斜拉桥主塔承台大体积混凝土温度监控研究分析

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1、斜拉桥主塔承台大体积混凝土温度监控研究分析摘要：结合斜拉桥工程实际情况，对主塔承台大体积混凝土温度控制进行了研究，利用温度监测系统对混凝土温度进行监测，确保大体积混凝土施工质量。关键词：大体积混凝土；温度裂缝；温度监控中图分类号：TV331文献标识码：A1引言大体积混凝土是指混凝土结构物中实体最小尺寸≥1m的部位所用的混凝土。混凝土是不良导体，由于水泥水化热[1]，使混凝土内部温度逐步上升,当内外温差过大使得热应力超过混凝土的抗裂能力时，将产生裂缝；桥塔承台类大体积混凝土裂缝的产生将对结构受力及耐久性产生不利影响，因此桥塔承台混凝土在施工中要

2、严格实施混凝土温度监控，力求避免产生裂缝。以往已有大量温度控制在建筑结构大体积混凝土工程中应用的案例报道，但在桥梁类工程中应用少见报道，积累的经验较少，本文以桥梁承台大体积混凝土作为应用工程，对该类型工程温度控制进行研究具有较好的指导意义。2工程概况6盛泽镇舜湖西路京杭运河大桥主桥全长214m，跨径组合为90m+123m；主墩承台左右幅分离，顺桥向、横桥向平面尺寸分别为16.00m和17.80m，厚度为5.00m。桥塔承台采用C35混凝土，施工方法采取分成两层浇筑的施工工艺。承台浇筑、养护及温控期间天气温度在20.6～31.0℃范围内变化。施

3、工混凝土的和易性良好，坍落度控制在16～20cm之间。3大体积混凝土温度计算3.1混凝土中心最高温度桥塔承台采用普通硅酸盐水泥。混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。计算绝热温升的数据按优化后的混凝土配合比、水泥用量及粉煤灰用量取值[2]。混凝土浇筑3d左右达到最高温度，下面计算水泥水化热3d引起的绝热温升：Tr=W×Q/(C×r)=286×377/(0.96×2400)=46.8℃式中：Tr――混凝土的绝热温升；W――混凝土的水泥用量；Q――水泥水化热；C――混凝土比热；r――混凝土容重。混凝土浇筑温度按日平均高气温和日平均低气温计

4、算后为20.6～31.0℃计算混凝土中心最高温度时取大值。则混凝土中心最高温度为：Th=Tj+Tr×ζ=31.0+46.8×0.74=65.6℃。6式中：Th――混凝土中心温度；Tj――混凝土浇筑温度；ζ――不同浇筑混凝土块厚度的温度系数。3.2混凝土内外最大温差内外温差计算应取日平均低气温值20.6℃。内外温差为:Thmax-Tpmin=65.6-20.6=45.0℃。经以上计算,内外温差大大超过了允许值25℃。因此必须采取温控措施,以保证从混凝土中心至大气的温差梯度及混凝土本身的降温梯度满足合理的限值。3.3混凝土保温计算桥塔承台采用麻袋

5、加塑料膜对混凝土进行养护，下面计算混凝土的虚厚度：h′=K×λ/β=0.666×2.33/7.16=0.22m式中：h′――混凝土虚厚度；K――计算折减系数；β――保温层的传导系数β。计算表面温度：Tbr=Tp+4×h′×(h+h′)×(Th-Tp)/(h+2h′)2=43.7℃。混凝土中心最高温度与表面温度之差：ΔTa=Th-Tbr=65.6-43.7=21.9℃，未超过25℃的限值，但已接近，需加强保温措施。6混凝土表面温度与大气温度之差：ΔTb=Tbr-Tp=43.7-25=18.7℃，未超过25℃，故上述保温措施可行。4温度监测网点布

6、置测温点的布置原则为：①能反映整个大体积混凝土的温度场及温度变化规律；②温度梯度大的地方测点布置密，反之温度梯度小的地方测点布置稀。布置范围以所选混凝土浇筑体平面图对称轴的半条轴线为测试区，承台共布置5根竖向温度计布置轴，编号分别为1#～5#。1#轴位于承台几何中心，共布置6个温度计，其中A、F分别离混凝土上下浇筑边界5cm，C、D温度计布置在上下浇筑面交界处，BE处于上下层混凝土中心位置。4#、5#轴位于几何对称轴并离边界5cm，4#、5#轴温度计布置位置一致，分别布置2个温度计，离边界5cm。2#、3#轴位于对称轴中间，温度计布置位置一致

7、，分别布置3个温度计，温度计A离上边界5cm，温度计B、C与1#轴温度计B、E深度相同。5温度监控实测结果与分析施工浇筑后约30小时达到承台核心温度最高值约60℃左右，计算理论值在65.6℃，承台核心温度略低于计算理论值，分析其主要原因是承台内部冷水管降温的作用。6实际测得上层混凝土表面温度最大为43.0℃～47.5℃，与理论计算数据43.8℃比较接近。说明麻袋和塑料膜等保温措施对混凝土表面的温度起到了很好的保温作用。同时混凝土最大里表温差均未超过25℃，其主要是通过混凝土内部冷水管的温降和混凝土表面的保温工作等使得混凝土的温度梯度大大减小。

8、整个温度监测过程看，混凝土内外温差最大值一般发生在温度下降阶段，所以建议在大体积混凝土养护过程中，表面的保温养护时间延长一些，以减小表面与内部的温差,降低混凝土表面