大体积混凝土防裂施工技术研究.pdf

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1、·240·工程科技大体积混凝土防裂施工技术研究李斌（中铁上海工程局集团第五工程有限公司，广西南宁530000）摘要：本文利用MIDAS进行水化热理论分析，结合新南宁邕江四线特大桥22＃主墩承台温控的工程实践，研究分析了大体积混凝土内部温度场和温度应力变化的规律和工程中采用的温控措施的实际效果。关键词：桥梁大体积；混凝土；水化热分析；温控1现状分析1.1大体积混凝土裂缝种类及成因。大体积混凝土中的裂缝主要有三种：表面裂缝、深层裂缝和基础贯穿裂缝。裂缝的产生主要与水化热、温差、混凝土收缩等因素有关，是由于混凝土的变形受到约束而产生的。1.2桥梁大体积混

2、凝土裂缝控制现状。目前，对桥梁大体积混凝土的温度控制研究还不是很多，桥梁工程界正在对这个问题作积极努力的探索，从材料、机理、施工、监测等各个方面进行研究。2大体积承台计算机模拟分析2.1模型建立。在承台的水化热验算过程中将做两个对比模型：⑴不图1加设冷却水管模型图加冷却设备的原始模型；⑵加设冷却设备的温控模型。这样使整个计算模表1型具有对比性。
!"#$建模过程及说明:Midas/Civil建模时选建模型的1/4进行建模。#%&’()在有限元单元划分时，承台和地基结构都化分为0.5×1.6×0.5

3、m的*+,单元。（1）在建模时，地基做成约束，有弹性模量和导热性。（2）在定-./0122义单元的边界条件时，要定义约束条件、对称约束条件、固定温度条件、对流边界条件。对流系数а=5.46ν+6（w/m2·K）,a=5.46×1.56+6=14.55（w/m·2K）；（3）在水化热分析控制中将积分常数定为为2.6，实测含泥量均小于1%。碎石来自武鸣航辉碎石场，粒径5～0.5，初始温度20℃，输出应力位置:高斯点；收

4、缩徐变类型：收缩和31.5mm，连续级配，针片状含量小于8％，含泥量小于1%。3.1.4外加剂。徐变。（4）根据工程实际确定建模参数；环境温度函数定为常数外加剂有减水剂、缓凝剂、膨胀剂等多种类型。减水剂是最常用、最重要的18.6℃，固定温度：16.6℃。（5）热源函数的建立；最大绝热温升:外加剂，在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下，可减少用水量，节约T
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Q水泥、降低绝热温升。
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籽=(300×349.5)/(0.96×2354)=46.40℃；导温系数:3.2应用超缓凝混凝土。3.2.1混凝土配合比选定。在本工程大体积=2496.9/（

5、0.96×2354）=1.104（m2/h）。承台的混凝土配合比设计时，对配合比进行了专项设计。按照不同的粉煤2.2原始模型分析。2.2.1温度场分析。根据模拟分析的结果，水化热灰掺量，通过不同配合比试验数据分析比较，确定该承台配合比（见表产生热量使承台内部温度高于外界温度并向四周传递。混凝土浇筑80h1）。3.2.2超缓凝混凝土的成效。超缓凝混凝土缓凝时间可达40小时，且时，混凝土内部温度达到最大值68℃，内外温差为30℃超出了《混凝土结缓凝时间可根据掺量控制，不影响混凝土性能。不但可以对温度裂缝和冷构工程施工及验收规范》规定：大体积混凝土温差不

6、宜超过25.0℃，内部接缝进行预控，还可以控制坍落度的经时损失。最高温度不宜超过65℃。2.2.2应力分析。根据模拟运算分析，未加设冷却3.3施工措施。3.3.1布设冷却水管。本工程冷却水管采用水管时，在时间段30～80h时，混凝土产生的应力值大于容许张拉应力φ48*2.5mm钢管制作，楼层形布置，共布置四层，每层冷却管等距错开，值，此时，混凝土将产生裂缝，不能满足规范要求。形成错层。进出水口采取四进四出布置，每层为独立系统，层间距为1m，2.3温控模型分析。由于混凝土内外温差过大，为避免混凝土产生平面间距1.2～2.0m，离承台边0.5m。3.3

7、.2混凝土养护。本承台采取“内散裂缝采取加冷却水管来降低内部温度的措施。（图1）冷却水管设计参数：外蓄”的施工理念。内散：即混凝土每覆盖一层冷却管即开始通水，从而有冷却管：φ48*2.5mm，水温：20℃，流速：3m3（单层）。对流系数HP=4.效的消减了混凝土的温峰。外蓄：混凝土浇筑完成后，立即在承台表面作75ν+43，HP=261.5kcal/(m·2h·℃)。2.3.1温度场分析。加冷却水管之后某土工布覆盖养护，土工布厚度为5mm，以推迟混凝土表面温度的散失，同一时刻内部温度变化云图显示，在混凝土浇筑80h时，混凝土芯部的温时可减小承台混凝土

8、的内外温差。度达到最大值58.1℃，混凝土表面温度为38℃，大气环境温度18.6℃，符4测点布置合《混凝土结构工程施工及验