赣州赣江大桥温控方案080723

1、PAGE PAGE 24赣州赣江公路大桥承台、锚碇大体积混凝土温控方案武 汉 理 工 大 学2008年7月赣州赣江公路大桥承台、锚碇大体积混凝土温控方案一、概述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。承台、锚碇锚块、压重块、散索鞍支墩等部位均属大体积混凝土结构，由于混凝土的水化热作用，混凝土浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段，在这个过程中混凝土的体积在温度变化影响下亦随之伸缩，若各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力

2、，如果该应力超过混凝土的抗裂能力将导致混凝土开裂；因此为了提高混凝土施工质量，保证大桥长期安全地使用，必须采取温控措施以防止温度裂缝的产生，为此特制定本温控方案及实施细则，施工单位应当据此制定出详尽的锚碇施工实施细则。二、承台、锚碇部位大体积混凝土配合比（另附桥塔混凝土配合比）1、C30大体积混凝土使用部位：承台，锚块，压重块，锚室后墙、侧墙、底板，散束室侧墙等表1 C30大体积混凝土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减水剂0h1h28d90d1165220170073811072201820163338S1021701

3、2014015072810922201820163338S10原材料：水泥：P.O42.5水泥粉煤灰：I级粉煤灰矿粉：S95等级，比表面积400m2/kg砂：中砂石：531.5mm连续级配碎石减水剂：缓凝型聚羧酸系高效减水剂拌合水：洁净水考虑降低大体积混凝土的水化温升，采用第2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0.4%0.6%范围内进行调节。2、C30微膨胀大体积混凝土使用部位：后浇带表2 C30微膨胀大体积混凝土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)限制膨胀率(10-4)水水泥粉煤灰膨胀剂砂石减水剂0h1

4、h28d90d316522014040735110022018201633382.5原材料：水泥：P.O42.5水泥粉煤灰：I级粉煤灰矿粉：S95等级，比表面积400m2/kg砂：中砂石：531.5mm连续级配碎石减水剂：缓凝型聚羧酸系高效减水剂膨胀剂：UEA系微膨胀剂拌合水：洁净水减水剂掺量可在胶凝材料总重的0.4%0.6%范围内进行调节。3、C40混凝土使用部位：散索鞍顶部、塔冠表3 C40混凝土配合比编号各组分用量(kg/m3)坍落度(cm)抗压强度(MPa)水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂0h1h7d28d415525010010073611043.62022184050原材料：水泥：P.O

5、42.5水泥粉煤灰：I级粉煤灰矿粉：S95等级，比表面积450m2/kg砂：中砂石：525mm连续级配碎石减水剂：缓凝型聚羧酸系高效减水剂膨胀剂：UEA系微膨胀剂拌合水：洁净水减水剂掺量可在胶凝材料总重的0.7%0.9%范围内进行调节。4、C50混凝土使用部位：塔柱、上下横梁表3 C50混凝土配合比编号各组分用量(kg/m3)坍落度(cm)抗压强度(MPa)水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂0h1h7d28d516032010010070610595.22022184860原材料：水泥：P.O42.5水泥粉煤灰：I级粉煤灰矿粉：S95等级，比表面积450m2/kg砂：中砂石：520mm连续级配碎石减水

6、剂：缓凝型聚羧酸系高效减水剂膨胀剂：UEA系微膨胀剂拌合水：洁净水减水剂掺量可在胶凝材料总重的0.4%0.6%范围内进行调节。三、混凝土浇筑分层锚碇结构中浇筑量较大的部位包括锚块，压重块等。根据工程经验，同时考虑现场施工条件和原材料供应情况，将上述部位混凝土浇筑施工分层如下，并结合施工时间、混凝土力学参数、气温、冷却水通水方式及时间等进行温控计算，验证分层的合理性。（一）锚块混凝土锚块混凝土为C30强度等级，浇筑工作量大，按照锚锭结构尺寸，考虑温控及施工需要，参考设计图纸，分别将两锚碇混凝土浇筑分层分别设定如下：图1西锚碇锚块大体积混凝土浇筑分层示意图图2东锚碇锚块大体积混凝土浇筑分层示意图（

7、二）鞍部混凝土分层鞍部主体混凝土也是C30强度等级，顶部为C40强度等级。按照锚锭结构尺寸，考虑温控及施工需要，参考设计图纸，分别将两锚碇混凝土浇筑分层分别设定如下：图3西锚碇鞍部大体积混凝土浇筑分层示意图图4东锚碇鞍部大体积混凝土浇筑分层示意图（三）压重块混凝土分层压重块混凝土为C30强度等级。按照锚锭结构尺寸，考虑温控及施工需要，参考设计图纸，分别将两锚碇混凝土浇筑分层分别设定如下：图5西锚碇压重块前段大体积混凝土浇筑分层示意图图6西锚碇压重块后段大体积混凝土浇筑分层示意图图7东锚碇压重块前段大体积混凝土浇筑分层示意图图8东锚碇压重块后段大体积混凝土浇筑分层示意图（四）后浇带混凝土锚块、鞍

8、部和压重块之间的后浇段混凝土为C30微膨胀混凝土，宽为2m，在锚块最后一层混凝土浇筑完毕1月之后进行后浇带的浇筑施工。四、温控计算4.1 计算条件4.1.1 施工时间及进度等施工时间：2008年？月200？年？月；浇筑层厚：按上文所述分层进行施工进度：按上文所述施工进度进行浇筑温度：混凝土入模时不超过25；放热系数：=14W/m2。导温系数：0.07 m2/d。线膨胀系数：8.910-6/.4.1.2 混凝土力学参数混凝土重度 2400kg/m3混凝土绝热温升：Tr（t）=WQ0（1-e-mt）/C 混凝土弹性模量：混凝土徐变度：4.1.3气温 ，另外加3辐射热（侧面不加）。4.2 计算结果4

9、.2.1锚碇基坑底板大体积混凝土温控计算4.2.1.1 温度 计算结果为锚碇基坑底板内最高温度？。温度场历时图如图？所示。五、温度控制标准在仿真计算的基础上，结合以往施工经验制定了混凝土在施工期内不产生有害温度裂缝的温控标准，具体内容如下：1、混凝土内最高温度：不超过55；2、混凝土内表温差不超过25；3、相邻块体的混凝土温差不超过25；4、混凝土允许最大降温速率不超过2.0/d。六、混凝土温控措施及实施细则（一）、优化混凝土配合比，合理选材，降低混凝土内部水化热温升。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，降低水泥用量，是降低内部水化热温升的重

10、要环节，因此必须进行配合比优化设计。1、混凝土原材料选择及质量控制（1）水泥：采用？水泥厂生产的？牌P.O42.5R水泥，其用量每m3混凝土不宜超过230kg，最好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）粉煤灰：采用？电厂I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。（3）砂：采用中砂，含泥量1%，细度模数2.62.8，

11、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。（4）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，必须用水冲洗合格后才能使用，其他指示标必须符合规范要求。（5）外加剂：采用？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。（6）水：拌和用水的水质需通过严格检验并符合有关规范规定。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。初始落度宜控制在18cm以上，承台、锚块、鞍部及压重块大体积混凝土初凝时间为20h。为满足以上施工要求，确保施

12、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。（二）对混凝土施工的一般要求：考虑到混凝土的收缩和温度应力，建议在锚碇大体积混凝土浇筑完之后一个月再进行后浇带施工。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：

13、1、混凝土拌制配料前，各种衡器应请计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

14、积高度不宜超过1米，即时摊平，分层振捣。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

15、除仓面积水。7、严格按公路桥涵施工技术规范（JTJ041-89）要求进行各层间和各块间水平和垂直施工缝处理。（三）严格按规定的分块进行施工。应严格按照分块进行施工。混凝土浇筑间歇期应控制在6-7天，因此要求施工单位加强施工组织管理，统筹安排好各块、各层的施工，保证锚锭大体积混凝土做到短间歇、连续施工。若因安装钢支架，某些块的间歇时间超过7天，应通过验算并相应调整温控措施。（四）混凝土浇筑温度的控制混凝土出拌和机后，经运输、平仓、振捣诸过程后的温度为浇筑温度，控制在30以内。在每次混凝土开盘之前，试验室要量测水泥，砂、石、水的温度，专门记录，计算其出机温度，并估算浇筑温度，计算方法见附1。当浇筑

16、温度超过上述控制标准时，必须利用夜间浇筑混凝土，在夜间20时以后开盘，次日8时以前浇筑完；如果浇筑施工要经历午间高温期，应当在采取遮阳措施下进行施工。炎热季节施工时应持续往泵管上浇水降温，避免日光曝晒及混凝土在泵管中运动时由于摩擦而导致管内混凝土温度升高。必须严格控制混凝土原材料的温度；其中水泥的温度不得高于50，否则必须要求水泥厂家在水泥出厂前放置一段时间或采取其它降温措施；砂、石料要采取遮阳措施，防止太阳直晒；石子温度不超过30，砂温度不超过32，粉煤灰温度不超过35；必要时须对石子采取冷水冲洗及风冷降温等措施；建议拌合水采用流动深水或深井地下水，抽至蓄水池后进一步采取加冰等降温措施，拌合

17、水温应控制在6以下，蓄水池的顶面采用保温隔热材料制成。在炎热季节施工时，必须建有在施工现场建有冰库备用。（五）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。浇筑前各层间水平接缝施工缝进行处理，并铺设一层钢筋网。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

18、。待混凝土浇筑到一定的高程后，周边经检查认可及时回填。（六）混凝土内部必须布设冷却水管及其要求1、冷却水管及其布置在锚碇锚块、压重块和鞍部混凝土中布置冷却水管。冷却水管采用251.2mm的输水黑铁管，各部位冷却水管具体布置如下：（1）锚块混凝土冷却水管布置图9东、西锚碇锚块大体积混凝土冷却水管布置示意图东、西两锚碇锚块大体积混凝土每层均布置2层冷却水管，分别位于距每层顶面和底面50cm处，冷却水管水平间距1m。（2）鞍部混凝土冷却水管布置东、西两锚碇鞍部大体积混凝土每层均布置2层冷却水管，分别位于距每层顶面和底面50cm处，冷却水管水平间距1m。（3）压重块混凝土冷却水管布置东、西两锚碇压重块

19、大体积混凝土除第1层外每层布置1层冷却水管，第1层布置2层冷却水管。冷却水管位于每层混凝土中间层（第一层混凝土冷却水管分别位于距第1层顶面和底面50cm处）。图10锚碇压重块前段大体积混凝土冷却水管布置示意图图11锚碇压重块后段大体积混凝土冷却水管布置示意图2、埋设冷却水管及其控制要求（1）冷却水管布设后应进行压水试验，防水管道漏水、阻水；（2）在混凝土浇筑至水管标高后立即开始通水，连续通水15天左右，即第n层混凝土冷却水必须连续通水至开始浇筑第n+2层混凝土，在此期间若混凝土降温速率超过2/d，则停止通水；（3）建议采用251.2mm的输水黑铁管作为冷却水管，其流量应不低于30L/min；（

20、4）严格控制进水温度，在保证冷却水管进水温度与混凝土内部最高温之差。在冷却水管进水温度与混凝土内部最高温之差不超过25条件下，尽量使进口水温最低；因此，在气温较高时（日最高气温超过20），冷却水应使用静置后的集水池内的水，气温较低或冬季施工时，应使冷却水管出水回至集水池内，使再用集水池中的水作冷却水管进水，使进口水温适当升高，以控制温差。（5）单根冷却水管长度控制在150-200m之内。（6）待主体混凝土浇筑后，采用同标号水泥浆封堵冷却水管。为保证冷却水的初期降温效果，施工单位要提前成立专门班子，专人负责，优化冷却水管的管路布置，合理选择水泵，并配备检修人员，准备12台备用水泵，若管路出现故障

21、，应及时排除，保证冷却系统正常工作，施工时，操作人员要听从指挥，及时开启和关闭阀门。七、锚碇温控施工的现场监测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。1、混凝土温度测试根据锚锭结构特点和温度场计算成果，拟在各层埋设温度传感器，除东、西锚碇锚块第1层混凝土，前、后压重块第1层混凝土等之外，各层均布置一层测温点，位于每层竖向中心平面上，东、西锚碇锚块第1层混凝土，前、后压重块第1层混凝土布置两层测温点，分别位于距该层底面和顶面0.5m处。并同时检测大气温度，混凝土浇筑温度，以及冷却水温度。各层混凝土温度测点平面布置图分别见图12图25所

22、示：图12承台大体积混凝土？层？层温度测点平面布置图图13承台横梁？层？层温度测点平面布置图图14东、西锚碇锚块Ae1下层、Aw1下层温度测点平面布置图图15东、西锚碇锚块Ae1上层、Ae2Ae3、Aw1上层测温点布置图16东、西锚碇锚块Ae4Ae7、Ae9Ae13下层、Aw2Aw11各层测温点布置图17东锚碇锚块Ae8测温点布置图18东锚碇锚块Ae13上层测温点布置图19东、西锚碇鞍部Be1Be7、Bw1Bw6层测温点布置图20东、西锚碇鞍部Be8Be12、Bw7Bw10层测温点布置图21东、西锚碇鞍部Be13、Bw11层测温点布置图22东、西锚碇压重块前部Ce1上层、Ce2Ce20、Cw1上层、Cw2Cw21层测温点布置图23东、西锚碇压重块前部Ce1下层、Cw1下层测温点布置图24东、西锚碇压重块后部De1上层、Dw1上层、De2De22、Dw2Dw23测温点布置图25东、西锚碇压重块后部De1下层、Dw1下层测温点布置监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：测温范围-50+150；工作误差+0.5；分辨率0.1；平均灵敏度-2.1（mv/）。（2）现场测试要求在混凝土浇筑前完成传感器的埋设及保护工作，并