南溪长江大桥北锚碇锚体大体积溷凝土温控方案

1、四川省宜泸高速公路工程项目施工技术方案报审表 监表67承包单位：四川公路桥梁建设集团 施工标段：E8监理单位：中国船级社实业公司 编 号：致：监理工程师现报上 南溪长江大桥北锚碇锚体大体积混凝土温控 的技术、工艺方案，方案详细说明和图表，请予审查和批准。附件：技术、工艺方案说明和图表。 承包人： 日期： 年 月 日审查意见：监理工程师： 日期：审查意见：（总）驻监理工程师： 日期：附注：特殊技术、工艺方案要经总监理理工程师批准，一般由驻地监理工程师审批宜泸高速公路TJ合同段E8分部南溪长江大桥北锚碇锚体大体积混凝土温控方案 复 核： 负责人： 四川路桥宜泸高速公路TJ合同段E8分部二O一O年八

2、月南溪大桥北锚碇锚体大体积混凝土温控方案中交武汉港湾工程设计研究院2010年07月目 录述12. 大体积混凝土温度应力仿真计算.1 气象资料.1设计资料.1导热方程.2导热方程的初始条件和边界条件.3基本假设.4计算考虑的荷载和边界条件5混凝土结构的开裂风险5混凝土设计参数取值6锚碇混凝土仿真计算.6锚体 eq oac(,1)基础7锚体 eq oac(,1)锚块.11锚体基础.15锚体锚块.183. 温控标准234. 现场温度控制措施.24混凝土配制.24混凝土浇筑温度的控制.25浇筑温度计算.25夏季施工浇筑温度控制.27冬季施工浇筑温度控制.28冷却水管的埋设及控制.29水管位置.29冷却

3、水管使用及其控制.29控制混凝土浇筑间歇期.30内外温差控制.30裂缝控制措施.30浇筑和振捣.30养护.305. 现场监控.32监测仪器及元件.32监测元件.32监测元件的埋设.33现场观测.34现场监测内容及要求.34温控监测流程.34现场监测的应对措施.3538目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc267151771 1. 概述 PAGEREF _Toc267151771 h 1 HYPERLINK l _Toc267151772 2. 大体积混凝土温度应力仿真计算 PAGEREF _Toc267151772 h 1 HYPERLINK l _Toc26

4、7151773 气象资料 PAGEREF _Toc267151773 h 1 HYPERLINK l _Toc267151774 设计资料 PAGEREF _Toc267151774 h 2 HYPERLINK l _Toc267151775 导热方程 PAGEREF _Toc267151775 h 2 HYPERLINK l _Toc267151776 2.导热方程的初始条件和边界条件 PAGEREF _Toc267151776 h 4 HYPERLINK l _Toc267151777 基本假设 PAGEREF _Toc267151777 h 5 HYPERLINK l _Toc26715

5、1778 计算考虑的荷载和边界条件 PAGEREF _Toc267151778 h 5 HYPERLINK l _Toc267151779 混凝土结构的开裂风险 PAGEREF _Toc267151779 h 6 HYPERLINK l _Toc267151780 混凝土设计参数取值 PAGEREF _Toc267151780 h 6 HYPERLINK l _Toc267151781 锚碇混凝土仿真计算 PAGEREF _Toc267151781 h 7 HYPERLINK l _Toc267151782 锚体 eq oac(,1)基础 PAGEREF _Toc267151782 h 8 H

6、YPERLINK l _Toc267151783 2.3.2锚体 eq oac(,1)锚块 PAGEREF _Toc267151783 h 12 HYPERLINK l _Toc267151784 锚体 eq oac(,2)基础 PAGEREF _Toc267151784 h 17 HYPERLINK l _Toc267151785 锚体 eq oac(,2)锚块 PAGEREF _Toc267151785 h 22 HYPERLINK l _Toc267151786 3. 温控标准 PAGEREF _Toc267151786 h 27 HYPERLINK l _Toc267151787 4.

7、 现场温度控制措施 PAGEREF _Toc267151787 h 27 HYPERLINK l _Toc267151788 混凝土配制 PAGEREF _Toc267151788 h 28 HYPERLINK l _Toc267151789 混凝土浇筑温度的控制 PAGEREF _Toc267151789 h 29 HYPERLINK l _Toc267151790 4.2.1 浇筑温度计算 PAGEREF _Toc267151790 h 29 HYPERLINK l _Toc267151791 4.2.2 夏季施工浇筑温度控制 PAGEREF _Toc267151791 h 31 HYPE

8、RLINK l _Toc267151792 4.2.3 冬季施工浇筑温度控制 PAGEREF _Toc267151792 h 32 HYPERLINK l _Toc267151793 冷却水管的埋设及控制 PAGEREF _Toc267151793 h 33 HYPERLINK l _Toc267151794 水管位置 PAGEREF _Toc267151794 h 33 HYPERLINK l _Toc267151795 冷却水管使用及其控制 PAGEREF _Toc267151795 h 33 HYPERLINK l _Toc267151796 控制混凝土浇筑间歇期 PAGEREF _To

9、c267151796 h 34 HYPERLINK l _Toc267151797 内外温差控制 PAGEREF _Toc267151797 h 34 HYPERLINK l _Toc267151798 裂缝控制措施 PAGEREF _Toc267151798 h 35 HYPERLINK l _Toc267151799 浇筑和振捣 PAGEREF _Toc267151799 h 35 HYPERLINK l _Toc267151800 养护 PAGEREF _Toc267151800 h 35 HYPERLINK l _Toc267151801 5. 现场监控 PAGEREF _Toc267

10、151801 h 37 HYPERLINK l _Toc267151802 监测仪器及元件 PAGEREF _Toc267151802 h 37 HYPERLINK l _Toc267151803 监测元件 PAGEREF _Toc267151803 h 37 HYPERLINK l _Toc267151804 .2监测元件的埋设 PAGEREF _Toc267151804 h 38 HYPERLINK l _Toc267151805 现场观测 PAGEREF _Toc267151805 h 39 HYPERLINK l _Toc267151806 现场监测内容及要求 PAGEREF _Toc

11、267151806 h 39 HYPERLINK l _Toc267151807 温控监测流程 PAGEREF _Toc267151807 h 40 HYPERLINK l _Toc267151808 现场监测的应对措施 PAGEREF _Toc267151808 h 401. 概述宜泸渝高速公路南溪长江大桥建设是宜泸渝高速公路宜宾段的重要控制性工程之一，投资为亿元，预计2012年年底建成通车。其北桥头位于长江北岸南溪县罗龙镇金鸡村王家嘴，南桥头位于长江南岸南溪县江南镇和马家乡交界处的灌口。桥梁总长度米，主桥为820米，宽米，桥梁形式为双塔门式悬索桥，双向四车道，设计时速为80公里。北锚碇锚体

12、由基础、锚块、前锚室、后锚室、散索鞍支墩等五部分构成。其中基础、锚块、散索鞍支墩均为大体积混凝土施工，因此其温度裂缝为施工重点控制内容。为保证混凝土施工质量，避免产生温度裂缝，确保大桥的使用寿命和运行安全，中交武汉港湾工程设计研究院对锚碇混凝土（基础+锚块）进行了温控方案设计，计算了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. 大体积混凝土温度应力仿真计算2.1气象资料桥址所在的宜宾市属中亚热带湿润季风气候区的四川“盆南”气候类型，具春旱夏热、秋冬绵雨、雨量充沛、无霜期长的特征。该地区年平均气温，最低1月份平均，最高7月份平均；年平均总

13、降雨量为11081184毫米，降水集中在59月；平均相对湿度8183%；主导风向为北西，最大风速。1996.012010气候统计资料见图2-1。 特征统计图 图2-1 宜宾地区气候统计资料设计资料导热方程设有一均匀各向同性的固体，从中取出一无限小的六面体，如下图。在单位时间内从左界面流入的热量为，经右界面流出的热量为，流入的净热量为。图2-2 温度传导小六面体示意图在固体的热传导中，热流量（单位时间内通过单位面积的热量）与温度梯度成正比，但热流方向与温度梯度方向相反， (公式2-1)式中 导热系数，kJ/(mh)；是的函数，将展成泰勒级数并取前两项，得： (公式2-2)沿方向流入的净热量为 同

14、理，沿方向和方向流入的净热量分别为 及 水泥水化热作用在单位时间内单位体积中发出的热量为，则在体积内发出的热量为。在时间内，此六面体温度升高所吸收的热量为 其中，混凝土比热，；时间，；密度，。由热量的平衡，从外界流入的净热量与内部水化热之和必须等于温度升高所吸收的热量，即 (公式2-3)简化，得固体导热方程如下： (公式2-4)式中导温系数，。在绝热条件下混凝土的温度上升速度为导热方程可改写为 (公式2-5).2导热方程的初始条件和边界条件导热方程建立了物体的温度与时间、空间的关系，但满足导热方程的解无限多，为了确定我们所需要的温度场，还必须知道初始条件和边界条件。初始条件为在初始瞬时物体内部

15、的温度分布规律。边界条件包括周围介质与混凝土表面相互作用的规律及物体的几何形状。混凝土初始瞬时的温度分布认为是均匀的，即边界条件可以用以下四种方式给出：（1）第一类边界条件：混凝土表面温度是时间的已知函数，即 (公式2-6)混凝土与水接触时，表面温度等于已知的水温，属于这种边界条件。（2）第二类边界条件：混凝土表面的热流量是时间的已知函数，即 (公式2-7)式中 表面法线方向。若表面是绝热的，则。（3）第三类边界条件：当混凝土与空气接触时，表面热流量与混凝土表面温度和气温之差成正比，即 (公式2-8)式中 放热系数，。当放热系数趋于无限时，即转化为第一类边界条件。当放热系数时，又转化为绝热条件

16、。（4）第四类边界条件：当两种不同的固体接触时，如果接触良好，则在接触面上温度和热流量都是连续的，边界条件如下： (公式2-9)如果两固体之间接触不良，则温度是不连续的，须引入接触热阻的概念，边界条件如下： (公式2-10)式中，因接触不良产生的热阻，由实验确定。.3基本假设由于影响施工期混凝土开裂的因素很多，所以在实际计算中作以下假设：1) 假定混凝土为均质各向同性材料，结构在温度和静力作用下，材料处于弹性范围，结构构件的温度变形符合贝努力平面假定；2) 本结构在温度场范围内，材料特性不随温度而改变；3) 模板变形对混凝土体不产生影响，混凝土收缩变形均匀分布；4) 热源的放热率是时间的函数，

17、而与空间变量无关。.4计算考虑的荷载和边界条件大体积混凝土施工期所受的荷载主要为温度荷载、混凝土自重以及混凝土收缩变形所产生的荷载。收缩变形所产生的荷载转化为温度荷载。计算锚碇温度场时，基础底部采用第二类边界条件，取绝热状态；顶部采用第三类边界条件（与空气接触）；锚碇内对称截断面采用第二类边界条件的绝热状态；对于外表面，考虑拆模前后对混凝土表面的散热影响，拆模前是粗糙表面与空气热对流边界条件，拆模后是光滑表面与空气热对流边界，拆模后用土工布养护时，为土工布表面与空气热对流边界，这些边界属于第三类热学边界条件。计算应力场时，基础底部取固定约束，侧面和对称截面给与该表面的位移约束。.5混凝土结构的

18、开裂风险目前对于混凝土在温度应力场分析验算的抗裂安全系数，即混凝土的劈裂抗拉强度与计算温度应力之比有不同的取值。在欧洲一般采用开裂风险的概念，即混凝土计算拉应力与对应龄期劈裂抗拉强度的比值，并对开裂风险作了规定。丹麦在其1991年出版的“早龄期开裂控制”系列报告中指出：混凝土内部产生的拉应力超过80%的劈裂抗拉强度时生成少数裂缝，应力小于80%的劈裂抗拉强度时，没有观察到裂缝。厄勒海峡隧道和丹麦大海带桥梁中要求计算温度应力与劈裂抗拉强度不得大于，即劈裂抗拉强度与温度应力比不得小于，现场监测结果表明混凝土没有出现温度裂缝，温控效果良好。在日本规范中采用抗裂安全系数来评价混凝土的开裂风险，并要求劈

19、裂抗拉强度与计算温度应力比不得小于。即将颁布的交通部行业标准水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程（报批稿）规范编写组统计了二十余个大体积混凝土温控工程的开裂情况，发现劈裂抗拉强度与相应龄期计算的温度应力值之比不小于时，开裂概率小于5%；劈裂抗拉强度与相应龄期计算的温度应力值之比不小于时，开裂概率小于15%。考虑到本工程抗裂的重要性和锚碇温控的特点，拟控制温控抗裂安全系数大于1.3。温控抗裂安全系数的定义为标准养护条件下的混凝土劈裂抗拉强度试验值与对应龄期温度应力计算最大值之比。.6混凝土设计参数取值锚体混凝土设计强度等级C30，配合比见表2-1，原材料选择如下：水泥：；粉煤灰：泸州江北电厂

20、I级灰；砂：中砂；碎石：16mm为35% ，16为65%；外加剂：RB高效泵送剂。表2-1 承台C30混凝土配合比(kg/m3)水泥粉煤灰砂碎石水外加剂18815473012321383.4其劈裂抗拉强度参考值及物理热学参数根据配合比计算并参考经验值，见表2-2，表2-3。计算时考虑徐变对混凝土应力的影响，混凝土的徐变取值按经验数值模型，如下所示： (公式2-11)式中：C1/E2，C2/E2，E2为最终弹模。表2-2 混凝土劈裂抗拉强度参考值（MPa）龄期(d)372860C30备注:若有试验值，该参考值根据实际试验值确定。表2-3 锚碇混凝土物理热学参数工 程部 位最终弹模（MPa）热胀系

21、数(1/)比热(kJ/kg. )混凝土绝热温升()锚碇混凝土3.51048.010-6836.0锚碇混凝土仿真计算锚体由基础、锚块、前锚室、后锚室、散索鞍支墩等五部分构成，其立面示意图见图2-3，平面示意图见图2-4。施工设计要求对锚体基础、锚块、散索鞍支墩进行温度控制设计，因锚体前基础与散索鞍支墩均为空心箱式结构且分层浇筑（见图2-3），其水化热量累积较慢，只要做好保温保湿养护工作应能避免混凝土出现有害温度裂缝，故不对其进行温控计算。由于锚碇平面尺寸较大，为避免锚块和基础浇筑施工后出现收缩与温度裂缝，锚块和基础分成五块进行浇注（见图2-3），各块之间设置了2m宽的补偿收缩混凝土后浇带。根据结

22、构对称性，选择锚体 eq oac(,1)（后基础+锚块）、锚体 eq oac(,2)（后基础+锚块）进行温控计算，并根据计算结果给出相应温控措施。图2-图2-3 锚体立面示意图图2-4 锚体平面示意图锚体 eq oac(,1)基础.1模型参数 根据结构对称性，取锚体 eq oac(,1)基础混凝土的1/2进行温度应力计算，计算模型网格剖分图见图2-5。 锚体 eq oac(,1)基础混凝土高10.5m，断面尺寸m(29)m，拟分7次浇筑成型，分层高度为m7。 锚体 eq oac(,1)基础混凝土浇筑温度按表2-3取值。 参考气候资料，风速按6m/s 沿厚度方向布置10层32mm的冷却水管，水平

23、管间距为m。计算时考虑冷却水管降温效果。 温度及应力计算从浇筑开始，模拟之后半年的温度应力发展。图2-5 锚体 eq oac(,1)基础之1/2块有限元剖分图（附带基岩约束）2.3.1.2计算结果在以上设定条件下，锚体 eq oac(,1)基础内部最高温度为58.2，温峰出现时间为浇筑后第23天。锚体 eq oac(,1)基础最高温度包络图见图2-6，各层内部最高温度见表2-4。锚体 eq oac(,1)基础温度应力场分布见图2-7，应力计算结果见表2-5。表2-4 锚体 eq oac(,1)基础各层内部最高温度（）层 数1234567预计工期9.29环境温度浇筑温度2828282828282

24、7最高温度图2-6 锚体 eq oac(,1)基础最高温度包络图A1: 锚体 eq oac(,1)基础第一层3天应力场B1: 锚体 eq oac(,1)基础第一层7天应力场C1: 锚体 eq oac(,1)基础第一层28天应力场A2: 锚体 eq oac(,1)基础第七层3天应力场B2: 锚体 eq oac(,1)基础第七层7天应力场C2: 锚体 eq oac(,1)基础第七层28天应力场混凝土温度稳定后应力场分布图2-7 锚体 eq oac(,1)基础应力场分布图（单位：）表2-5 锚体 eq oac(,1)基础混凝土温度应力场结果（MPa）部位龄期部位龄期3d7d28d半年第一层8第二层第

25、三层第四层第五层第六层第七层最小安全系数从图2-6可以看出混凝土内部温度较高、散热慢，应加强通冷却水，注意表面保温。由表2-5和图2-7可知，该基础混凝土早期温度应力集中于侧面及上表面，后期温度应力迅速由表面向内部发展，至28d后增长趋缓。基础第二层以上早期、后期温度应力均较稳定；第一层混凝土因受封底约束影响而应力偏大，早期(7d)安全系数较低(1.3)，侧面及上表面存在因温度应力引起裂缝的风险，后期在与封底交界处产生应力集中，需要特别注意加强这些部位的保温养护工作。应加大早期冷却水通水流量，增强混凝土升温期的降温效果，建议有条件时，采取蓄水养护措施（非冬季施工）。需根据工况采取科学而有效的温

26、控措施，严格控制内表温差，特别是做好表面保温保湿养护工作，以避免锚体 eq oac(,1)基础混凝土出现有害温度裂缝。2.3.2锚体 eq oac(,1)锚块2.3.2.1 根据结构对称性，取锚体 eq oac(,1)锚块混凝土的1/2进行温度应力计算，计算模型网格剖分图见图2-8。 锚体 eq oac(,1)锚块混凝土高16m，断面尺寸(29)m，拟分11次浇筑成型，分层高度为m10+1m。 锚体 eq oac(,1)锚块混凝土浇筑温度按表2-5取值计算。 参考气候资料，风速按6m/s考虑。 沿厚度方向布置14层32mm的冷却水管，水平管间距为。计算时考虑冷却水管降温效果。 温度及应力计算从

27、浇筑开始，模拟之后半年的温度应力发展。图2-8 锚体 eq oac(,1)锚块之1/2块有限元剖分图（附带基岩约束）.2计算结果在以上设定条件下，锚体 eq oac(,1)锚块内部最高温度为57.6，温峰出现时间为浇筑后第23天。锚体 eq oac(,1)锚块最高温度包络图见图2-9，各层内部最高温度见表2-6。锚体 eq oac(,1)锚块温度应力场分布见图2-10，应力计算结果见表2-7。表2-6 锚体 eq oac(,1)锚块各层内部最高温度（）层 数123456预计工期10.05-10.0910.1010.15-10.1910.2010.25-11.29环境温度浇筑温度27272625

28、2424最高温度层 数7891011预计工期10.3011.04-11.08911.14-11.189环境温度浇筑温度2423222120最高温度图2-9 锚体 eq oac(,1)锚块最高温度包络图A1: 锚体 eq oac(,1)锚块第一层3天应力场B1: 锚体 eq oac(,1)锚块第一层7天应力场C1: 锚体 eq oac(,1)锚块第一层28天应力场A2: 锚体 eq oac(,1)锚块第十一层3天应力场B2: 锚体 eq oac(,1)锚块第十一层7天应力场C2: 锚体 eq oac(,1)锚块第十一层28天应力场混凝土温度稳定后应力场分布图2-10 锚体 eq oac(,1)锚

29、块应力场分布图（单位：）表2-7 锚体 eq oac(,1)锚块混凝土温度应力场结果（MPa）部位龄期部位龄期3d7d28d半年第一层2.022.512.13第二层0.541.901.95第三层1.911.941.79第四层第五层第六层第七层第八层第九层第十层第十一层最小安全系数从图2-9可以看出混凝土内部温度较高、散热慢，应加强通冷却水，注意表面保温。由表2-6和图2-10可知，该锚块混凝土早期温度应力集中于锚块侧面及上表面，后期温度应力迅速由表面向锚块内部发展，至28d后渐趋稳定。锚块第二层以上早期、后期温度应力均较稳定；第一层混凝土因受封底约束影响在边角处出现应力集中点，该处应力计算值偏

30、大，早期安全系数较低(1.3)。分析可知可能出现裂缝的位置是各层侧面及上表面，尤其是锚块第一层与封底约束交接的位置，需要特别注意加强这些部位的保温养护工作。应加大早期冷却水通水流量，增强混凝土升温期的降温效果，建议有条件时，采取蓄水养护措施（非冬季施工）。需根据工况采取科学而有效的温控措施，严格控制内表温差，特别是做好表面保温保湿养护工作，以避免锚体 eq oac(,1)锚块混凝土出现有害温度裂缝。2.3.3锚体 eq oac(,2)基础2.3.3.1 根据结构对称性，取锚体 eq oac(,2)基础混凝土的1/2进行温度应力计算，计算模型网格剖分图见图2-11。 锚体 eq oac(,2)基

31、础混凝土高10.5m，断面尺寸30m，拟分7次浇筑成型，分层高度为m7。 锚体 eq oac(,2)基础混凝土浇筑温度按表2-7取值计算。 参考气候资料，风速按6m/s考虑。 沿厚度方向布置11层32mm的冷却水管，水平管间距为。计算时考虑冷却水管降温效果。 温度及应力计算从浇筑开始，模拟之后半年的温度应力发展。图2-11 锚体 eq oac(,2)基础之1/2块有限元剖分图（附带基岩约束）2.3.3.2在以上设定条件下，锚体 eq oac(,2)基础内部最高温度为58.9，温峰出现时间为浇筑后第23天。锚体 eq oac(,2)基础最高温度包络图见图2-12，各层内部最高温度见表2-8。锚体

32、 eq oac(,2)基础温度应力计算结果见表2-9，应力场分布见图2-13。表2-8 锚体 eq oac(,2)基础各层内部最高温度（）层 数1234567工 期9.29环境温度浇筑温度28282828282827最高温度图2-12 锚体 eq oac(,2)基础最高温度包络图A1: 锚体 eq oac(,2)基础第一层3天应力场B1: 锚体 eq oac(,2)基础第一层7天应力场C1: 锚体 eq oac(,2)基础第一层28天应力场A2: 锚体 eq oac(,2)基础第七层3天应力场B2: 锚体 eq oac(,2)基础第七层7天应力场C2: 锚体 eq oac(,2)基础第七层28

33、天应力场混凝土温度稳定后应力场分布图2-13 锚体 eq oac(,2)基础应力场分布图（单位：）表2-9 锚体 eq oac(,2)基础混凝土温度应力场结果（MPa）部位龄期部位龄期3d7d28d半年第一层第二层第三层第四层第五层第六层第七层最小安全系数从图2-12可以看出混凝土内部温度较高、散热慢，应加强通冷却水，注意表面保温。由表2-9和图2-13可知，该基础混凝土早期温度应力集中于侧面及上表面，后期温度应力迅速由表面向内部发展，至28d后渐趋稳定。基础第二层以上早期、后期温度应力均较稳定；第一层混凝土因受封底约束影响在边角处出现应力集中点，该处应力计算值偏大，7d安全系数较低(1.3)

34、。分析可知可能出现裂缝的位置是各层侧面及上表面，尤其是基础第一层与封底约束交接的位置，需要特别注意加强这些部位的保温养护工作。应加大早期冷却水通水流量，增强混凝土升温期的降温效果，建议有条件时，采取蓄水养护措施（非冬季施工）。需根据工况采取科学而有效的温控措施，严格控制内表温差，特别是做好表面保温保湿养护工作，以避免锚体 eq oac(,2)基础混凝土出现有害温度裂缝。2.3.4锚体 eq oac(,2)锚块2.3.4.1 根据结构对称性，取锚体 eq oac(,2)锚块混凝土的1/2进行温度应力计算，计算模型网格剖分图见图2-14。 锚体 eq oac(,2)锚块混凝土高m，断面尺寸30mm

35、，拟分17次浇筑成型，分层高度为m16+。 锚体 eq oac(,2)锚块混凝土浇筑温度按表2-9取值计算。 参考气候资料，风速按6m/s考虑。 沿厚度方向布置20层32mm的冷却水管，水平管间距为。计算时考虑冷却水管降温效果。 温度及应力计算从浇筑开始，模拟之后半年的温度应力发展。图2-14 锚体 eq oac(,2)锚块之1/2块有限元剖分图（附带基岩约束）2.3.4.2在以上设定条件下，锚体 eq oac(,2)锚块内部最高温度为55.8，温峰出现时间为2天龄期。锚体 eq oac(,2)锚块最高温度包络图见图2-15，各层内部最高温度见表2-10。锚体 eq oac(,2)锚块温度应力

36、场分布见图2-16应力计算结果见表2-11。表2-10 锚体 eq oac(,2)锚块各层内部最高温度（）层 数123456工 期10.05-10.0910.1010.15-10.1910.2010.25-11.29环境温度浇筑温度272726252424最高温度层 数789101112工 期10.3011.04-11.08911.14-11.1891.28环境温度浇筑温度242322212019最高温度层 数1314151617工 期9-12.03环境温度浇筑温度1918171616最高温度图2-15 锚体 eq oac(,2)锚块最高温度包络图A1: 锚体 eq oac(,2)锚块第一层3

37、天应力场B1: 锚体 eq oac(,2)锚块第一层7天应力场C1: 锚体 eq oac(,2)锚块第一层28天应力场A2: 锚体 eq oac(,2)锚块第十一层3天应力场B2: 锚体 eq oac(,2)锚块第十一层7天应力场C2: 锚体 eq oac(,2)锚块第十一层28天应力场混凝土温度稳定后应力场分布图2-16 锚体 eq oac(,2)锚块应力场分布图（单位：）表2-11 锚体 eq oac(,2)锚块混凝土温度应力场结果（MPa）部位龄期部位龄期3d7d28d半年第一层第二层第三层第四层第五层第六层第七层第八层第九层第十层第十一层第十二层第十二层第十三层第十四层第第十五层第十六

38、层第十七层安全系数从图2-15可以看出混凝土内部温度较高、散热慢，应加强通冷却水，注意表面保温。由表2-11和图2-16可知，该锚块混凝土早期温度应力集中于锚块侧面及上表面，后期温度应力迅速由表面向锚块内部发展，至28d后渐趋稳定。锚块第二层以上早期、后期温度应力均较稳定；第一层混凝土因受封底约束影响在边角处出现应力集中点，该处应力计算值偏大，3d、7d安全系数均较低(1.3)。分析可知可能出现裂缝的位置是各层侧面及上表面，尤其是锚块第一层与封底约束交接的位置，需要特别注意加强这些部位的保温养护工作。应加大早期冷却水通水流量，增强混凝土升温期的降温效果，建议有条件时，采取蓄水养护措施（非冬季施

39、工）。需根据工况采取科学而有效的温控措施，严格控制内表温差，特别是做好表面保温保湿养护工作，可以避免锚体 eq oac(,2)锚块混凝土出现有害温度裂缝。3. 温控标准混凝土温度控制的原则是：1) 控制混凝土浇筑温度；2) 尽量降低混凝土的温升、延缓最高温度出现时间；3) 控制温峰过后混凝土的降温速率；4) 降低混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表面温度和气温之间的差值。温度控制的方法和制度需根据气温、混凝土配合比、结构尺寸、约束情况等具体条件确定。根据本工程的实际情况，制定如下温控标准： 锚碇混凝土内部最高温度60； 混凝土最大内表温差25； 养护过程中，混凝土表面养护

40、水温度与混凝土表面温度之差15； 温峰过后混凝土缓慢降温，通过保温控制砼最大降温速率2.0/d。4. 现场温度控制措施在混凝土施工中，将从混凝土的原材料选择、配比设计以及混凝土的拌和、运输、浇筑、振捣到通水、养护等全过程进行控制。混凝土配制为使大体积混凝土具有良好的抗侵蚀性、体积稳定性和抗开裂性能，混凝土原材料选用及配合比应遵循一定的原则，经过桥址周边地区调研和实地考察、材料性能试验，选定工地原材料如下： 采用低水化热的胶凝材料体系在水运工程中，为了降低混凝土的水化热同时又能提高混凝土的密实性，大多采用粉煤灰和粒化高炉矿渣粉复掺，可选用矿渣硅酸盐水泥加粉煤灰的组合或普通硅酸盐水泥加矿渣、粉煤灰

41、的组合，其中不同掺量粉煤灰、矿粉对胶凝材料水化热调整系数见表4-1。本构件采用矿渣硅酸盐水泥掺粉煤灰的配合比配制，见表2-1。表4-1 不同掺量矿物掺合料水化热调整系数掺量0%10%20%30%40%50%60%70%粉煤灰水化热调整系数1/粒化高炉矿渣粉水化热调整系数1注：表中掺量为矿物掺合料占胶凝材料总用量的百分比。水泥应符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB175)标准中相应等级要求，宜采用C2S含量相对较高的水泥，且比表面积不得超过400m2/kg。经过周边调研和材料性能试验，水泥选用。粉煤灰必须来自燃煤工艺先进的电厂，应选用组分均匀、各项性能指标稳定的低钙灰（F类），不得使用高钙灰。应

42、首先注重烧失量和需水量比，其指标应符合国家标准用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GB/T1596)中级粉煤灰的规定。粉煤灰选用泸州江北电厂I级灰。应综合考虑混凝土绝热温升、收缩、强度、工作性等因素，优选绝热温升低、收缩小、抗拉强度高、施工性能好的配合比。 选用优质聚羧酸类高性能缓凝减水剂高性能聚羧酸缓凝减水剂兼顾减水、引气和缓凝效果，可以延缓水化热的峰值期并改善混凝土的和易性，降低混凝土水灰比以达到减少水化热的目的。聚羧酸高性能减水剂减水率应不低于28%，含固量应大于20%，混凝土2h坍损小于初始值的10%，泌水率比不大于60%，28d收缩率比不大于110%。聚羧酸高性能减水剂应掺加优质引气剂，控制

43、混凝土含气量在34%左右，可改善混凝土和易性、均质性，提高混凝土变形性能和抗开裂性能力。外加剂选用RB高效泵送剂。 选用级配良好、低热膨胀系数、低吸水率的粗骨料优质骨料体积稳定性好、用水量小，可减小混凝土的收缩变形。粗骨料宜采用两级配单粒级石子，最大粒径不应超过25mm。粗骨料表观密度不低于2600kg/m3，吸水率不宜大于2%，含泥量不得超过0.5%。碎石选用两级配碎石，16mm为35% ，16为65%。 拌合用水用深层江水或井水夏季浇筑大体积混凝土应尽可能降低混凝土浇筑温度，冬季浇筑混凝土为避免混凝土受冻应保证混凝土浇筑温度不低于5。深层江水或井水冬暖夏凉，常年保持在415，对降低夏季混凝

44、土浇筑温度、提高冬季混凝土浇筑温度比较有利。 使用低流动性混凝土在满足施工的前提下，尽可能使用坍落度相对较低的混凝土，有利于减少混凝土用水量，降低温升、减少干缩，提高抗开裂性能。大体积混凝土坍落度宜控制在1822cm之间。配合比设计优化的目标是：采用优质原材料，在满足强度要求和工作性能的前提下，配制出抗渗性能好、体积收缩小、绝热温升尽可能低的优质混凝土。混凝土浇筑温度的控制 控制混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要。相同混凝土，入模温度高的温升值要比入模温度低的大许多。本桥锚碇施工对大体积混凝土浇筑温度的要求为：夏季施工不超过28，冬季施工不低于5。选择合适的时间进行混凝土浇筑比较重要。北

45、锚碇预计工期为8月下旬至次年4月下旬，前期经历夏季施工，后期经历冬季施工。 浇筑温度计算浇筑温度主要受原材料温度、气温等影响。在混凝土浇筑之前，可通过测量水泥、粉煤灰、砂、石、水的温度，考虑环境温度来估算浇筑温度。混凝土浇筑温度可按下式计算：TpT0+(TaT0)(+)+Tf (公式4-1)式中：Tp混凝土浇筑温度()；T0混凝土出机口温度()；Ta环境温度()；Tf 泵送混凝土时的摩擦升温()，按每百米泵送距离温度升高计算；1 混凝土装、卸和转运时的温度变化系数；2 混凝土运输时的温度变化系数；3 混凝土浇筑时的温度变化系数；1、2、3的数值按如下方法确定：(1)混凝土装、卸和转运，每次按计

46、算；(2)混凝土运输时2A，为运输时间，以分钟计，A取值参照表4-2；(3)浇筑过程中3，为浇筑振捣时间，以分钟计。表4-2 混凝土运输时冷量(或热量)损失计算参数A值运输工具容积（m3）A(min-1)混凝土搅拌车612吊斗1.66513注：对于混凝土搅拌车和吊斗，容量小时取上限值，反之取下限值。其中，混凝土出机口温度可按下式计算：T0=(公式4-2)式中：T0混凝土出机口温度()；Qs砂的含水量，以重量百分比计(%)；Qg石的含水量，以重量百分比计(%)；Ws每立方米混凝土中砂的重量(kg)；Wg每立方米混凝土中石的重量(kg)；Wc每立方米混凝土中胶凝材料的重量(kg)；Ww每立方米混凝

47、土中水的重量(kg)；Ts砂的温度()；Tg石的温度()；Tc胶凝材料的温度，为水泥和矿物掺合料温度的重量加权平均()；Tw水的温度()。根据混凝土配合比，在不考虑各原料含水量的前提下计算得该混凝土出机口温度为：T0=(146Ts +246.4Tg +68.4Tc +138Tw (公式4-3)按照泵送距离50m、运输时间30min、搅拌车容量10m3、振捣时间1min计算浇筑温度为：Tp =TaT0 (公式4-4)根据公式4-3、公式4-4进行计算，可得以下结果：1) 胶凝材料温度升/降1，混凝土浇筑温度Tp升/降2) 砂子温度升/降1，混凝土浇筑温度Tp升/降3) 碎石温度升/降1，混凝土浇

48、筑温度Tp升/降4) 拌合水温度升/降1，混凝土浇筑温度Tp升/降4.2.2 夏季施工浇筑温度控制夏季施工若浇筑温度超出控制要求，则应通过热工计算采取相应措施来降低各原材料温度，从而降低浇筑温度，使其不超过28。降低混凝土浇筑温度的措施如下：1) 水泥温度控制60。水泥应放置至充分冷却后使用，禁止使用刚出厂的新水泥2) 骨料温度控制30。粗细骨料堆场应搭设遮阳棚，堆高并从底层取料；粗骨料可在保证工作性的前提下喷淋降温，或3) 拌合水温度控制154) 利用温度较低时段施工。避免在温度超过305) 减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升。应加快运输和浇筑速度，在混凝土输送容器、管道外用帆布遮阳并经

49、常洒水降温； 6) 避免模板和新浇筑混凝土受阳光直射，入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不超过40，仓面降温可采取喷雾或洒水措施热工计算算例如下：1) 假设气温为Ta、砂子温度高于气温1、碎石温度高于气温2、胶凝材料温度为60、夏季深层江水温度为20，若使Tp28，根据公式4-3、公式4-4即夏季使用深层江水拌合混凝土，气温在2以下时不需要对浇筑温度进行特别控制，气温若超过2则需要按照夏季施工执行降低混凝土浇筑温度的措施。2) 假设气温为Ta、砂子温度高于气温1、碎石温度高于气温2、胶凝材料温度为60、夏季井水温度为15，若使Tp28，根据公式4-3、公式4-4即夏季使用井水拌合混凝土，

50、气温在2以下时不需要对浇筑温度进行特别控制，气温若超过2则需要按照夏季施工执行降低混凝土浇筑温度的措施。使用井水作为拌合用水，温度较稳定，浇筑温度满足要求的气温条件更宽松，推荐使用井水拌合混凝土。根据结果，综合考虑经济性、易操作性及不影响混凝土性能，冷却拌合水对混凝土浇筑温度的控制最为有利，拌合水温度降1，混凝土浇筑温度Tp可。设为通过加入冰块冷却拌合水，其中水的比热为4200J/kg、冰块的价格约为300元/吨，不考虑冰融化吸热，则若使1m3混凝土浇筑温度降1需造成的成本增加为：1/4200J/kg138 kg /(4200J/kg281000kg/吨) 300 冬季施工浇筑温度控制冬季施工

51、为防止混凝土遭遇冻害，要求将混凝土浇筑温度控制到5。若浇筑温度不在控制要求内，则应通过热工计算采取相应措施来增加各原材料温度，从而提高浇筑温度，使其不低于5。可保证混凝土浇筑温度的措施如下：1) 采用热水拌制混凝土；2) 拌站原材料储罐包裹保温防寒被；3) 防止混凝土在运输过程中受冻，运输罐车覆盖保温防寒被；4) 送泵管用双层土工材料包裹，防止输送间歇受冻堵管。冬季施工算例如下：1) 假设气温为Ta、砂子温度高于气温1、碎石温度高于气温2、胶凝材料温度为60、冬季深层江水温度为4，若使Tp5，根据公式4-3、公式4-4计算得气温Ta即冬季使用深层江水拌合混凝土，气温在以上时不需要对浇筑温度进行

52、特别控制，气温若则需要按照夏季施工执行提高混凝土浇筑温度的措施。2) 假设气温为Ta、砂子温度高于气温1、碎石温度高于气温2、胶凝材料温度为60、冬季井水温度为12，若使Tp5，根据公式4-3、公式4-4计算得气温Ta即冬季使用井水拌合混凝土，气温在以上时不需要对浇筑温度进行特别控制，气温若低于则需要按照冬季施工执行提高混凝土浇筑温度的措施。使用井水作为拌合用水，温度较稳定，浇筑温度满足要求的气温条件更宽松，推荐使用井水拌合混凝土。根据结果，综合考虑经济性、易操作性及不影响混凝土性能，加热拌合水对混凝土浇筑温度的控制最为有利，拌合水温度升1，混凝土浇筑温度Tp可。设为通过电加热拌合水，其中水的

53、比热为4200J/kg、电的价格约为元/度，则若使1m3混凝土浇筑温度升1需造成的成本增加为：4200J/kg138kg/(10003600J/度) 元/度=冷却水管的埋设及控制水管位置根据混凝土内部温度分布特征，锚体 eq oac(,1)基础混凝土沿厚度方向布置10层32mm的冷却水管，锚体 eq oac(,1)锚块混凝土沿厚度方向布置14层32mm的冷却水管，锚体 eq oac(,2)基础混凝土沿厚度方向布置11层32mm的冷却水管，锚体 eq oac(,2)锚块混凝土沿厚度方向布置20层32mm的冷却水管，水平管间距为。每根冷却水管长度为150200m，冷却水管进出水口集中布置，以利于统

54、一管理。冷却水管布置见附图1、附图2。冷却水管使用及其控制图4-1 冷却水管分水器 在锚碇后浇段蓄深层江水做冷却水。用分水器将各层各套水管从水箱集中分出，分水器设置相应数量的图4-1 冷却水管分水器 冷却水管使用前进行压水试验，防止管道漏水、阻水。 对水管的焊接位置采取一定的保护措施，施工过程中严禁施工人员踩踏水管。 每层循环冷却水管被混凝土覆盖并振捣完毕后即可通水，通水时间根据测温结果确定。一般最上层混凝土降温过快（超过4/d）且温峰不高（50）时可停止通最上层冷却水，以防止混凝土垂直方向内表温差过大；内部最高温度降到45以下，连续3天降温速率小于/d时可全面停止通冷却水。上层混凝土浇筑后为

55、避免前一层混凝土的温度回升，对前一层混凝土进行二次通水，混凝土内部最高温度降到40 冷却水流量根据测温结果确定。升温时段通水流量应使流速达到/s以上，流量达25L/min以上，形成紊流；降温时段，可通过水阀控制减缓通水，使流速减半，水流平缓，以层流状态冷却混凝土。 控制进出水温度，冷却水的进水温度以1525为宜。夏季采用循环水受太阳辐射影响，水温容易升高，进水口温度30 待冷却水管停止循环水冷却并养生完成后，先用空压机将水管内残余水压出并吹干冷却水管，然后用压浆机向水管压注水泥浆，以封闭管路。 混凝土浇筑间歇期一般控制在7天左右，最长不得超过10天。对于大体积混凝土，由于水化放热会使温度持续升

56、高，在升温的一段时间内应加强内部散热，如加大冷却水通水流量、降低通水温度等。当混凝土处于降温阶段则要表面保温覆盖以减小降温速率，通过外保内散措施将混凝土内表温差控制在一定范围内。锚碇上表面待混凝土初凝后可采用洒水并覆盖塑料薄膜进行保温保湿，天气较冷时可于塑料薄膜之上加盖帆布或草袋，冬季必须于塑料薄膜之上加盖棉被或土工布进行保温保湿。混凝土保温充分、时间足够长，让混凝土慢慢冷却，直到温差达到允许范围，温度应力会在混凝土内部分松驰掉，可有效控制有害裂缝的产生。4.6裂缝控制措施影响混凝土开裂的原因很复杂，往往不是单一因素造成的。混凝土施工的各个环节对于控制早期裂缝、减小后期开裂倾向、实现设计的混凝

57、土结构耐久性是至关重要的。4.6.1浇筑和振捣混凝土按规定厚度、顺序和方向浇筑，分层布料厚度不超过30cm。若使用溜槽施工，布料口的设置应尽量避免集中在锚体中心位置，避免流向模板边缘部位的浆料过多、骨料较少，水化程度大、水化热量高，因模板部位热交换较快，易积累温度应力。需改善砼浇筑工艺，使混凝土均匀分布。正确进行混凝土拌和物的振捣，振动棒垂直插入，快插慢拔，振捣深度超过每层的接触面一定深度，保证下层在初凝前再进行一次振捣。振捣时插点均匀，成行或交错式前进，振捣至混凝土不再下沉为止，避免过振或漏振，避免用振捣棒横拖赶动混凝土拌和物，以免造成离下料口远处砂浆过多而开裂。4.6.2养护混凝土养护包括

58、湿度和温度两个方面。结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护。因为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。为保证养护质量，对混凝土表面进行潮湿养护。湿养护的同时，还要控制混凝土的温度变化，以保证混凝土内表温差、气温与混凝土表面的温差在控制范围内。裸露混凝土表面的散热系数约在70170kJ/(m2h)（风速35m/s），而表面覆盖厚度为5cm的麻袋后散热系数只有10.4kJ/(m2h)，可见在混凝土表面覆盖一定的保温层对抑制温度散失、保持表面温度是有效的。根据混凝土内部最高温度计算结果及内表温差要求，保温层厚度可按下式计算： = （公

59、式4-5）式中：保温层厚度(m)；h混凝土结构厚度(m)；保温材料导热系数kJ/(mh)，可按表4-3取值；混凝土导热系数kJ/(mh)，可取8.28kJ/(mh)；Tmax混凝土内部最高温度()；混凝土内表温差控制值()；Ta,min混凝土内部达到最高温度时的最低气温()；传热修正系数，可按表4-4取值。表4-3 常用保温材料的导热系数kJ/(mh)材料名称材料名称木模草袋钢模麻袋砖砌体泡沫塑料板粘土泡沫混凝土干砂棉织毯湿砂水空气普通纸板塑料薄膜土工布表4-3 传热修正系数序号保温层的种类1保温层完全由容易透风的保温材料组成2保温层由容易透风的保温材料组成，但混凝土上再铺一层不透风的材料3保

60、温层由容易透风的保温材料组成，并在保温层上再铺一层不透风的材料4保温层由容易透风的保温材料组成，而在保温层上、下各铺一层不透风的材料5保温层完全由不易透风的保温材料组成注：1、为风速小于4m/s(相当于3级以下)、结构物高出地面不大于25m情况下的系数。2、为风速和高度均大于注1情况的系数。混凝土的外部保温可以采取如下措施：1) 混凝土浇筑后应立即覆盖保温层（麻袋或土工布），避免塑性开裂。2) 拆模后混凝土的表面温度与环境温度相差大于15时，应采取保温措施，保温层及保温层厚度的选择根据公式4-5计算。一般混凝土侧面可首先用一层塑料薄膜覆盖，然后再覆盖一层土工布保温；3) 终凝后应尽早开始湿养护