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文档简介

1、江西省赣州赣江大桥锚碇大体积混凝土温控总结报告武汉理工大学广东长大公路工程有限公司2009年11月目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc247704177 1工程概况及完成情况 PAGEREF _Toc247704177 h 1 HYPERLINK l _Toc247704178 2锚碇温控方案 PAGEREF _Toc247704178 h 1 HYPERLINK l _Toc247704179 2.1优化混凝土配合比设计 PAGEREF _Toc247704179 h 1 HYPERLINK l _Toc247704180 2.1.1混凝土原材料选择及质量控

2、制 PAGEREF _Toc247704180 h 1 HYPERLINK l _Toc247704181 2.1.2混凝土配合比 PAGEREF _Toc247704181 h 2 HYPERLINK l _Toc247704182 2.2混凝土施工的一般要求 PAGEREF _Toc247704182 h 3 HYPERLINK l _Toc247704183 2.3混凝土浇筑施工方案 PAGEREF _Toc247704183 h 3 HYPERLINK l _Toc247704184 2.4温控仿真预测 PAGEREF _Toc247704184 h 5 HYPERLINK l _To

3、c247704185 2.4.1仿真计算的方案确定 PAGEREF _Toc247704185 h 5 HYPERLINK l _Toc247704186 2.4.2温度场的仿真计算 PAGEREF _Toc247704186 h 5 HYPERLINK l _Toc247704213 2.4.3温度应力场计算 PAGEREF _Toc247704213 h 22 HYPERLINK l _Toc247704214 2.5取消冷却水管的方案讨论 PAGEREF _Toc247704214 h 52 HYPERLINK l _Toc247704215 2.5.1冷却水管应用的现状 PAGEREF

4、 _Toc247704215 h 52 HYPERLINK l _Toc247704216 2.5.2取消冷却水管要攻克的问题 PAGEREF _Toc247704216 h 53 HYPERLINK l _Toc247704217 2.5.3取消冷却水管的意义 PAGEREF _Toc247704217 h 54 HYPERLINK l _Toc247704218 2.6保温及养护 PAGEREF _Toc247704218 h 54 HYPERLINK l _Toc247704219 2.7温控施工质量保证措施 PAGEREF _Toc247704219 h 54 HYPERLINK l

5、_Toc247704220 3锚碇混凝土温控施工的现场监测 PAGEREF _Toc247704220 h 54 HYPERLINK l _Toc247704221 3.1检测工作顺序 PAGEREF _Toc247704221 h 54 HYPERLINK l _Toc247704222 3.2 检测所用仪器 PAGEREF _Toc247704222 h 55 HYPERLINK l _Toc247704223 3.3 测点布置及检测基本要求 PAGEREF _Toc247704223 h 55 HYPERLINK l _Toc247704224 3.4温度控制标准 PAGEREF _To

6、c247704224 h 60 HYPERLINK l _Toc247704225 4锚碇混凝土温控结果分析 PAGEREF _Toc247704225 h 60 HYPERLINK l _Toc247704226 4.1主要监测成果 PAGEREF _Toc247704226 h 60 HYPERLINK l _Toc247704227 4.2温控结果分析 PAGEREF _Toc247704227 h 89 HYPERLINK l _Toc247704228 4.3实际应力分析 PAGEREF _Toc247704228 h 90 HYPERLINK l _Toc247704229 5工程

7、照片 PAGEREF _Toc247704229 h 95江西赣州赣江大桥锚碇大体积混凝土温控总结报告 PAGE 981工程概况及完成情况 赣州赣江公路大桥位于江西赣州中心城区北部,是规划中赣州市域主干线公路网的关键性工程,总投资约4.6亿元。该桥为特大桥,全长1073米,主跨为408米地锚式悬索桥,引桥为连续梁桥,引桥及连接线长10.58km。 为防止混凝土中水泥水化放热温升而产生温度裂缝,以满足设计要求,保证大桥的长期安全使用,受广东长大集团赣州赣江大桥项目经理部的委托,武汉理工大学承担了赣州赣江大桥锚碇混凝土配合比设计及温控工作。上述大体积混凝土在施工前,进行了温控设计。采用大体积混凝土

8、施工期温度场和温度应力场分析程序包进行了温度场和温度应力场计算,提出了防止产生温度裂缝的温控标准和温控措施,并进行了内部温度的监测和监控,以便分析评估混凝土配比合理性和指导混凝土浇筑施工工艺,防止混凝土出现温度裂缝。在混凝土浇筑和养护过程中,特别强调了各项温控措施的落实,在广东长大公路工程有限公司的科学施工管理下,采用武汉理工大学提出的混凝土配合比和温控方案,提高混凝土耐久性和抗渗性,降低水化热,减小混凝土内外温差,施工结果表明,大体积混凝土施工质量优良,温控效果好,没有产生温度裂缝。特别是如此大体积的混凝土全部取消冷却水管的情况下,依靠优化混凝土配合比,降低水泥用量,提高矿物掺和料用量,降低

9、混凝土的水化温升,提高泵送施工性能和耐久性能,保证锚碇大体积混凝土的质量,各部位均未出现裂缝。缩短工期,降低工程造价,取得显著的经济效应。2锚碇温控方案2.1优化混凝土配合比设计合理选择混凝土原材料:选择级配优良的砂、石料,选择优良的混凝土外加剂,控制混凝土水灰比,掺加矿粉和粉煤灰,降低水泥用量,是降低内部水化热温升的重要环节,因此必须进行配合比优化设计。2.1.1混凝土原材料选择及质量控制(1)水泥:采用江西瑞金万年青水泥厂生产的万年青牌P.O42.5R水泥,其用量每立方米混凝土不宜超过160kg,需要采用矿粉替代部分水泥降低混凝土的温升。水泥散袋或袋装入场,水泥使用温度不得超过50,否则须

10、采取措施降低水泥温度,如可要求水泥生产厂家放置一段时间后发货。袋装水泥入场后应按品种、标号、出厂日期分别存放,同时应采取措施防止受潮。水泥应分批检验,质量应稳定。若存放期超过3个月应重新检验。(2)矿粉:韶关钢铁厂生产的S95级矿粉。(3)粉煤灰:采用韶关电厂级粉煤灰,质量应符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GB159691)的规定。(4)砂:采用中砂,含泥量1%,细度模数2.63.0,其它指标必须符合规范规定。砂来源必须稳定,砂入场后应分批检验。(5)石:采用碎石。大体积混凝土粗集料为531.5mm连续级配碎石,来源应稳定。石子必须分批检验并严格控制其含泥量不超过1.0%。如果达不到要求,必须

11、用水冲洗合格后才能使用,其他指示标必须符合规范要求。(6)外加剂:采用马贝缓凝型聚羧酸系高效减水剂。外加剂应分批检验,品质应稳定,如发现异常应及时报告。(7)水:拌和用水的水质需通过严格检验2.1.2混凝土配合比泵送混凝土应具有良好的和易性和粘聚性,不离析、不泌水。初始坍落度宜控制在18cm以上,初凝时间为20h2h。为满足以上施工要求,确保施工质量,应对锚碇大体积混凝土配合比进行大量试验,按材料实际情况,优选出配合比;同时结合现场施工和材料情况,对配合比进行调整。根据设计要求和有关规范规定,锚碇大体积采用标准养护条件下90天龄期的抗压强度作为验收和评定的依据。配合比见表2-1。表2-1 锚碇

12、混凝土C30配合比编号各组分用量(kg/m3)初凝时间(h)坍落度(cm)抗压强度(MPa)抗渗等级水水泥粉煤灰矿粉砂石外加剂0h1h3d7d28d115412015015079010903.5726h181619.827.248.6S17215014014014079010909.6624h181719.527.743.0S17注:配合比1所用减水剂为SX-C16减水剂,配合比2所用减水剂为JZB-3减水剂,。表2-2 锚块以及鞍部混凝土C40配合比标号各组分用量(kg/m3)初凝时间(h)坍落度(cm)抗压强度(MPa)抗渗等级水水泥粉煤灰矿粉砂石外加剂0h1h3d7d28dC401502

13、0015010076810823.8328h181629.840.255.6S18注:配合比所用减水剂为SX-C16减水剂。考虑降低大体积混凝土的水化温升,采用第1组配合比较优,并根据施工时气温和原材料实际情况建议,减水剂掺量可在胶凝材料总重的1.8%2.0%范围内进行调节。2.2混凝土施工的一般要求为确保大体积混凝土施工质量,提高混凝土的均匀性和抗裂能力,必须加强对混凝土每一施工环节的控制,要求现场人员必须从混凝土拌合、输送、浇筑、振捣到养护、保温整个过程实行有效监控。混凝土施工应严格按照公路桥涵施工技术规范(JTJ041-89)进行,并特别注意以下方面:1、混凝土拌制配料前,各种衡器应请计

14、量部门进行计量标定,称料误差应符合规范要求。应严格控制新拌混凝土质量,使其和易性满足施工要求。坍落度检验应在出机口进行,每班2-3次,拒绝使用坍落度过大和过小的混凝土料。应及时检测粗、细骨料的含水率,遇阴雨天气应增加检测频率,随时调整用水量。2、浇筑混凝土前应对模板、钢筋、预埋件、监控元件及线路等进行检查,同时应检查仓面内冲毛情况,及是否有碎碴异物等,检验合格后才能开盘。3、自高处向模板内倾卸混凝土时,为防止混凝土离析,应符合下列规定:(1)当直接从高处倾卸时,高度不应超过2米;(2)当高度超过2米时,应通过串筒,溜管等设施;(3)在串筒出料口下面,混凝土堆积高度不宜超过1米,即时摊平,分层振

15、捣。4、混凝土应按规定厚度,顺序和方向分层浇筑,必须在下层混凝土初凝前浇筑完毕上层混凝土。如因故停歇,时间超过初凝时间时,仓面混凝土应按工作缝处理。混凝土分层浇筑厚度不宜超过0.3米,并保持从仓面一侧向另一侧浇筑的顺序和方向。5、浇筑混凝土时,应采用振动器振实:(1)使用插入式振动器时,移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍,与侧模应保持5-10cm距离,应避开预埋件或监控元件10-15cm,应插入下层混凝土5-10cm;(2)对每一部位混凝土必须振动到密实为止,密实的标志是:混凝土停止下沉,不再冒气泡,表面呈平坦、泛浆。6、在浇筑混凝土过程中,必须及时清除仓面积水。7、严格按公路桥涵施工技

16、术规范(JTJ041-89)要求进行各层间和各块间水平和垂直施工缝处理。2.3混凝土浇筑施工方案 东锚碇混凝土分六块浇筑,上、下游锚块,上、下游鞍部以及前后配重块,锚块分13层浇筑,第一层为3m,第二到第六层为2m,第七层1.917m,第八到第十二层为2m,第十三层为1.359m;鞍部分18层浇筑,前十一层为C30混凝土,后七层为C40混凝土,第一到十层每层厚度为2m,第十一层厚1.579m,第十二到十八层每层厚为1m。锚块与鞍部混凝土浇筑分层图如图2-1和图2-2:锚块混凝土为C30强度等级。浇筑工作量大,按照锚碇结构尺寸,考虑温控及施工需要,参考设计图纸,将东锚块混凝土浇筑分层设定如图2-

17、1:图2-1东锚碇锚块大体积混凝土浇筑分层示意图锚碇鞍部主体混凝土是C30强度等级,顶部为C40强度等级。按照锚碇结构尺寸,考虑温控及施工需要,参考设计图纸,将东锚碇鞍部混凝土浇筑分层设定如图2-2:图2-2东锚碇鞍部大体积混凝土浇筑分层示意图2.4温控仿真预测2.4.1仿真计算的方案确定 由于混凝土体积大,施工过程中聚集水化热大,内外散热不均匀和内外约束不一致,使混凝土内部产生较大的温度应力,与混凝土的自收缩产生的应力综合作用易导致裂缝的产生,因此当前大体积混凝土的降温措施多采用通冷却水管的方法;采用通冷却水管的方法降温需要增加工艺,加大成本,工期一般都较为紧张,为了节约成本缩短周期,在仿真

18、计算的时候分别考虑通冷却水和不通冷却水2种情况下混凝土内部最高温度和最大主应力。2.4.2温度场的仿真计算采用冷却水管通冷却水时,锚块混凝土的温度场历时图如图2-3所示。配比1通水配比2通水东锚碇锚块混凝土第一层3天出现温峰配比1通水配比2通水东锚碇锚块第二层3天出现温峰配比1通水配比2通水东锚碇锚块第三层3天出现温峰配比1通水配比2通水东锚碇锚块第七层3天出现温峰配比1通水配比2通水东锚碇锚块第八层3天出现温峰配比1通水配比2通水东锚碇锚块第十二层3天出现温峰C40配比通水东锚碇锚块第十三层3天出现温峰图2-3 通冷却水时东锚碇锚块混凝土温度场()表2-3 通冷却水时东锚碇锚块各层最高温度(

19、)层号配合比1配合比2147.045.2249.347.1349.246.4449.447.1549.548.3649.248.1747.546.3847.645948.246.81048.546.91148.746.21246.245.613(C40)54.5表2-4 通冷却水时东锚碇各层最大温差()层号配合比1配合比211917220183191941917520196201871917818179201910212011201812181713(C40)22采用取消冷却水管,不通冷却水时,锚块混凝土的温度场历时图如图2-4所示。配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块混凝土第一层3天出现温峰配

20、比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第二层3天出现温峰配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第三层3天出现温峰配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第七层3天出现温峰配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第八层3天出现温峰配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第十二层3天出现温峰C40配比不通水东锚碇锚块第十三层3天出现温峰图2-4 不通冷却水时东锚碇锚块混凝土温度场()表2-5 不通冷却水时东锚碇锚块各层最高温度()层号配合比1 配合比2151.349.5253.650.7353.851.7453.051.5553.151.3653.851.0751.650.1851.450.5952.250.31052.35

21、0.41152.250.21251.649.51357.6表2-6 不通冷却水时东锚碇各层最大温差()层号配合比1 配合比2 1221922320323214232152120622217222082221922201023201122211221201324东锚碇鞍部大体积混凝土采用通水和不通水两种方案下的温度场历时图如图2-5所示:配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部混凝土第一层3天出现温峰配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第二层3天出现温峰配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第三层3天出现温峰配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第七层3天出现温峰配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第八层3天出现温峰C40

22、配比不通水C40配比通水东锚碇鞍部第十三层3天出现温峰图2-5 东锚碇鞍部混凝土温度场()表2-7 东锚碇鞍部各层最高温度()层号配合比2不通水温度配合比2通水温度150.646.7251.947.9352.146.8451.147.2550.346.2650.246.8751.747.1851.245.2951.346.41050.948.81150.445.512(C40)50.546.113(C40)58.853.9表2-8 东锚碇鞍部各层内外最大温差()层号配合比2不通水最大温差配合比2通水最大温差121.815.3222.215.4317.313.7417.112.1517.513.

23、5618.415.0716.912.5817.512.2917.211.41018.814.61118.614.712(C40)22.417.813(C40)24.621.12.4.3温度应力场计算采用冷却水管,通冷却水情况下,东锚碇锚块、鞍部混凝土温度应力发展图见图2-6所示。配比1通水配比2通水东锚碇锚块第一层3天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第一层7天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第一层14天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第一层28天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第二层3天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第二层7天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第二层14

24、天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第二层28天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第三层3天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第三层7天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第三层14天应力场配比1通水配比2通水东锚碇锚块第三层28天应力场C40配比通水东锚碇锚块第十三层3天应力场C40配比通水东锚碇锚块第十三层7天应力场C40配比通水东锚碇锚块第十三层14天应力场C40配比通水东锚碇锚块第十三层28天应力场图2-6 通冷却水时东锚碇锚块混凝土温度应力场(MPa)表2-9通冷却水时东锚碇锚块代表性层面最大主应力表(MPa)龄期(天)371428第一层配比1通水0.3910.4440.509

25、0.906配比2通水0.2160.3470.4330.620第二层配比1通水0.3440.3920.5070.729配比2通水0.2430.2820.3420.6223第三层配比1通水0.3430.4170.5520.709配比2通水0.2380.3080.4280.622采用取消冷却水管,不通冷却水情况下,东锚碇锚块混凝土温度应力发展图见图2-7所示。配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第一层3天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第一层7天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第一层14天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第一层28天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第二层

26、3天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第二层7天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第二层14天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第二层28天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第三层3天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第三层7天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第三层14天应力场配比1不通水配比2不通水东锚碇锚块第三层28天应力场C40配比不通水东锚碇锚块第十三层3天应力场C40配比不通水东锚碇锚块第十三层7天应力场C40配比不通水东锚碇锚块第十三层14天应力场C40配比不通水东锚碇锚块第十三层28天应力场图2-7 不通冷却水时东锚碇锚块混凝土温度应力场(M

27、Pa)表2-10 不通冷却水时东锚碇锚块代表性层面最大主应力表(MPa)龄期(天)371428第一层配比1不通水0.4110.4640.5490.926配比2不通水0.2360.3870.4680.672第二层配比1不通水0.3740.4020.5260.759配比2不通水0.2730.3100.3820.673第三层配比1不通水0.3880.4720.6020.759配比2不通水0.2680.3380.4680.702东锚碇鞍部混凝土温度应力发展图见图2-8。配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第一层3天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第一层7天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第一层

28、14天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第一层28天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第二层3天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第二层7天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第二层14天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第二层28天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第三层3天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第三层7天应力场配比2不通水配比2通水东锚碇鞍部第三层14天应力场 配比2不通水 配比2通水东锚碇鞍部第三层28天应力场 C40配比不通水 C40配比通水东锚碇鞍部第十三层3天应力场 C40配比不通水 C40配比通水东锚碇鞍部第十三层7天应力场 C40配比不通水

29、 C40配比通水东锚碇鞍部第十三层14天应力场 C40配比不通水C40配比通水东锚碇鞍部第十三层28天应力场图2-8东锚碇鞍部混凝土温度应力场(Mpa)表2-11 东锚碇鞍部代表性层面最大主应力表(MPa)龄期(天)371428第一层配比2不通水0.1840.4800.6050.905配比2通水0.1810.4490.6460.864第二层配比2不通水0.3220.4710.6490.890配比2通水0.2820.3660.5770.882第三层配比2不通水0.2690.4290.6660.864配比2通水0.2510.3340.6150.794第十三层C40不通水0.3330.4880.68

30、51.17C40通水0.3270.4570.6841.032.5取消冷却水管的方案讨论2.5.1冷却水管应用的现状 采用冷却水管法降低大体积混凝土的中心温度,降低内外温差,改善应力的分布,可以起到控制裂缝产生,有效保证工程质量。在现在的桥梁、大坝等大型工程中经常可以看到冷却水管的应用。但是采用冷却水管降温,有以下几个不利的方面:(1)采用冷却水管降温措施会使施工工艺变得复杂,一方面需要在浇筑混凝土之前预埋冷却水管,另一方面在等到混凝土结构和温度均趋于准稳定状态时还需要进行注浆和封端处理;(2)采用冷却水管降温措施大大增加工程造价,不仅增加了购置冷却水管的这一部分费用,而且在冷却水的运行过程中,

31、还会在人力、物力甚至在电力上增大投入,在某些山区地带(缺水、缺电)这些措施是根本无法实现的;(3)通冷却水管影响混凝土结构的耐久性,从断裂损伤力学上分析,界面是最容易出现应力集中的地方,冷却水管和混凝土接触的界面处容易产生裂纹,同时,后期注浆质量的好坏当也会影响混凝土整体的耐久性。在一些大体积混凝土工程施工时,许多专家学者也尝试采用取消冷却水管措施,由于以下诸多原因未能取得很好的效果:(1)混凝土配合比设计不当,为了保证混凝土的强度和工作性能,采用的胶凝材料特别是水泥的用量太大,其水化过程中放出的巨大热量使得大体积混凝土中心温度与外界温差增大,混凝土产生开裂;(2)混凝土的原材料没有采取必要的

32、降温处理,混凝土的总温升以及内外温差升高,使温度应力增大,混凝土产生开裂;(3)大体积混凝土分层浇筑设计不合理,每层浇筑的厚度过大,易造成混凝土内表温差过大而产生开裂。因此,基于以上种种原因,在大多数的大体积混凝土施工中,还是采用了通冷却水管的措施。针对本工程的实际,考察沿线原材料,对原材料进行必要的降温处理,优化设计了混凝土的配合比,同时采取合理的分层浇筑措施,大大地降低了混凝土的水化热,降低了混凝土的绝热温升,实现了在锚碇大体积混凝土的施工中取消冷却水管。2.5.2取消冷却水管要攻克的问题据调查,诸多大体积混凝土工程也采用了取消冷却水管以简化施工工艺,降低成本,减少混凝土的开裂,但是如本工

33、程这般巨大规模的大体积混凝土尚未有取消冷却水管的先例,主要存在以下的几个问题:(1)大体积混凝土的绝热温升过高,影响大体积混凝土绝热温升高的因素有很多,比如混凝土配合比水泥的用量,水泥的发热量,胶凝材料的总量,还有混凝土浇筑温度和养护温度。(2)大体积混凝土的内外温差大;由于混凝土一次浇筑方量大,水泥水化放热时混凝土中心热量聚集,温度上升很快,过了水化放热最高峰后中心降温速度比混凝土表层降温速度缓慢很多,使得混凝土内外温差拉大,一般在配合比定下来以后只能采取通冷却水以降低中心温度,以及加强混凝土养护工作。(3)混凝土温度应力大,混凝土的最大拉应力主要是内外温差产生的温度应力和混凝土自身收缩所产

34、生应力的双重作用,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会开裂,所以要采用通冷却水降低温度应力。 赣州赣江大桥锚碇大体积混凝土主要通过以下几个措施保证取消冷却水管后工程优质完成: (1)在配合比设计的时,选取发热量低的水泥,同时通过密实骨架堆积法增加每方混凝土的砂石用量,用粉煤灰和矿粉超量取代水泥,降低混凝土中胶凝材料的单位用量,减少混凝土水化时放出的热量,从而降低混凝土的绝热温升。 (2)通过混凝土配合比的优化设计降低了混凝土的绝热温升,混凝土中心点的温度也相应较低,在制定施工工艺时非常重视混凝土的养护,制定了专门的混凝土养护措施以确保降低混凝土的内外温差,在不通冷却水的情况下也远小于设计

35、和规范要求值。 (3)混凝土设计合理:一方面混凝土内外温差较小,另一方面设计的混凝土自密实性好,自收缩非常小,通过仿真计算混凝土的最大应力远小于混凝土的抗拉强度,在不通冷却水的情况下有较大的安全系数,混凝土不会产生裂缝。2.5.3取消冷却水管的意义 取消冷却水管简化了施工工艺(,缩短了混凝土浇筑周期,可以取得显著的经济效益,通过温度场和应力场的分析,说明在不同冷却水的情况下,锚碇各部位各层混凝土的温差25的设计要求,混凝土各龄期的最大应力远小于同龄期混凝土的抗拉强度,具有较大的安全系数,可以在施工中采用不通冷却水的方案。2.6保温及养护各层混凝土浇筑完之后立即用湿麻袋覆盖混凝土表面进行养护,一

36、方面避免塑性收缩裂缝的出现,另一方面起到保温的作用;上层混凝土顶面待混凝土终凝后应进行蓄水养护,蓄水深度10-20cm。当混凝土内表温差超过温控标准或寒潮来临时,混凝土各面应进行表面保温覆盖,建议作法如下:在混凝土表面覆盖两层麻袋,上面再包一层彩条布,并适当推迟混凝土的拆模时间,拆模后涂刷养护液并及时保温覆盖,以满足内表温差要求,且拆模时间应选择一天中较高温度的时刻。2.7温控施工质量保证措施为了使各项温控措施落实到实处,必须建立和健全全面监督、管理机制,严格(“预控”实行温控工作责任制):1、施工单位必须成立专门的温控管理班子,根据温控单位的技术要求,落实各项技术措施。2、在锚碇大体积混凝土

37、施工之前,施工单位必须做到逐步技术交底,使班组、工人能了解温控的必要性及操作情况;3、温控监测单位将在浇筑下层前将上层温控监测成果报上级业主和施工单位,并及时做出温控施工效果评述。3锚碇混凝土温控施工的现场监测3.1检测工作顺序为做到信息化温控施工,出现异常情况及时调整温控措施,在混凝土内部布设温度测点,它是温控工作的重要一环。检测工作按下列框进行。图3-1检测工作程序流程图3.2 检测所用仪器温度传感器为PN结温度传感器,温度检测仪采用PN-4C型数字多路自动巡回检测控制仪。温度传感器主要技术性能:(1)测温范围 -50150(2)工作误差 0.5(3)分辩率 0.1(4)平均灵敏度 -2.

38、1mv/3.3 测点布置及检测基本要求根据温控计算成果,为做到信息化施工,真实反映锚块混凝土的温控效果,以便出现异常情况及时采取有效措施,在锚块混凝土中分层布置测温点。根据结构特点布置在位于每层竖向中心平面上,测点平面布置见图3-2至图3-9:图3-2东、西锚碇锚块Ae1下层、Aw1下层温度测点平面布置图图3-3东、西锚碇锚块Ae1上层、Ae2Ae3、Aw1上层测温点布置图3-4东、西锚碇锚块Ae4Ae7、Ae9Ae13下层、Aw2Aw11各层测温点布置图3-5东锚碇锚块Ae8测温点布置图3-6东锚碇锚块Ae13上层测温点布置图3-7东、西锚碇锚块Be1Be7、Bw1Bw6层测温点布置图3-8

39、东、西锚碇锚块Be8Be12、Bw7Bw10层测温点布置图3-9东、西锚碇锚块Be13、Bw11层测温点布置在监测混凝土温度变化的同时,还对气温、混凝土的出机温度、入仓温度、浇筑温度等均进行了监测。在混凝土浇筑前完成传感器的埋设及保护工作,并将电缆接至测试房,保护材料主要为角钢和塑料泡沫。各项测试应在混凝土浇筑后立即进行,连续不断。混凝土的温度测试,峰值以前每2小时观测一次,峰值出现后,每4小时观测一次,持续5天,转入每天测2次,直至基本稳定。每次检测完后及时填写混凝土测温记录表。3.4温度控制标准根据计算成果,在施工期内为保证锚块、鞍部、配重块混凝土不出现温度裂缝,采取如下温控标准:1,混凝

40、土在浇筑温度基础上的最大水化热温升不超过25;2,混凝土内表温差不超过25;3,混凝土降温速率不超过2.0/d;4锚碇混凝土温控结果分析4.1主要监测成果图4-1东锚块第一层测点温度历时曲线图4-2东锚块第二层测点温度历时曲线图4-3东锚块第三层测点温度历时曲线图4-4东锚块第四层测点温度历时曲线图4-5东锚块第五层测点温度历时曲线图4-6东锚块第六层测点温度历时曲线图4-7东锚块第七层测点温度历时曲线图4-8东锚块第八层测点温度历时曲线图4-9东锚块第九层测点温度历时曲线图4-10东锚块第十层测点温度历时曲线图4-11东锚块第十一层测点温度历曲线图4-12东锚块第十二层测点温度历时曲线图4-

41、13东锚块第十三层测点温度历时曲线图4-14东鞍部第一层测点温度历时曲线图4-15东鞍部第二层测点温度历时曲线图4-16东鞍部第三层测点温度历时曲线图4-17东鞍部第四层测点温度历时曲线图4-18东鞍部第五层测点温度历时曲线图4-19东鞍部第六层测点温度历时曲线图4-20东鞍部第七层测点温度历时曲线图4-21东鞍部第八层测点温度历时曲线图4-22东鞍部第九层测点温度历时曲线图4-23东鞍部第十层测点温度历时曲线图4-24东鞍部第十一层测点温度历时曲线图4-25东鞍部第十二层测点温度历时曲线图4-26东鞍部第十三层测点温度历时曲线图4-27东鞍部第十四层测点温度历时曲线图4-28东鞍部第十五层测

42、点温度历时曲线图4-29西锚块第一层测点温度历时曲线图4-30西锚块第二层测点温度历时曲线图4-31西锚块第三层测点温度历时曲线图4-32西锚块第四层测点温度历时曲线图4-33西锚块第五层测点温度历时曲线图4-34西锚块第六层测点温度历时曲线图4-35西锚块第七层测点温度历时曲线图4-36西锚块第八层测点温度历时曲线图4-37西锚块第九层测点温度历时曲线图4-38西锚块第十层测点温度历时曲线图4-39西锚块第十一层测点温度历时曲线图4-40西锚块第十二层测点温度历时曲线图4-41西锚鞍部第一层测点温度历时曲线图4-42西锚鞍部第二层测点温度历时曲线图4-43西锚鞍部第三层测点温度历时曲线图4-

43、44西锚鞍部第四层测点温度历时曲线图4-45西锚鞍部第五层测点温度历时曲线图4-46西锚鞍部第六层测点温度历时曲线图4-47西锚鞍部第七层测点温度历时曲线图4-48西锚鞍部第八层测点温度历时曲线图4-49西锚鞍部第九层测点温度历时曲线图4-50西锚鞍部第十层测点温度历时曲线图4-51西锚鞍部第十一层测点温度历时曲线表4-1 东锚块混凝土温度监测综合表项目部位内部最高温度()温峰持续时间(h)最高温度出现时间(h)断面平均最高温度()断面最大内表温差()混凝土入仓温度()东锚块第1层混凝土58.364655.516.23034东锚块第2层混凝土57.264254.719.13033东锚块第3层混

44、凝土57.845055.116.53034东锚块第4层混凝土57.163654.313.03034东锚块第5层混凝土61.564258.321.63235东锚块第6层混凝土62.984661.321.23335东锚块第7层混凝土59.863458.213.23436东锚块第8层混凝土55.543849.913.53032东锚块第9层混凝土65.363862.614.73538东锚块第10层混凝土68.964667.021.63739东锚块第11层混凝土63.266260.824.43336东锚块第12层混凝土61.745059.615.53336东锚块第13层混凝土60.264656.918.

45、73133表4-2 东锚鞍部混凝土温度监测综合表项目部位内部最高温度()温峰持续时间(h)最高温度出现时间(h)断面平均最高温度()断面最大内表温差()混凝土入仓温度()东锚块第1层混凝土58.064856.618.03235东锚块第2层混凝土59.444058.122.43234东锚块第3层混凝土56.045853.622.32931东锚块第4层混凝土59.265658.021.03235东锚块第5层混凝土64.164662.920.23437东锚块第6层混凝土58.644057.149.63133东锚块第7层混凝土58.263455.818.83032东锚块第8层混凝土62.064858.

46、613.73235东锚块第9层混凝土58.345055.615.33033东锚块第10层混凝土63.264060.521.03537东锚块第11层混凝土53.544250.59.62831东锚块第12层混凝土65.063259.214.43538东锚块第13层混凝土64.863057.116.33437东锚块第14层混凝土63.463260.515.83336表4-3 西锚锚块混凝土温度监测综合表项目部位内部最高温度()温峰持续时间(h)最高温度出现时间(h)断面平均最高温度()断面最大内表温差()混凝土入仓温度()西锚块第1层混凝土41.723030.524.82025西锚块第2层混凝土52

47、.226851.616.32830西锚块第3层混凝土52.226251.819.72830西锚块第4层混凝土50.425647.312.42629西锚块第5层混凝土60.346258.419.83134西锚块第6层混凝土56.545653.613.33032西锚块第7层混凝土66.584665.022.93639西锚块第8层混凝土56.627053.622.73032西锚块第9层混凝土63.384460.621.13336西锚块第10层混凝土63.886061.816.73335西锚块第11层混凝土63.424660.919.63336西锚块第12层混凝土65.744263.219.23538

48、表4-4西锚鞍部混凝土温度监测综合表项目部位内部最高温度()温峰持续时间(h)最高温度出现时间(h)断面平均最高温度()断面最大内表温差()混凝土入仓温度()西锚块第1层混凝土48.025443.215.92025西锚块第2层混凝土48.247446.024.82025西锚块第3层混凝土52.765451.522.42628西锚块第4层混凝土51.425050.118.92527西锚块第5层混凝土55.645454.723.92931西锚块第6层混凝土54.926052.421.32830西锚块第7层混凝土55.244854.315.42931西锚块第8层混凝土56.444855.420.83

49、032西锚块第9层混凝土58.325456.618.03234西锚块第10层混凝土61.723260.623.93335西锚块第11层混凝土60.983658.86.832344.2温控结果分析根据监测结果,可以得出以下结论:(1)由测温点温度历时曲线可知,锚块混凝土温度变化都有急剧的升温和缓慢降温的特征,直到最后达准稳定阶段。升温阶段一般只有23天,升温达到峰值后,高温峰值时间较短,一般持续约28h。(2)从测温点温度历时曲线可知,混凝土峰值出现后,混凝土降温速率不尽相同,这与各层混凝土浇筑时层厚、浇筑温度、气温等有关。(3)东锚块第1层至第13层各层测温区平均最高温度为49.967,东锚鞍

50、部第1层至第14层各层测温区平均最高温度为50.562.9,西锚块第1层至第12层各层测温区平均最高温度为30.565,西锚鞍部第1层至第11层各层测温区平均最高温度为43.260.6。比温控计算结果略高,因为温控计算时按施工浇筑温度取值为28,实际施工时东西两岸锚碇大部分在夏季,实际浇筑入模温度一般为2839,因此实测值高于计算值。但通过现场检测得到的混凝土内部温度数据来对现场的养护工作做指导,始终使混凝土内外温差小于25,取得了较好的结果。4.3实际应力分析根据现场监测得到的数据,可以对各块混凝土的各龄期实际应力做推算,同时考虑混凝土的自收缩和温度差的共同作用下各部位各层混凝土的实际应力。

51、混凝土收缩的相对变形值可按下式计算: (4.1)式中: 龄期为t时混凝土收缩引起的相对变形值; 在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值,取3.2410-4; M1、M2、M11 考虑各种非标准条件的修正系数。混凝土收缩相对变形值的当量温度可按下式计算 (4.2)式中:龄期为t时,混凝土的收缩当量温度; 混凝土的线膨胀系数,取 8.910-6。 (4.3)式中:龄期为t时,因混凝土浇筑体里表温差产生自约束拉应力的累计值(MPa); 龄期为t时,在第i计算区段混凝土浇筑体里表温差的增量()。第i计算区段,龄期为t时,混凝土的弹性模量(N/mm2); 混凝土的线膨胀系数;H(,t)在龄期为时,第

52、i计算区段产生的约束应力延续至t时的松弛系数,可按表4-5取值。 混凝土浇筑体里表温差的增量可按下式计算: (4.4)式中: j 为第i计算区段步长(d);表4-5 混凝土的松弛系数表=2d=5d=10d=20dTH(,t)tH(,t)tH(,t)tH(,t)22.252.52.7534510203010.4260.3420.3040.2780.2250.1990.1870.1860.1860.18655.255.55.7567810203010.5100.4430.4100.3830.2960.2620.2280.2150.2080.2001010.2510.510.751112141820

53、3010.5510.4990.4760.4570.3920.3060.2510.2380.2140.2102020.2520.520.7521222530405010.5920.5490.5340.5210.4730.3670.3010.2530.2520.251计算条件为线膨胀系数:8.910-6/混凝土弹性模量:各龄期的各计算段里表温差由现场监测所得到的数据决定。根据现场实际检测所得的各龄期的混凝土内外温差计算各部位各层混凝土的实际应力如表4-64-9. 表4-6西锚碇锚块实际应力计算结果(MPa)龄期(天)3728第一层0.4170.5631.078第二层0.3060.4850.975第三层0.3330.7181.137第四层0.2400.4180.968第五层0.2580.7151.156第六层0.2400.4730.981第七层0.4180.6061.054第八层0.3930.5840.994第九层0.3880.6461.130第十层0.2970.5750.992第十一层0.3420.6591.174第十二层0.3540.5441.182表4-7西锚

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