主墩承台（系梁）温控方案.docx

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1、目录115i11.2承台大体积混凝土施工温控的必要性22、带IJ23、11*33.1v*fSE3321-34冷却水管及测温元件埋设54. 1/十去542P!1111.yGI65、混凝L水化热分析算74.1 75. 2材料和热特性数据853仿真f*算结果87、现场温度控制措施178、511lJu201、工程概况1.1 工程概况顺通大桥主桥为双塔双索面钢箱混合梁斜拉桥，桥跨布置IlOm+413m+l10m；混凝土主梁和钢主梁均采用分离式双边箱PK梁断面，主桥桥塔基础采用群桩基础。主桥共4个塔柱，单个塔柱基础采用12根直径2.5m钻孔灌注桩，横桥向3根，顺桥向4根。采用大直径桩基础，最大桩径2.5m

2、,桩底位于中/微风化花岗片麻岩中，最大有效桩长大良侧为42m、49m,容桂侧为42m。北塔塔高151.4m,南塔塔高155.93m。塔柱采用钢筋混凝土单箱单室箱形断面，上塔柱横桥向径向尺寸5.5m（含外侧圆弧），顺桥向尺寸7.0m,横桥向壁厚1.0m,顺桥向1.2m；中塔柱横桥向水平尺寸5.6m,顺桥向尺寸7.0m,横桥向壁厚LIm,顺桥向1.2m；北塔下塔柱水平尺寸由5.678X7.Om变化至6.78.7m,南塔下塔柱平面尺寸由5.6787.Om变化至6.8738.967m,下塔柱横桥向壁厚1.5m,顺桥向1.5mO主墩采用分离式承台，两承台之间设系梁，单个承台尺寸均为长X宽X高=14.7m

3、19.9m5.5m,主2号墩系梁尺寸为长X宽X高=27.2mX9mX4.5m,主3号墩系梁尺寸为长X宽X高=26.5m9m4.5m。承台采用C35混凝土,主2号墩承台方量3180.In?,系梁方量IloL611主3号墩承台方量3180.Im3,系梁方量1073.311总方量为8535.Im3o封底采用C25混凝土，封底厚度为0.5m。承台均为埋置式承台。表Ll-I主墩承台(系梁)尺寸表序号墩位结构物长X宽乂高(m)顶标高(m)底标高(m)设计水位基坑深度河床标高基坑开挖深度备注1主2号墩承台14.719.95.5-5.241-10.741+212.741-3.27.541左右幅系梁27.294

4、.5-5.241-9.741+211.741-3.26.5412主3号墩承台14.7X19.9X5.5-9.771-15.241+217.241-7.57.741左右幅系梁26.594.5-9.771-14.241+216.241-7.56.7411.2 承台大体积混凝土施工温控的必要性顺通大桥主墩承台(系梁)属于大体积混凝土施工。混凝土的凝结和硬化是水泥和水之间发生化学和物理变化的结果。大体积混凝土浇筑后由于水泥水化放热作用，将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段，在这三个阶段中混凝土的体积亦随温度的升降而相应膨胀或收缩，各块混凝土体积变化受到约束时就会产生温度应力，如果该应力超过混凝土的抗裂

5、能力，混凝土就会开裂。为此，需要根据混凝土物理、热学性能试验，计算承台大体积混凝土的内部温度场及仿真应力场，并根据计算结果制定了不出现有害温度裂缝的温控标准和相应的温控措施。2、编制依据(1)公路工程质量检验评定标准第一册土建工程(JTGF80/1-2017)；(2)公路桥涵施工技术规范(JTG/T3650-2020)；(3)大体积混凝土施工标准(GB50496-2018)；(4)水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程(JTS202-1-2010)；(5)大体积混凝土温度测控技术规范(GB/T51028-2015)；(6)混凝土结构设计规范(GB50010-2010)；(7)佛山市顺德区金沙

6、大道南延线工程施工图纸。3、基本计算资料3.1 气候特征本工程位于佛山市顺德区，地处北回归线以南，属亚热带海洋性季风气候，日照时间长，雨量充沛，常年温暖湿润。年平均降雨量多达1648mm,年平均湿度为82机2月至3月份多低温阴雨天气，7月至9月份为台风活动季节，台风期间有时发生强台风，对承台（系梁）施工造成较大破坏。大良、容桂镇地处珠江三角洲，属亚热带季风气候，夏季漫长、春秋则短。夏季高温，雨量充沛，冬季冷凉干燥，无严寒天气，年平均气温21.8。春夏两季雨量最多，每年的4月至10月是汛期。每年夏秋台风活动季节。最冷月（1月）平均气温12.9,最热月（7月）平均气温28.7,极端最高气温38.2

7、,极端最低气温一1.9。风况：最大风速32.2ms3.2 施工资料3. 2.1配合比选用先由试验室通过设计和试配确定碎设计配合比，并以使碎满足和易性、凝结速度等施工条件，且符合强度、耐久性等质量要求为原则，混凝土坍落度控制在182cm,以保证混凝土具有可泵性，并上报监理工程师批复。各种材料如下：水泥。宜优先选用中低热水泥，水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%,且应满足设计要求、收缩小、和易性好和节约水泥的原则；同时水泥应符合国家标准,且应附有制造厂的水泥品质试验报告等；水泥进场后，经验收合格后方能投入使用。粉煤灰应选用优质H粉煤级灰； 粗骨料。选用连续级配5mm31.5mm的碎石。 细骨料。选用级配

8、良好的中粗砂，砂率控制在40%左右； 水。采用井水，以降低混凝土的温升值。 外加剂。减水剂宜选用缓凝型高效减水剂，减水率不宜小于18%,其中缓凝成分不应为糖类。通过试配掺加粉煤灰，以节约水泥用量。施工时，试验室根据实际采用的粗细骨料的含水量，对混凝土用水量做相应调整，待满足施工要求后方可进行混凝土浇筑。承台C35、C25混凝土配合比见表3.2-1表3.2-1承台C35混凝土理论配合比混凝土容重水胶比砂率水泥(kg)粉煤灰(kg)矿渣粉(kg)砂(kg)碎石(kg)外加剂(kg)水(kg)C352410kgm30.442287435877210944.26155C252408kgm30.4742

9、25564080111353.191502)物理热学性能混凝土抗拉强度试验值见表3.2-2,物理热学性能试验值见表3.2-3o表3.2-2混凝土劈裂抗拉强度试验值(MPa)龄期(d)728C25碎34.643C35碎41.952表3.2-3混署E土物理、热性能参数物理特性弹性模量(MPa)线膨胀系数泊松比比重(IO3kgm3)导热系数(kcalmh*C)比热(kjkgOC)绝热温升()C25碎2.8104LOxlO-50.22.402.540.9641.05C35碎3.15104LOxlO_50.22.412.540.9644.573.2.2计算公式模型3.2.2.1绝热温升绝热温升数值模型取

10、双曲线函数：&)=Q)(Ie)(4-1)式中：最终绝热温升；%万一绝热温升变化系数。Ql,(4-2)CP式中：W每混凝土的胶凝材料用量(kgr113)；。一混凝土的比热LJ(kgC);0混凝土的重力密度(kg113)；Q胶凝材料水化热总量(kjkg)。3. 2.2.2弹性模量弹性模量随时间的增长曲线采用四参数双指数形式，即E()=E-e-a)(4-3)式中：。一混凝土最终弹性模量(GPa),通过试验确定；%/一与弹模增长速率有关的两个参数，通过试验确定。4. 2.2.3徐变度根据工程经验，取混凝土徐变度如下(单位：1(/MPa)：C(t9)=C(1+92Oro*)(1_e30(i)+C2(1+

11、,7045)(1-)(4-4)式中：C1=O.23/E2,C2=O.52/E2,E?为最终弹模。3. 2.2.4放热系数混凝土表面通过保温层向周围介质放热的等效放热系数可由下式计算：-=-)+(%)5)式中：aT效放热系数；夕一放热系数；4保温层厚度；i保温材料。4、冷却水管及测温元件埋设5. 1冷却水管承台设置4层冷却水管，系梁设置3层冷却水管。设置预埋冷却水管时，可适当调整冷却水管的平面位置和竖向间距，使冷却水管的架立钢筋可用承台内的钢筋绑扎。006 Ssxi 景 Ssxi图4.1-1承台（系梁）二、四层冷却水管布置图星广、102S,10508=84_1050 _1060 8=W_10K_

12、5001050 12=12600_500_32150/33500图4.1-2承台（系梁）一、三层冷却水管布置图二、四鼬水U和二f出水口二、四层进水口和、三鼬水口二层进出水口和-和需出水口二三层麻n一和三层进水口OXHM 或 X99.OOOIi1025_84001050MoOJ02532150/33500图4.1-3承台（系梁）冷却水管立面布置图4.2测温元件测温元件先在一根竖向钢筋上绑扎牢固（固定在同一侧），然后将数据线合龙在一起绑扎在钢筋另外一侧，将钢筋与承台钢筋绑扎牢固即可，外漏数据线用软管保护。图4.2-2承台（系梁）测温元件立面布置图5、混凝土水化热分析计算主桥2号和3号墩承台尺寸均为

13、14.7mX19.9m5.5m,主2号墩系梁尺寸为27.2mX9m4.5m,主3号墩系梁尺寸为26.5mX9mX4.5m,故选择主2号墩承台（系梁）进行水化热分析计算，最具有代表性。5.1 模型参数 主桥2号和3号墩承台（系梁）为对称结构，取1/4模型作为计算区域。 下承台受桩基约束。 i十算时考虑混凝土表面保温，按照侧面覆盖钢模板，顶部覆盖一层湿麻袋考虑。经计算，侧面对流系数为12妨间病.，顶板对流系数12丘间疝,coo 计算时考虑水管降温效果，C35混J簸上献温升为44.57。 1十算时考虑徐变对i昆就土的影响，28天抗压强度值为3.5乂10%/忒 温度及应力计算自承台浇筑开始，模拟之后一个月的温度应力发展。图5.1-1顺通大桥主墩承台有限元剖分图5.2材料和热特性数据表5.1-1材料和热特性数据特性C35承台C25封底混凝土河床土基冷却水比热(kJKgoC)0.960.960.231容重(KNm3)24.1242010热传导率(kcalmh)2.542.54