承台混凝土施工温度控制及数值分析

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1、铁道建筑RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2012)08—0016．03承台混凝土施工温度控制及数值分析石大为，刘智，杨雅勋(1．贵州省交通建设工程质量监督局，贵州贵阳550000；2．贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳550001；3．长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室，陕西西安710064)摘要：天桥特大桥主桥桥墩承台大体积混凝土采用一次浇筑法施工，这种施工方法会明显加剧水化热效应，应采取温度控制措施。运用有限元软件MIDAS对承台内部水化热温度场进行了模拟计算，并在承台内预埋温度测量元件对温度场进行监测。对模拟计算结果和监测结果进行分析，按

2、照温度控制标准，通过控制冷却管水流流量有效地控制了混凝土的浇筑温度、最高升温、内外温差及降温速率，达到了预期温度控制的目标。关键词：桥梁工程承台水化热温度控制数值分析中图分类号：U445．57；U446．2文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2012．08—05桥梁承台是大体积混凝土结构，由于施工期间水为大体积混凝土，承台施工应考虑水化热引起的温度泥的水化反应导致其温度发生变化，在受到内部和外应力，需要进行温度监测并及时控制结构的温度。部约束时将产生较大的温度应力，容易引起混凝土开2温度控制方案及标准裂。裂缝对结构的承载力、防水性能、耐久性等都会

3、产生很大影响。采用分层浇筑法施工能降低混凝土内部2．1温度控制方案温度，但是会给施工带来很多不便，难以保证施工质量1)测量元件及布置和工期。综合考虑现场施工条件和工期等因素，对天承台内预埋温度元件，以测量其内部的温度场分桥特大桥承台采用了一次浇筑法施工。这种施工方法布。温度传感器采用的是JMT．36B型温度传感器，灵会明显加剧水化热效应，对温度控制措施要求更加严敏度0．1oc，精度±1℃，测量范围为一20oc～110cc，格。因此，在承台混凝土施工过程中，准确预测和监测线性误差0．5℃。测点布置见图2。混凝土内部的温度分布规律十分重要。1工程概况土==二}基天桥特大桥主桥为(106

4、+200+106)m预应力混凝土箱形梁连续刚构桥(图1)。主墩承台采用C30混凝土，一次浇筑。承台长23．6m、宽20．6m、高6．0m，fb)立面图2温度传感器布置(单位：cm)4120010600120000],10600i2)监测方法监测时间一般是从混凝土开始浇筑至混凝土浇筑完成后15d，在此期间根据混凝土的温度观测值调整监测频率。大部分水化热是在?昆凝土浇筑后的72h内释放，故在浇筑完成后的72h内，监控人员将采取图1天桥特大桥主桥示意(单位：cm)高密度监测，采集频率为1次／2h；待混凝土温度升到最大值后，将监测频率改为1次／4h，等温度下降均匀收稿日期：2012—02—

5、21；修回日期：2012．03—26后，可将监测频率减小到1次／12h。15d以后当大体基金项目：国家自然科学基金资助项目(50608005)积混凝土中心温度与外界温差<25℃时停止测温。作者简介：石大为(1968一)，男，贵州贵阳人，高级工程师。采集的数据包括：进、出水管的温度，混凝土内部温度、2012年第8期承台混凝土施工温度控制及数值分析17传感器的温度、大气温度和混凝土表面温度。2．2温度控制标准1)在浇筑承台过程中，混凝土内外温差不应超过25℃：2)混凝土中心温度与表面温度之差，以及表面温度与环境温度之差，均应<20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，温差可在25℃～3

6、0c【二之间；3)混凝土降温速率不超过2．0℃／d；4)混凝土的最高升温控制在60℃之内；图34号测点温度实测结果与理论5)尽量控制出水口温度在40cI=以下，进出水管的计算结果对比温差在5℃～10℃之间。253仿真计算2O15依照大体积承台混凝土的浇筑方案，监控单位根210据施工单位提供的参数对承台的水化热进行了仿真计s—o_内部4测点外表面混凝土与算分析。O1测点温差曲线—内部4测点外表面混凝土与3．1计算参数一57测点温差曲线—1O050100150200250300350400直径50mm的冷却管水流量取2m／h，水温取时间，h15℃，混凝土的人模温度取20℃，C30混凝土

7、的比热容取0．97kJ／(kg·K)，环境温度取15℃，C30混凝土图4混凝土内部与靠近钢模板的热对流系数取13．9W／(m·k)，普通硅酸盐水泥的用外部测点的温差曲线对比量为24lkg／m。3．2计算结果在温度控制范围内；出水口温度最高为37cC，进出水主桥承台采用一次整体浇筑，承台中布置5层50管的温差基本控制在10℃以内。l0主墩右幅承台混mm的冷却管，由于仿真分析计算中参数和边界取值与凝土内部温度场的变化基本按照预测的方向发展，有实际施工过程有一定的偏差，因此