宜昌庙嘴长江大桥大江桥桥塔实心段混凝土温度控制技术.pdf

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1、30世界桥梁2016，44(1)宜昌庙嘴长江大桥大江桥桥塔实心段混凝土温度控制技术杨秀娟(中铁大桥局集团有限公司，湖北武汉430050)摘要：宜昌庙嘴长江大桥大江桥为(250+838+215)m悬索桥，桥塔为C50钢筋混凝土框架结构，塔柱根部5m范围实心段为大体积混凝土结构。为避免桥塔施工期间出现早期裂纹，确保混凝土施工质量，对桥塔实心段混凝土进行温度控制。采用有限元软件建立承台及塔座、塔柱实心段结构有限元模型，计算大体积混凝土施工和养护过程中的温度场和应力场，依据计算结果，在施工方案中拟定温度控制指标

2、值，确定温度控制措施及控制方案；在施工过程中，根据温度监测的实测结果，调整、完善温控方案。控制结果表明：采取的温控措施有效降低了混凝土养护过程中内部及其表面的温度应力，避免了施工期间出现早期裂纹的风险，确保了混凝土施工质量。关键词：悬索桥；桥塔；大体积混凝土结构；温度；应力；监测；有限元法；施工控制中图分类号：U443．38；U445．i文献标志码：A文章编号：1671—7767(2016)01—0030—05I工程概述筋混凝土结构，截面尺寸3．8m×7m，DJI号桥塔宜昌庙嘴长江大桥工程起于东岳二路，

3、沿线横支墩高度为14．7m，DJ2号桥塔支墩高度为12．1跨江南大道，跨越长江，穿西坝区，跨越三江及沿江ITI，支墩支承在塔座和承台上，与塔柱内侧壁间设置大道，止于西陵二路，主线全长3234．7m，主要包10cm间隙。桥塔立面布置如图2所示。括大江桥、三江桥、江南立交、西坝立交、江北立交及桥塔塔柱分为24个节段，采用液压爬模分节段路基工程]。其中大江桥为(250+838+215)m悬施工，标准节段高4．5m，第23、24节段与上横梁索桥(见图1)。点军西坝．250．0215．0．图I宜昌庙嘴长江大桥大江

4、桥主桥立面布置大江桥桥塔由塔柱、上横梁及支承牛腿组成，高107m，为C50钢筋混凝土框架结构。塔柱横断面为梯形的箱形变截面，纵向塔顶内侧宽7．5m、外侧宽6．5m，塔底内侧宽8．5m、外侧宽7．1ITI；横向塔顶宽5．0m，塔底宽7．0m。塔柱纵向壁厚上段为1．0m，下段为1．2m，在横梁及倒角处加厚至2．3m；横向壁厚上段内侧为1．0m、外侧为0．8m，下段内侧为I．2m、外侧为1．0ITI，在横梁及倒角处内侧加厚至i．4ITl、外侧加厚至1．2m；塔底5．0m范围内为实心段。塔柱四角均倒半径为5cm

5、圆角。上横梁长×宽×高为28m×5．5m×9m，采用单室矩Cmm形截面。图2桥塔立面布置塔柱下端内侧设支墩以支承加劲梁，支墩为钢收稿日期：2015—09—21作者简介：杨秀娟(1981一)，女，工程师，2004年毕业于武汉工程大学工程管理专业，管理学学士(E-mail：915136830@qq．corn)。宜昌庙嘴长江大桥大江桥桥塔实心段混凝土温度控制技术杨秀娟31同时浇筑，塔柱根部及上横梁与塔柱连接处为实心间距0．5IT1，层间距0．5m(见图3)。为避免桥塔施段。塔柱实心段内布设冷却管及测温元件，架

6、立骨工期间出现早期裂纹，确保混凝土施工质量，对塔柱架、冷却管、测温元件与钢筋同时进行安装。冷却管实心段混凝土进行温度控制。采用声50mm钢管，每个实心段内布置7层，其水平700700．竺=二二ll水口lI一0_【卜一●●●●+I700—■__'7=——0一—一——0_—(a)立面(b)第1、3、5、7层横截面(c)第2、4、6层横截面单位：cm图3实心段冷却水管布置承塔塔台座柱2温控模拟计算表1混凝土物理、热学性能参数CCC2．1有限元模型∞∞龇1．K-a采用MIDASCivil建立承台及塔座、塔柱实心

7、O0O222段结构整体模型(见图4)，进一行温控0_【卜分析。一if+．●●●×××；OOO(4)混凝土收缩徐变。收缩徐变参数按MI—DASCivil中的中国规弱范取用，其中混凝土湿度取70ro2．2计算结果及分析％％％2．2．1温度场将塔柱沿横；轴剖开，能直观地得到中心及边缘温度场分布。塔柱∞实心∞段温度场分布如图5所示。分析图5可知：(1)混凝土浇筑后水泥水化反应开始，1～2d时水泥水化反应剧烈，内部热量快速聚集，中心温度图4有限元模型升高，内部最高温度达到73．7℃，出现在浇筑完成计算参数选择如下

8、：后约1d；达到温度峰值后，初期降温速度较快，随后(1)绝热温升的计算。根据朱伯芳《大体积混降温速率逐渐减慢，至7～10d后降温平缓。凝土温度应力与温度控制》嘲公式Qt-—Q(—W+kF)_一一P(2)由于有冷却水管的冷却作用，实心段混凝土内部温度分布均匀，也未出现冷却水管附近混凝，计算出水泥水化热绝热温升Q—CD土局部温差较大的现象，随着浇筑时间增加混凝土59．6℃。温度从外至内逐步冷却至稳定。(2)水泥水化放热模拟。热源函数按公式F()