大型一次成型工字型承台温度控制研究

《大型一次成型工字型承台温度控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大型一次成型工字型承台温度控制研究李飞要赵晓东摘要郑州中牟人文路跨贾鲁河大桥7#承台是主塔承台，属大型工字型承台。主塔承台属于塔梁结构的重要承力结构,其抵抗外力大,结构的设计截面积大,为大体积混凝土结构。大体积混凝土结构与一般结构混凝土的施工及特性均不相同,它形体庞大,且往往需要一次性浇筑成型,混凝土在硬化过程中内部水化热不易散发,导致砼结构物内、外温差悬殊,产生温度应力。本文通过对贾鲁河大桥7#承台的施工研究，总结出该种承台温度控制的施工工艺和各项施工参数。关键词贾鲁河大桥7#承台工字型大体积混凝土一次性浇筑温度控制1前言随着混凝土施工技术的发展，越来越多的大体积混

2、凝土被运用到桥梁工程中来。作为应用最广泛、功能最重要的工程结构之一，大体积混凝土已成为大型桥梁建设中必须认真对待的新课题。对于（特）大型桥梁承台而言，由于一次浇注混凝土体积大，水泥在水化过程中，释放大量的水化热，而混凝土是一种不良的导热材料，导致承台内部温度升高。在降温过程中，由于受到自身和外部约束，混凝土不能自由变形，就会在承台内部产生温度应力，如果混凝土的早期抗拉强度低于温度应力，便会在混凝土表面产生温度裂缝。这些裂缝具有裂缝宽、上下贯通等特点，加速外界环境对混凝土的风化侵蚀，对混凝土结构承载力、防水性和耐久性等产生显著影响。大体积混凝土的特征是：结构尺寸大，混凝

3、土数量大，工程有特殊要求（如不允许开裂，受力复杂等）；水泥的水化热使结构产生明显升温，容易产生温度裂缝等。大体积混凝土在施工阶段会因水化热释放引起内外温差过大而产生裂缝，而且，水化热温度若过高，还会导致混凝土后期强度的明显损失。大体积混凝土的裂缝不论是对它的应力状态还是它的使用寿命都有很大的害处。上世纪50年代至70年代，由于人们对大体积混凝土的裂缝的形成机理没有充分的认识，或没有找到适当的措施来防止大体积混凝土开裂，尤其是对大体积混凝土内部温度未进行施工控制，国内外有许多大体积混凝土结构物出现严重裂缝的实例，严重影响工程的使用，以致不得不采取补救措施，费时费力，耗资

4、巨大。大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到工程结构的方方面面。对大体积混凝土温度控制更是涉及到岩土、结构、材料、施工以及环境等多方面、多学科。随着各种新材料的不断涌现，各种监测手段的不断发展，对大体积混凝土温度裂缝问题的研究也不断深入。为了防止温度裂缝的产生或把裂缝控制在允许的范围内，需要研究温度裂缝的成因、特点、机理，掌握大体积混凝土内的温度场、应力场分布规律，从而在施工中采取有效的防裂措施。2工程概况人文路跨贾鲁河大桥位于人文路与贾鲁河相交处，主桥为（30+120+40）m双索面无背索独塔斜拉桥。主桥7#承台位于贾鲁河河槽内，河内常年流水，地下水稳定水位绝对标

5、高为76.79m～77.37m，承台顶部高程为73.841m，承台基坑开挖深度为12.66m，基坑下部大小为47m×53m，采用钢板桩围护结构，顶部放坡，放坡级数为1级，坡比为1:1，基坑顶部平台尺寸为79.4m×73.4m，开挖范围内土质从上往下依次为：粉土层、粉砂层、粉质粘土层与粉砂层。主塔下部承台长44m，宽28m，高5m，混凝土浇筑方量5360m³，属特殊结构（工字型）大体积承台。承台由三部分组成，工字型两端尺寸为28m×18m×5m，中间连系梁尺寸8.5m×5m×5m，两端通过中间连系梁连接成一个整体，具体结构布置图见图1。图17#承台结构图（单位：mm）3

6、温度原因分析大体积混凝土结构与一般结构混凝土的施工及特性均不相同,它形体庞大,且往往需要一次性成型,混凝土在硬化过程中体内水化热不易散发,导致砼结构物内、外温差悬殊,产生温度应力。当温度应力超过同期混凝土极限抗拉强度时,结构物内就会出现裂缝,也称温度裂缝，温度裂缝严重地影响到结构的使用安全。为保证工程质量，防止温度应力造成裂缝，必须对温度变化规律进行分析研究。3.1水泥水化热在混凝土结构浇筑初期，水泥水化热引起升温，且结构表面自然散热。在浇筑后的3天～7天，混凝土内部逐渐达到最高温度。加之混凝土结构自身的导热性能差，且大体积混凝土由于热量散发的路径变长，混凝土放热速度

7、大于散热速度，使得混凝土内部迅速升温。而混凝土外露表面容易散发热量，这就使得混凝土结构温度内高外低，且温差很大，形成温度应力。当产生的温度应力，超过混凝土当时的抗拉强度时，就会形成裂缝，尤其是贯穿性裂缝。3.2外界温度变化大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热情况确定。除出料口温度外，浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温差梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的