墩承台大体积混凝土温控方案

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1、XX长江大桥Y标主塔墩承台大体积混凝土温控方案1概述XX长江大桥Y标主索塔承台长113.75m，宽48.1m，高13.324m，下部为哑铃型，上部(两端)为八面棱台型，混凝土方量42271m3。具有平面尺寸特大、混凝土方量多、形状复杂的特点。为典型大体积混凝土，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。为防止温度裂缝，保证工程质量，必须进行温度控制，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

2、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。2计算依据与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。以下温度计算中用到的水泥水化热，混凝土配合比、强度、弹性模量及气温由XXX公路工程局XX长江大桥Y标项目总经理部提供，其余参数参考有关工程资料并根据笔者经验选取。2.1混凝土性能2.1.1混凝土材料的配合组成承台大体积混凝土的设计强度等级为C35，胶凝材料选用华新南通水泥厂的堡垒牌P.

3、O42.5水泥，南通华能粉煤灰开发公司的Ⅱ级粉煤灰；石料为湖北武穴产5~25mm连续级配石灰岩碎石；砂子为赣江Ⅱ区中砂；外加剂为南京水科院生产的NA—F2型高效泵送剂，每方混凝土的材料用量如表1所示。15表1承台混凝土每方材料用量表　材料名称水泥粉煤灰砂碎石水外加剂合计材料用量（kg）288.0154.0715.01041.0169.011.052378.05相对用量（%）12.116.4830.0743.787.110.46100.002.1.2混凝土弹性模量C35混凝土5天和8天的弹性模量分别为1.9×104MPa和2.3×104MPa，根据该试验结果，不同龄期的弹性模量E按(

4、1)式计算：(t≥3)(1)混凝土弹性模量随龄期增长的曲线如图1所示。图1弹性模量变化线2.1.3混凝土抗压强度混凝土3天、7天和28天的抗压强度分别为：R3=21.0MPa，R7=34.5MPa，R28=49.6MPa，2.1.4混凝土绝热温升混凝土的绝热温升根据水化热计算,堡垒牌P.O42.5水泥3天和7天的水化热分别为264J/g和280J/g，据此可估算混凝土的最终绝热温升，取q0=1537.0℃。凝土不同龄期的绝热温升用（2）式计算：(2)　式中t—龄期（天）；q—在龄期t的绝热温升。混凝土的绝热温升曲线如图2所示。图2混凝土绝热温升曲线2.1.5混凝土导温系数混凝土的导

5、温系数a依据上面配合比计算取值：a=0.111m2/d。2.1.6混凝土的泊松比系数取为0.167，线膨胀系数取为8.0×10-6（1/℃）。2.2温度初始条件与边界条件在不同的日期浇筑混凝土时，应选取不同的气温和浇筑温度。常熟市前3年（2001年～2003年）的月平均气温如表2所示。表2常熟市月平均气温月份123456789101112平均气温4.66.810.915.620.124.728.727.324.518.612.16.015承台计划在2005年2月～5月浇筑，温度计算时，根据表2取各层的混凝土浇筑温度以及对应的气温和长江水温表如3所示。表3混凝土浇筑温度及边界温表层次

6、123456备注气温6.09.012.015.018.020.0水温8.08.511.014.017.520.0浇筑温度12.014.017.019.522.024.02.3主要降温措施温度计算时混凝土均设置冷却水管，冷却水管的层间间距和水平间距均为1m左右。3温度和应力计算3.1计算方法计算温度时，由于主墩承台的厚度与平面尺寸相比都较小，可简化为一维问题计算，考虑到封底混凝土和下部结构的影响以及应力计算的方便，仍采用三维有限元法计算，将温度场和应力场纳入一个统一的网格和程序计算。计算方法参照文献［1］。（3）计算应力时，考虑到混凝土弹性模量随时间而变化，E是时间τ的函数，不能取某

7、一常值来计算。将时间分为很多个时段，而取每个时段中点的弹性模量值为该时段的弹性模量，分别计算出各个时段的应力增量后再迭加，第n个时段末的应力按（3）式计算。式中Δσi——第i时段的应力增量。混凝土具有徐变效应，即应力会随时间而松弛。徐变应力是考虑到混凝土的徐变效应时的应力，也就是混凝土中实际存在的应力，一般用（4）式中的松驰法计算：15（4）式中——t时刻的徐变应力；——第i时段的弹性应力增量；——松驰系数，表示从ti时刻加荷，持续到时间t的应力松驰系数。松驰系数应由