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时间:2018-10-22
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1、新通扬运河特大桥塔座[内容]介绍了新通扬运河特大桥塔座大体积混凝土的温控设计与施工技术。 [关键词]大体积混凝土;温控;裂缝;透水模板布;冷却水管;测温元件 1、前言 新通扬运河特大桥塔座为正8边型棱台,顶面纵横向均长18m,底面纵横向均长21m,高2.5m,混凝土为C50,总方量为792.2m3。 2、大体积混凝土配合比设计和温控计算 塔座为典型的高性能大体积混凝土结构,极易产生裂缝。为尽量减少有害裂缝的产生,须对混凝土配合比进行专项设计,计算混凝土中心温度、表层温度和内表温差,从而制定有效的温控措施。 2.1、混凝土配合比设计 针对混凝土强度、温控和泵
2、送的特点,混凝土采用高集料、低水灰比、低水泥用量和双掺材料,其性能指标如下: ①、混凝土抗压强度:混凝土28天强度>C50级 ②、坍落度:18±2cm ③、含气量:<3.5% ④、凝结时间:混凝土浇筑时间约22h,则其初凝时间定为24小时左右,终凝时间26小时左右 其中: 水泥:采用P·O52.5水泥 细集料:采用级配良好的中砂,含泥量不大于1.5%。 粗集料:5~31.5mm的连续级配碎石,含泥量不大于0.5%。 外加剂:采用PCA(Ⅰ)高性能缓凝减水剂。 水:深井水。 2.2、温控计算 根据混凝土配合比、水泥水化热值计算温控值。 2.2.1
3、、温度计算 2.2.1.1、绝热温升 混凝土绝热温升的计算公式如下 (1-1) 其中: —龄期(d) 水泥28天的水化热,混凝土比热 计算结果表明:在第28天龄期时,混凝土的绝热温升为67.808℃。绝热温升的变化曲线见图1。 图1混凝土绝热温升图 2.2.1.2、混凝土中心温度 塔座浇筑时间在8月份左右。查得桥位区8月份的历年平均气温为27.3℃,则混凝土浇筑温度定位T0=27.3℃。在考虑冷却降温的条件下,混凝土中心温度的计算公式为: (1-2) 计算结果表明:采用冷却水降温,在第3天龄期时,混凝土内部温度最高,达到66.875℃,其
4、温度曲线见图2。 2.2.1.3、混凝土表层温度和平均温度 塔座顶面采用循环水蓄水养护,蓄水深度为10cm,混凝土表层温度计算公式如下: (1-3) 其中: —施工期大气温度,为27.3℃—混凝土计算厚度(m) —混凝土实际厚度(m),2.5m —混凝土虚厚度(m) 计算结果表明:在第3天龄期时,混凝土表面温度最高,达到42.296℃。混凝土最大内表温差为24.579℃,其温度曲线见图2。 混凝土平均温度: (1-4) 其温度曲线图2。 图2温度曲线图 2.2.2、温度控制标准 ①、混凝土的上下层温差不超过20℃。
5、②、混凝土内表温差≤25℃。 ③、混凝土降温速率不超过2℃/天。 3、防控裂缝的措施 为有效控制有害裂缝的产生,必须从控制混凝土水化升温、内表温差、减少混凝土收缩变形、提高混凝土抗裂能力和配筋等方面采取综合的防控措施。 3.1、降低混凝土的水化升温 3.1.1、混凝土配比 ①、选用低水化热水泥。 ②、采用双掺技术:掺入优质粉煤灰,降低水泥用量;掺入高性能缓凝减水剂,延缓混凝土的初凝时间。 3.1.2、降低混凝土的拌和、浇筑温度 ①、水泥提前6d入罐,延长水泥的存放时间,降低水泥的拌和温度。 ②、预冷集料,堆高骨料,堆放时间为5d以上,并采取措施避免骨
6、料在日照下温度回升。 ③、采用深井水拌和混凝土。 ④、加快混凝土运输和入仓速度,减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升。 ⑤、选择低温时段浇筑,尽量安排在夜间或阴天施工。 3.1.3、混凝土分层浇筑 为加快混凝土的内部散热,混凝土采用水平分层浇筑,每层铺筑厚度不超过30cm。 3.1.4、通水冷却 混凝土内埋设冷却水管通水冷却,以降低混凝土内部温度。 冷却水管采用Φ32×1.8mm黑铁皮管,冷却水采用深层运河水。塔座共布置3层冷却水管,每层冷却水管单根最大长度≤200m,以利于提高降温效果。为方便通水管理,各层水管的进、出口均设在塔座顶面,且伸出塔座30
7、~50cm。冷却水管的布置见图3。 冷却水管安装完成后,须试通水检查,确保无漏水和阻塞现象。 冷却水采用集水箱供水,单只水箱容量为12m3左右。运河水进入集水箱沉淀过滤, 图3塔座冷却水管布置图 图4冷却系统布置图 减少泥沙含量。集水箱内设进水泵一台,压泵一台。压泵压水进入分流器,分流器分流进入冷却水管,以保证水的流速和流量,确保降温效果。每根冷却水管的通水流量按16~20L/min设计。集水箱、分流器的布置见图4。 考虑到混凝土的浇注时间较长,冷却水管应在混凝土覆盖一层即通水冷却一层,通水时间
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