0℃，浇筑温度估算为14.3℃。根据以上条件计算其内部最高温度为38.3℃，见图3.3.6。Terp^rcilure,None,==：-—4HE3234B+QDI0.5%,==：- 三e+fl口1—^―-r3.4B562Dtai：H432B20I&+Q0I4309&10&+001；3 +291479r?+001^^-^2.73119DtOCH5.9%—423E3gr&+aDi--7--r2JK06e+OO1""H.SI314&+CI0I7.5%—*1.62953&+(]0174%---^144592e+0011口向+।•如即”叫一^LOTSFOB+QOI7.较一廿992s2印]口口-13-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.3.6上闸首左边墩实心层最高温度包络图（单位：。C）实心层温度应力计算结果见表3.3.3,应力场分布见图3.3.7。A：实心层混凝土3天应力场 B：实心层混凝土7天应力场 C：实心层混凝土28天应力场图3.3.7上闸首左边墩实心层应力场分布图表3.3.3上闸首左边墩实心层应力场结果龄期3d7d28d第七层温度应力（MPa）1.540.831.62安全系数1.303.011.85因实心层较厚，混凝土温升较大，膨胀收缩较集中，3d抗裂安全系数为1.30,低于安全系数控制标准1.4,早期抗开裂能力不足。建议实心层部分分两次浇筑（2.0m+2.05m）,每次浇筑之间间隔期小于7d,尽量降低新老混凝土约束、消除实心层方量过大的混凝土温升及过量膨胀收缩，将会收到良好的抗裂效果。3.3.2闸室标准段船闸闸室为分离式结构，闸室左边墙为空箱重力式结构，闸室右边墙为扶壁式结构，总长度为300m，分为20节段，每段长15.0m。闸室净宽23.0m，闸室墙顶高程为25.0m（胸墙顶高程为26.2m）。其中左边墙混凝土为本阶段施工区域，选取其强约束区（第一〜四层）进行温度应力计算。模型建立选取左边墙第一〜四层共9.71m进行建模，分层高度依次为2.0m、2.61m、2.0m、3.1m。模型剖分见图3.3.8,附带基坑约束。-14-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.3.8图3.3.8闸室左边墙强约束区剖分图左边墙强约束区温度应力分析闸室左边墙强约束区混凝土预计施工时间为10月中旬〜12月下旬，浇筑间隔期约20d，根据3.2.3混凝土出机口温度的计算，各层浇筑温度设定见表3.1.1。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度包络图见图3.3.9,计算结果见表3.3.5。表3.3.5各浇筑层最高温度（℃）浇筑层 -二三四浇筑温度（℃）20.020.016.612.3内部最高温度（℃）42.744.538.635.5i__v 寸。小内13啊26如11.3%--+3.74639e-n0D1“R4加3读旬口11.5%^3.^397^40013g%二二一3J!的OOeMDI—^-+3.133D?c-rOD1上二-LUI…+232641040014rz^+2J573D8e-n0D1ogot」4.2.J5197&40D13.璃——+2.355426^001q1等,-+2.-213[Kte-hOD1f—；：十2口5日而c旬口1224-1..UblJC'UJI-1FiCE-nn9.1^+1r!30T7r-nn图3.3.9上闸首左边墩最高温度包络图（单位：。C）从图3.3.9可以看出混凝土内部温度较高的部位一般在混凝土实心部位部位较厚的部位。该部位散热较慢，内表温差较大，需加强表面养护，控制内表温差。-15-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案闸室左边墙强约束区温度应力计算结果见表3.3.6,应力场分布见图3.3.10。A1：第一层混凝土3天应力场 B1：第一层混凝土7天应力场C1：第一层混凝土28天应力场A2：第二层混凝土3天应力场 B2：第二层混凝土7天应力场C2：第二层混凝土28天应力场A3：第三层混凝土3天应力场B3：第三层混凝土7天应力场C3：第三层混凝土28天应力场A4：第四层混凝土3天应力场B4：第四层混凝土7天应力场 C4：第四层混凝土28天应力场图3.3.10闸室左边墙强约束区应力场分布图表336闸室左边墙强约束区应力场结果龄期3d7d28d第一层温度应力（MPa）0.360.601.07第二层温度应力（MPa）1.551.341.57第三层温度应力（MPa）1.741.611.46第四层温度应力（MPa）1.200.930.83最小安全系数1.321.572.03第一层、第二层混凝土因层厚较小，早期（3d）应力较小，后期约束条件增加，应力增-16-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案大。第三层为实心层，混凝土早期（3d）应力发展较快，集中于构件表面；7d后有部分应力向构件内部转移并逐渐发展至稳定水平。因第三层混凝土为实心层，混凝土膨胀收缩相对较大，3d最小抗裂安全系数为1.32,安全系数略低（＜1.4抗开裂能力不足。建议实心层部分布设冷却水管降低混凝土温升、内表温差及膨胀收缩，将会收到良好的抗裂效果。3.3.3下闸首下闸首平面尺寸为34.0mx61.6m，下闸首口门宽度23.0m，边墩宽度19.3m。下闸首墙顶高程为26.2m。选取其强约束区（边墩第一〜四层，中部底板）与实心层（边墩第七层）进行仿真计算分析。模型建立选取右边墩第一〜四层共10.11m进行建模，分层高度依次为1.5m、2.5m、3.0m、3.11m。模型剖分见图3.3.11，附带基坑约束。图3.3.11下闸首右边墩强约束区剖分图图3.3.11下闸首右边墩强约束区剖分图下闸首右边墩第七层为实心结构且存在变截面，选取其进行温度应力计算，层厚4.05m。模型剖分见图3.3.12,附带下层约束。-17-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.3.12下闸首右边墩实心层剖分图L图3.3.12下闸首右边墩实心层剖分图L彳*3中部底板分层高度依次为1.5m、2.5m、3.0m，模型剖分见图3.3.13,附带基岩约束。Txyhj・HIMTxyhj・HIM-图3.3.13中部底板剖分图选取左边墩第一〜四层共共10.11m进行建模，分层高度依次为1.5m、2.5m、3.0m、3.11m。模型剖分见图3.3.14,附带基岩约束。图3.3.14下闸首左边墩强约束区剖分图图3.3.14下闸首左边墩强约束区剖分图上闸首左边墩第七层为实心结构且存在变截面，选取其进行温度应力计算，层厚-18-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案4.05m。模型剖分见图3.3.15,附带下层约束。图3.3.15图3.3.15下闸首左边墩实心层剖分图右边墩强约束区温度应力分析下闸首右边墩强约束区混凝土预计施工时间为10月底〜12月下旬，浇筑间隔期约20d。根据3.2.3混凝土出机口温度的计算，各层浇筑温度设定见表3.3.8。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度包络图见图3.3.16,计算结果见表3.3.8。TemperEiurd,Mine表3.3.8TemperEiurd,Mine浇筑层 -二三四浇筑温度（℃）2018.615.512.3内部最高温度（℃）42.842.237.935.1■ 72际加KM11 4-3.73a50+0]1I0.1%——..™-i-3.S9133e+a]1Od气( -i-3.4+3fl1eta]12JQ%+3.3EE29匕4]%,^-3.IE377e+O]l30%—…-+3优128口1—」4-2.87873e+JX1I7J%4-2.7^210+4X1I53%__-i-2.S93fi9e+O]1!00%-1-2.45117etOl1J-2.3D865e+O]1F.h%161%—p-1-2.02^1et{M1U^-1.88109s+CC112.0% <-i.T3a56e+a]i25.4% +1.5到415tmi图3.3.16下闸首右边墩最高温度包络图（单位：℃）从图3.3.16可以看出混凝土内部温度较高的部位一般在混凝土实心部位部位较厚的部位。该部位散热较慢，内表温差较大，需加强表面养护，控制内表温差。-19-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案下闸首右边墩强约束区温度应力计算结果见表3.3.9,应力场分布见图3.3.17。A2：第二层混凝土3天应力场 B2：第二层混凝土7天应力场C2：第二层混凝土28天应力场A4：第四层混凝土3天应力场B4：第四层混凝土7天应力场 C4：第四层混凝土28天应力场图3.3.17下闸首右边墩强约束区应力场分布图表3.3.9下闸首右边墩强约束区应力场结果龄期3d7d28d第一层温度应力（MPa）0.701.291.62第二层温度应力（MPa）1.511.741.45第三层温度应力（MPa）1.571.771.43第四层温度应力（MPa）1.411.370.68最小安全系数1.461.581.98第一层、第二层混凝土因层厚较小，早期（3d）应力较小，后期约束条件增加，应力增大。受浇筑层较厚较大影响，第三层、第四层混凝土早期（3d）应力发展较快，集中于构件表面；7d后有部分应力向船闸内部转移并逐渐发展至稳定水平。总体应力水平较低，安全系数较高（＞1.4抗开裂能力较强。需进行常规保温保湿养护，尽量减小混凝土温升及内-20-

表3.3.10下闸首右边墩实心层应力场结果龄期3d7d28d第七层温度应力（MPa）1.561.192.02安全系数1.242.131.50富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案表温差，降低船闸混凝土开裂风险。3.3.3.3右边墩实心层温度应力分析左边墩实心层预计工期为2014年3月上旬，平均气温约为8.0℃，浇筑温度估算为13.3℃。根据以上条件计算其内部最高温度为32.2℃，见图3.3.18富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案表温差，降低船闸混凝土开裂风险。3.3.3.3右边墩实心层温度应力分析左边墩实心层预计工期为2014年3月上旬，平均气温约为8.0℃，浇筑温度估算为13.3℃。根据以上条件计算其内部最高温度为32.2℃，见图3.3.18。TcrrflcrsSurc,Mane-h-3.2I5S6>=40D100% …i-3.0&410ttOD1 ^-2.7605&=4001笈4-2.6caa2^+flDi43%————i-2.4570te+0D14胃％■4工注30&4口口16.1%_—1-2.15354e+0DI0.0%二口「2m1Tmm,,■ii.eaiotoOLU'^1.69925e+00172%_=,54B5tet001「二”糊丁仁孙LX4-1.242908400163%-1.0912却口DI145%k^-i-9.3=ri6fe+0[n12.6%1k.077OtetO[B图3.3.18下闸首右边墩最高温度包络图（单位：。C）实心层温度应力计算结果见表3.3.10，应力场分布见图3.3.19。图3.3.19下闸首右边墩实心层应力场分布图实心层3d抗裂安全系数为1.24,低于安全系数控制标准1.4,早期抗开裂能力不足。建议实心层部分分两次浇筑完成，每次浇筑之间间隔期小于7d,尽量降低新老混凝土约束、消除实心层方量过大的混凝土温升及过量膨胀收缩，将会收到良好的抗裂效果。-21

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案3.3.3.4中部底板温度应力分析中部底板混凝土预计施工时间为2月初〜4月中旬，浇筑间隔期约20d，根据3.2.3混凝土出机口温度的计算，各层浇筑温度设定见表3.3.12。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度包络图见图3.3.20，计算结果见表3.3.12。437l5Mei-[B1■p— —十353550437l5Mei-[B1■p— —十353550计rcn浇筑层 -二三浇筑温度（℃）12.317.020.0内部最高温度（℃）34.940.144.7lerrijaeralure,Mona——-^447471151-X1ILL'L43血盛ggOS%$3任55% ^一31TBCQ田[»10.6%—--一十299眠计[B1I7Jl^iI白小:：— —4263B3]e^[B1I6.4%— --^2.457C6ei-[D1I1UU%42.27^330^X11I70%—^209759i5i-Xi1I7S%■+l.9ITS5e^1■〃——5：5——5：5际W际尹XU125%--n.WBsae^-xii■50%图3.3.20中部底板最高温度包络图（单位：。C）从图3.1.2可以看出混凝土内部温度较高的部位一般在混凝土实心部位部位较厚的部位。该部位散热较慢，内表温差较大，需加强表面养护，控制内表温差。中部底板强约束区温度应力计算结果见表3.3.13,应力场分布见图3.3.21。A1：第一层混凝土3天应力场B1：A1：第一层混凝土3天应力场B1：第一层混凝土7天应力场C1：第一层混凝土28天应力场-22-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案A2：第二层混凝土3A2：第二层混凝土3天应力场B2：第二层混凝土7天应力场C2：第二层混凝土28天应力场A3：第三层混凝土3天应力场B3：第三层混凝土7天应力场C3：第三层混凝土28天应力场图3.3.21中部底板强约束区应力场分布图表3.3.13中部底板强约束区应力场结果龄期3d7d28d第一层温度应力（MPa）0.950.691.70第二层温度应力（MPa）1.451.641.98第三层温度应力（MPa）1.751.841.69最小安全系数1.311.521.62第一层、第二层混凝土因层厚较小，早期（3d）应力较小，后期约束条件增加，应力增大。受浇筑层较厚较大影响，第三层混凝土早期（3d）应力发展较快，集中于构件表面；7d后有部分应力向船闸内部转移并逐渐发展至稳定水平。受层厚较大影响，第三层3d最小抗裂安全系数为1.31，安全系数较低（＜1.4抗开裂能力略不足。第三层施工处于低温季节，可加强其关键部位保温保湿养护（详见3.5.2.2）,尽量降低内表温差、消除变截面应力集中，减小船闸混凝土开裂风险。左边墩强约束区温度应力分析下闸首左边墩强约束区混凝土预计施工时间为11月上旬〜12月下旬，浇筑间隔期约20d，根据3.2.3混凝土出机口温度的计算，各层浇筑温度设定见表3.3.14。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度包络图见图3.3.22,计算结果见表3.3.14。表3.3.14各浇筑层最高温度（℃）浇筑层 -二三四浇筑温度（℃）2016.614.512.3内部最高温度（℃）43.039.036.535.4-23-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案Temperalira,NTemperalira,N如后图3.3.22下闸首左边墩最高温度包络图（单位：。C）从图3.3.22可以看出混凝土内部温度较高的部位一般在混凝土实心部位部位较厚的部位。该部位散热较慢，内表温差较大，需加强表面养护，控制内表温差。下闸首左边墩强约束区温度应力计算结果见表3.3.15,应力场分布见图3.3.23。A1：第一层混凝土3天应力场 B1：A1：第一层混凝土3天应力场 B1：第一层混凝土7天应力场C1：第一层混凝土28天应力场A2：第二层混凝土3天应力场 B2：第二层混凝土7天应力场C2：第二层混凝土28天应力场C3：第三层混凝土28天应力场A3：第三层混凝土3天应力场B3：第三层混凝土7天应力场-24-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案A4：第四层混凝土3A4：第四层混凝土3天应力场B4：第四层混凝土7天应力场C4：第四层混凝土28天应力场图3.3.23下闸首左边墩强约束区应力场分布图表3.3.15下闸首左边墩强约束区应力场结果龄期3d7d28d第一层温度应力（MPa）0.751.121.54第二层温度应力（MPa）1.441.661.72第三层温度应力（MPa）1.621.741.58第四层温度应力（MPa）1.291.430.61最小安全系数1.421.611.86温度应力主要集中于空箱结构的变截面约束部位。总体应力水平较低，安全系数较高（〉1.4抗开裂能力较强。需进行常规保温保湿养护，尽量减小混凝土温升及内表温差，降低船闸混凝土开裂风险。左边墩实心层温度应力分析左边墩实心层预计工期为2014年2月中旬，平均气温约为8.0℃，浇筑温度估算为TBupEr-atLfB,None13.3℃。根据以上条件计算其内部最高温度为31.1。见图TBupEr-atLfB,None-4-3.113752*001115% 1-2SG064C-H：ID1I3%40%——^2.6704^001%——i-2£3334e-tLiD1-~4-2^：：：24a4LiO13.5% 4-2^3136+0013% 谊1raMsc旬014%-~4-1552939400173%———+1j80783e-nflD1T2% £6273=-n：iD179%-~4-1£1762940017.0%+1.372535400163%——H.22742e-b0016.5%——-1-1xB231a4i：iLH +9.372126*00312.1%一十7划MMKR图3.3.24下闸首左边墩最高温度包络图（单位：℃）实心层温度应力计算结果见表3.3.16,应力场分布见图3.3.25。-25-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.3.25下闸首左边墩实心层应力场分布图表3.3.16下闸首左边墩实心层应力场结果龄期3d7d28d第七层温度应力（MPa）1.311.031.65安全系数1.222.141.70实心层3d抗裂安全系数为1.22,低于安全系数控制标准1.4,早期抗开裂能力不足。建议实心层部分分两次浇筑完成，每次浇筑之间间隔期小于7d,尽量降低新老混凝土约束、消除实心层方量过大的混凝土温升及过量膨胀收缩，将会收到良好的抗裂效果。3.3.4下游引航道模型建立下游导航墙长251.514m，分17个结构段，其中2段圆弧段。导航墙为空箱重力式结构，共有七种结构，其中导航墙（一）平面尺寸最大，选取其对导航墙底板进行温度应力计算。根据结构对称性，取导航墙（一）底板混凝土1/4进行温度应力计算，计算模型剖分网格剖分图见图2-1，底板混凝土受C15垫层混凝土约束。图3.3.26导航墙（一）底板1/4网格剖分图（附带垫层约束）靠船墙与导航墙结构类似，为空箱重力式结构。根据结构对称性，取靠船墙底板混凝土1/4进行温度应力计算，计算模型剖分网格剖分图见图3.3.27,底板混凝土受C15垫层混凝土约束。-26-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.3.27靠船墙（一）底板1/2网格剖分图（附带垫层约束）导流墩段长140m，共4个墩，为空箱重力墩式结构。根据结构对称性，取导流墩底板混凝土1/4进行温度应力计算，计算模型剖分网格剖分图见图3.3.28,底板混凝土受C15垫层混凝土约束。图3.3.28导流墩底板网格剖分图（附带垫层约束）导航墙底板温度应力分析导航墙（一）底板预计工期为10月初，根据当地气候条件，气温约为20.0℃，浇筑温度控制为不超过20.0℃，不考虑布设冷却水管。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度为36.1℃，温度场包络图见图3.3.29。-27-

rempcrakire,rempcrakire,hkinc―口I0.2%510205+001二…◎40网5中口口1+330B71e+O0I+3207376+{]0]了7%y^-+3J0722e+001y^-+3£i0Meet001- ^.305740+001B.I%^-+2；：：i：i499e+001———+270425e+fl0l,-j「广：^^-+2B0351e+001-——^502760+0016.1%+2.40302e+0016.1%虫Ml口弓中切口16.1%——►220D536+G0I^^-+2D9979e+001：——HJ99EO50+OO1图3.3.29导航墙（一）最高温度包络图（单位：。C）从图3.3.29可以看出混凝土内部温度较高、散热较慢，尤其是底板实心部位，易造成较大内表温差，应加强该部位的保温养护。对导航墙（一）底板进行温度应力计算，结果见表3.3.18,应力场分布见图3.3.30。A：A：混凝土3天应力场 B：混凝土7天应力场 C：混凝土28天应力场图3.3.30导航墙（一）应力场分布图表3.3.18导航墙（一）温度应力场结果龄期3d7d28d温度应力（MPa）0.420.471.03安全系数3.814.682.72温度应力主要集中于空箱结构的变截面约束部位。总体应力水平较低，安全系数较高（〉1.4抗开裂能力较强。需进行常规保温保湿养护，尽量减小混凝土温升及内表温差，降低船闸混凝土开裂风险。靠船墙底板温度应力分析靠船墙（一）底板预计工期为9月下旬，根据当地气候条件，气温约为25.0℃,浇筑温度控制为不超过20.0℃,不考虑布设冷却水管。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度为34.7℃,温度场包络图见图3.3.31。-28-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案Tempareture,toie——b3^10i-tOI：i12.7%bS%—40^461oe+auI7I%———+328556e+(]fllF3%^-h322932e+<]0l72%t；—^―<：16448eta01——^.103340+001y।%—4<3n4、1g@i|7I%——+2.95285e+(]DIT2弘--+2.92Z31rtOI：i1-—^236177e+001D'3%——+2jaoi23e+aDi65% i-274K9e+(]UI52%^-i-26SD15e+t]fll52%_:；t2_1灯eTO- i-2S5aj7e+aui4.3%+2.fl9K3e+aDI图3.3.31导航墙（一）最高温度包络图（单位：。C）从图3.3.31可以看出混凝土内部温度较高、散热较慢，尤其是底板实心部位，易造成较大内表温差，应加强该部位的保温养护。对靠船墙（一）底板进行温度应力计算，结果见表3.3.19,应力场分布见图3.3.32。A：A：第七节段混凝土3天应力场B：第七节段混凝土7天应力场C：第七节段混凝土28天应力场图3.3.32靠船墙（一）应力场分布图表3.3.19靠船墙（一）温度应力场结果龄期3d7d28d温度应力（MPa）0.431.080.49安全系数3.722.045.71温度应力主要集中于空箱结构的变截面约束部位。总体应力水平较低，安全系数较高（〉1.4抗开裂能力较强。需进行常规保温保湿养护，尽量减小混凝土温升及内表温差，降低船闸混凝土开裂风险。3.3.4.3导流墩底板温度应力分析导流墩底板预计工期为11月中旬，根据当地气候条件，气温约为14.0℃,浇筑温度估算约为18.6℃,不考虑布设冷却水管。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度为35.9℃,温度场包络图见图3.3.33。-29-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案TemperEture,Nonen1^%42%79%<i59416rtOJ143.467a7e+OllTemperEture,Nonen1^%42%79%<i59416rtOJ143.467a7e+Oll43.3415B6+<XI10JG%9.1%0J3%66%e^%5.7%5J6%5.5%5.6%?£%5.5%60%3.9%<33期皿11<iOKS9rtOJ142J36270e+O]1♦2fi»10e+a]1-f27l011rtOJ1好5KC2rtT0142.45?526+O]l♦233123e+O]1■+2,20493etO]1■+2JD78€4etO]1■+1,95235e+€01■nL82ai5e+a]i-+l.6®7Geta]141.573^76+031图3.3.33导流墩最高温度包络图（单位：。0）从图3.3.33可以看出混凝土内部温度较高、散热较慢，尤其是底板实心部位，易造成较大内表温差，应加强该部位的保温养护。对导流墩底板进行温度应力计算，结果见表3.3.20，应力场分布见图3.3.34。A：A：混凝土3天应力场 B：混凝土7天应力场 C：混凝土28天应力场图3.3.34导流墩应力场分布图表3.3.20导流墩温度应力场结果龄期3d7d28d温度应力（MPa）0.960.931.76安全系数1.742.371.59温度应力主要集中于空箱结构的变截面约束部位。总体应力水平较低，安全系数较高（〉1.4抗开裂能力较强。需进行常规保温保湿养护，尽量减小混凝土温升及内表温差，降低船闸混凝土开裂风险。3.3.5节制分水闸模型建立节制分水闸，闸孔宽度为12m，堰顶高程5.0m。底板厚度2.0〜4.0m，为坡形，模型剖分见图3.3.35,附带垫层约束。-30-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.3.35节制分水闸底板1/2网格剖分图（附带垫层约束）底板温度应力分析节制分水闸底板预计工期为10月下旬~11月下旬，根据当地气候条件，气温约为16.6〜20.0℃，浇筑温度控制为20.0℃，不考虑布设冷却水管。在以上设定条件下，仿真计算得构件内部最高温度为40.5℃，温度场包络图见图3.3.35。Temperalure,None—州口10.2%——+3S25?2e+00114!>———k3.798B?e4i：iLil27% +3fi72D1e-hOD1104%^354515e^001-^3.^182=^4001 +329l43e+0D1^-t：HG457c-n：iD1——h3JQ3T71e-n：iD1H.D% +2910556*0017oar十口口1——+2J657Me+0DI5.5%—h25302Se-h0D15.5%.-加342m口153%*22765Ea4l：lQ1^^-+2149m十口口1-——K2JQ篮B4eQ01图3.3.36节制分水闸最高温度包络图（单位：。C）从图3.3.36可以看出混凝土内部温度较高、散热较慢，尤其是底板实心部位，易造成较大内表温差，应加强该部位的保温养护。对节制分水闸底板进行温度应力计算，结果见表3.3.21，应力场分布见图3.3.37。-31

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案A：混凝土3天应力场 B：混凝土7天应力场 C：混凝土28天应力场图3.3.37节制分水闸应力场分布图表3.3.21节制分水闸温度应力场结果龄期3d7d28d温度应力(MPa)1.160.771.28安全系数1.382.862.19温度应力主要集中于坡面部位，3d应力水平较高，安全系数略不足61.4)。需进行常规保温保湿养护，尽量减小混凝土温升及内表温差，降低船闸混凝土开裂风险。3.4温控标准混凝土温度控制的原则是：⑴控制混凝土浇筑温度；⑵尽量降低混凝土的温升、延缓最高温度出现时间；⑶控制温峰过后混凝土的降温速率；⑷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温度和气温之间的差值。温度控制的方法和制度需根据气温、混凝土配合比、结构尺寸、约束情况等具体条件确定。根据本工程的实际情况，对混凝土浇筑温度、内部最高温度、最大内表温差、冷却水进出水口温差、降温速率等制定温控标准见表3.4.1。表3.4.1船闸大体积混凝土温控标准构件浇筑温度(℃)内部温度(℃)内表温差(℃)表面温度和气温差(℃)降温速率(℃/d)上闸首>5;<20<45<20<25<2.0，早期<2.5廊道<2.0，早期<3.0其他构件<2,03.5温控措施混凝土内部最高温度控制-32-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案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。本船闸施工对大体积混凝土浇筑温度的要求为不低于5℃且不高于20℃。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（参考附录一）。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。船闸主体施工期2013年10月底〜2014年4月底，其中10月需要对原材料温度进行控制以达到浇筑温度320℃的标准（参考3.2.3）。要控制浇筑温度，首先要研究影响浇筑温度的因素，明确各因素对浇筑温度影响的显著性，而后针对各因素研究相关控制技术。影响浇筑温度的的因素可以概括为：①原材料温度；②搅拌、输送、浇筑、振捣过程中的摩擦升温；③新拌混凝土与环境介质之间的热交换。其中，原材料温度直接决定了浇筑温度的高低。在混凝土原材料中，砂、石的比热较小，但占混凝土总质量的80%左右；水仅占混凝土总质量的6%左右，但其比热较大。因此，降低混凝土温度的有效方法是冷却水和骨料，其次为冷却胶凝材料。㈠风冷骨料骨料风冷系统主要由制冷系统、骨料冷却仓、冷风循环系统组成。空气经由空气冷却器冷却后，由鼓风机送入骨料冷却仓，与骨料充分换热后再回到空气冷却器，如此循环使骨料温度下降。采用廊道风冷的方式预冷骨料，骨料温度预计可控制在S10C，混凝土出机口温度经估算可控制在S19C，浇筑温度预计可控制在S20C。表3.5.1风冷骨料技术特征冷却速度冷却深度占地面积装机功率/kW设备费用/万元综合评价10min以上降至4〜6℃表面和内部存在1〜2℃温差约20mx18m2550400冷却速度慢；对小粒径石子降温不均匀；综合能耗高；系统维护简单-33-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.5.1风冷骨料料仓㈡制冷水可以利用制冷机冷却拌合水，其技术特征见表3.5.2。制冷水综合成本较低，但由于其降温幅度有限，所以必要时还需要增加其他措施。表3.5.2制冷水技术特征降温能力（℃）装机功率/kW设备费用/万元场地要求优缺点3.632012020mx12m控制简便；降温幅度有限㈢其他措施①胶凝材料应放置至充分冷却后使用，禁止使用刚出厂的新水泥，一般可采取多次倒仓的措施降温。多次倒仓冷却即通过多个胶凝材料筒仓的中转和倒运来降温，其冷却效果与倒仓的次数密切相关，一般可降温约10℃，但会受场地和胶凝材料筒仓数目的限制②利用温度较低时段施工。避免在温度超过30℃的条件下浇筑混凝土；③减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升。应加快运输和浇筑速度，自卸汽车运输时车厢顶部应设活动遮阳棚；④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℃，仓面降温可采取仓面喷雾机喷雾等措施以降低浇筑面环境温度。冷却水管的使用与控制针对船闸结构空箱多、强约束区分层较薄、上部结构施工期气温较低等特点，可对船闸各构件冷却水管布置进行优化。对于分层较薄、强度富余系数较大的浇筑层（如闸室第一层，下闸首第一、二层），空腔结构较多且低温期施工的浇筑层（如上闸首第四层，闸室第四层，下闸首第四层）可不布置水管；对于有较厚实心层（如闸室左边墙第三层、内部-34-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案温度超出标准（如上闸首左边墩第一层）、安全系数较低的浇筑层，建议布设冷却水管。冷却水管采用①40x2.5mm、具有一定强度、导热性能好的铁皮管制作，弯管部分采用冷弯工艺。管与管之间通过黑色橡胶管紧密连接，连接部位采用两道铁丝绑扎。冷却水管根据需要布设，一般水平、竖直间距均控制为0.8〜1.0m，水管到混凝土表面或侧面的距离不小于0.8m。冷却水管布设示意图见附图1。采用深层江水做冷却水。用分水器（图3.5.2）将各层各套水管集中分出，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3.5.2冷却水管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。对水管的焊接部位采取一定的保护措施，施工过程中应避免混凝土直接落到冷却水管上，严禁施工人员踩踏水管。船闸混凝土通水要求见表3.5.3。待冷却水管停止循环水冷却并养生完成后，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水泥浆，以封闭管路。表3.5.3船闸混凝土通水要求开始通水时间及要求升温期通水时间及要求降温期通水时间及要求停水时间覆盖冷却水管开始通水，水流量约在一半左右，进出水温差不超过5℃浇筑完成后冷却水即通到最大水流量，流速大于25L/min，进出水温差不超过5c根据测温结果降低水流量，确保降温速$<2,0℃/d（降温早期W2.5°C/d）,进出水温差不超过10℃内部最高温度小于30C,且最大内表温差小于15C3.5.2混凝土内表温差及表面约束控制3.5.2.1浇筑间歇期控制应尽量减少上下层混凝土之间的浇筑间隔期。闸室混凝土浇筑间隔期尽量控制在S10d，上、下闸首混凝土浇筑间隔期尽量控制在S14d。避免老混凝土对新浇混凝土约束力过大引起的施工冷缝。-35-富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案3.5.2.2养护控制混凝土养护包括温度和湿度两个方面，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，因为水泥只有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。本工程船闸结构施工期长，跨越高温季节及冬季施工，需考虑不同施工条件、气候条件采取不同的养护措施。㈠养护措施船闸大部分为立面薄壁结构，散热面较大，一般采取带模养护。虽然可以一定程度上进行保温，但保湿养护难以开展，可使用透水模板布在带模期间对混凝土进行保温保湿。由于工期和模板周转的原因，长时间带模养护很难实现。为防止拆模后立面混凝土因失水造成的干缩裂缝，高温季节建议采取喷雾对立面进行不间断保湿养护（见图3.5.3、图3.5.4）；低温季节可于立面外包裹一层专用保水养护布（环保多功能养护布，图3.5.5）进行保温保湿；冬季施工可采用具有防火、保温、保湿效果的挡风布进行围挡（见图3.5.6），可以解决保温与保湿同时进行的问题。图3.5.3混凝土喷淋养护设施 图3.5.4喷淋装置大样船闸除立面外还有大量大面积断面（包括分层面及永久暴露面），高温季节施工可待混凝土初凝后采取铺设湿麻袋保湿，也可采用蓄水养护；蓄水养护用水使用冷却水管出水或自来水，保证淡水及有一定的温度，蓄水深度大于30cm。冬季施工对降低内表温差有较高要求，基坑内构件可覆盖塑料薄膜后加盖土工布或麻袋保温，基坑外构件必须覆盖塑料薄膜后加盖棉絮保温，保温层厚度计算参考附录2。闸室左边墙十字墩结构也可采用蓄水养护，一层浇筑完成后立即将水蓄满到该层标高，对闸室内壁立面进行保湿养护。㈡养护材料-36-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案⑴环保多功能养护布现场结构形状各异、尺寸大，一般养护材料难以包裹固定，立面结构难以养护，容易干湿交替形成微裂纹。针对目前混凝土养护存在的问题，项目部对目前市场上的养护材料进行了调研，有一种具有防火、保温、保湿、可循环重复使用和可拼装的养护材料即环保新型养护布（图3.5.5），集“保水材料、保温材料、防火材料”于一身。针对混凝土结构形式多样、形状多变等不易包裹翻盖的特点，将养护材料制成等面积标准养护模块，根据混凝土结构大小进行拼装搭接，可重复利用。实验证明，环保多功能养护布保水性能是复合土工布的3~4倍，保温性能亦优于复合土工布。可作为强度保证率不足工况的安全储备措施。三•三•防次层士■.444,4444444444傅温层4444JiJ14444444（1）养护材料截面示意图 （2）养护材料使用图3.5.5环保养护材料多功能养护布的常规尺寸为每卷150cmx600cm，本产品也可根据客户需要生产出特定尺寸。魔术粘（用于布块间的搭接）每卷300cm；胶粘条（用于养护布与混凝土表面间的粘接）每卷300cm。使用前先测量被养护混凝土表面积的大小，并根据其形状合理裁剪和安装本多功能养护布，裁剪拼装过程应注意预留为布块之间的搭接区。将胶粘条贴在混凝土表面之前，需清除混凝土粘贴部位表面的灰尘与脏垢。对于混凝土平面的棱角（拐角）处，应使用本产品严密包实，防止其裸露在空气中，造成局部养护不充分。使用时，润湿养护布，黏贴覆盖于混凝土表面，代替洒水养护，节约人力和材料成本。⑵防风布养护用的防风布应尽可能采用宽幅产品，相邻布应至少重叠150mm，并用胶带、胶水或其它方法紧密粘合，使整个混凝土表面形成完全防风覆盖。应采取措施防止布被风吹落，如有破碎或损坏时，应立即修补。-37-

富春江船闸扩建改造工程大体积混凝土温控防裂方案图3.5.6混凝土保温保湿设施㈡保温层厚度根据附录2计算冬季施工不