C~C大体积混凝土温度控制方案报告篇4

PAGEPAGE28赣州赣江公路大桥承台大体积混凝土温控总结报告武汉理工大学2009年1月赣州赣江公路大桥承台大体积混凝土温控总结报告一、总体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。该斜拉桥东、西两岸承台各自分上下游两部分，承台单个尺寸直径为19.5m，高为5m,属大体积混凝土结构。为防止混凝土由水化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公路大桥项目经理部的委托，武汉理工大学承担了赣州赣江公路大桥承台混凝土的配合比优化设计、温控施工方案设计及现场监控工作。武汉理工大学采用密实骨架堆积设计方法对承台大体积混凝土的配合比进行了优化设计，高掺粉煤灰和矿粉取代部分水泥，降低了混凝土的水化温升，提高了混凝土的耐久性能和长期力学性能，并采用了《大体积砼温度场和温度应力场分析程序包》进行了承台混凝土的温度场和温度应力场计算，根据计算结果，承台大体积采用合理的分层施工，可以取消冷却水管并满足设计要求，承台大体积混凝土施工分层设计见附图1（实际施工时承台大体积混凝土分层施工方根据现场情况和施工进度进行了适当的施工调整），提出了防止产生温度裂缝的温控标准和温控措施，并对赣州赣江公路大桥承台进行了内部温度的监控，根据监测结果指导砼的浇筑和养护工作。承台大体积混凝土施工从2008年11月17号开始到2008年12月18日截止，在各方共同努力下，承台大体积混凝土施工质量优良，没有产生有害温度裂缝。在取消冷却水管的情况下，承台大体积混凝土最高温度除了东岸下游第一层以外均小于55℃，其中大部分最高温度低于50℃，断面平均最高温度小于54℃，承台大体积混凝土内表最大温差均小于25℃（包括东岸下游承台第一层），混凝土的抗拉强度均大于同龄期降温时产生的拉应力，具有较高的抗裂安全系数，承台C35大体积混凝土的28d抗压强度达到45.0Mpa，90d抗压强度达到59.1Mpa，抗渗等级为P18，氯离子扩散系数为二、承台混凝土配合比优化设计及施工1、承台大体积混凝土配合比承台部位大体积混凝土设计强度等级为C35，由于属于大体积混凝土结构，当混凝土中水泥用量大时，其水化温升高，收缩大，易产生温度裂缝。为此，本课题组采用密实骨架堆积法进行混凝土配合比设计，从而达到了减少胶凝材料用量、提高混凝土耐久性和体积稳定性的目的。密实骨架堆积设计法不仅可以优化集料的组成级配，而且显著提高了混凝土材料的结构致密性，在保证混凝土具有良好工作性的条件下，最大限度的降低胶凝材料的用量进而提高混凝土的力学性能、耐久性和经济性。通过密实堆积计算过程，可得出配制高性能大体积混凝土的水泥、粉煤灰、矿粉、水、砂及粗集料的用量，从而确定承台大体积混凝土的初步基准配合比，再根据混凝土配合比的验证试验，确定最终的混凝土最优化配合比。1）原材料：水泥：江西“万年青”P.042.5R水泥；粉煤灰：韶关电厂“韶电”牌Ⅱ级灰，需水量比98%；矿粉：韶关钢铁厂S95级灰，比表面积＞400m2膨胀剂：江西科源膨涨剂KY－HEA；砂：赣江河中砂，细度模数2.6~3.0；石：赣县山河4.75～26.5mm减水剂：马贝聚羧酸SX-C16减水剂、缓凝型JZB-3萘系减水剂；拌合水：洁净水。2）配合比及性能表1承台C35大体积混凝土配合比（kg/m3）水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂15416016012077010863.96表2承台C35大体积混凝土各项性能测试结果抗压强度(MPa)劈裂抗拉强度(MPa)坍落度/扩展度(cm)抗渗等级氯离子扩散系数7d28d90d7d28d0h1h30.645.058.22.73.62018P181.4×10-12表3承台C35大体积混凝土施工现场性能实测结果抗压强度(MPa)劈裂抗拉强度(MPa)坍落度/扩展度(cm)抗渗等级氯离子扩散系数7d28d90d7d28d0h1h26.545.359.12.53.519.518P181.4×10-122、施工东岸上下游承台整体施工时间和现场监控时间分别为2008年11月25日至2008年12月18日，2008年11月18日至2008年12月15日。西岸上下游承台整体施工时间和现场监控时间分别为2008年12月10日至2008年12月29日，2008（1）混凝土拌制配料前，各种计量设备进行了计量标定，称料误差符合规范要求。通过及时的检测粗、细骨料的含水率，调整用水量，严格控制了新拌混凝土质量，使混凝土的坍落度保持在18cm~20cm，具有优良的泵送施工性能。（2）浇筑混凝土前对模板、钢筋、预埋件、监控元件及线路等进行了检查，同时检查了仓面内冲毛情况是否有碎碴异物等，检验合格后开盘施工。（3）浇注混凝土时，通过采用串筒，溜管等设施，并且在串筒出料口下面，混凝土堆积高度不宜超过0.5米，即时摊平，分层振捣，分层浇注厚度（0.5m），保持从仓面一侧向另一侧浇筑的顺序和方向，有效防止了（4）浇筑混凝土时，采用振动器振实：（1）使用插入式振动器，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持5-10cm距离，避开预埋件或监控元件10-15cm，插入下层混凝土5-10cm；（2）对每一部位混凝土振动到密实为止，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。（5）严格按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-89）要求进行了各层间和各块间水平和垂直施工缝处理。（6）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了养护，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进行了蓄水养护，蓄水深度10-20cm。当遇到寒潮时，混凝土各面进行了表面保温覆盖，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，且拆模时间选择一天中较高温度的时刻。待混凝土浇筑到一定的高程后，经检查认可及时回填。三、检测实施方案及所用仪器1、检测工作顺序检测工作按下列框图进行：标定具中器中器具器具器选购温度传感器标定具中器中器具器具器选购温度传感器具中器中器具器具器接长电缆具中器中器具器具器选购屏蔽电缆接长电缆具中器中器具器具器选购屏蔽电缆具中器中器具器具器预埋传感器具中器中器具器具器预埋传感器具中器中器具器具器购保护材料具中器中器具器具器电缆保护电缆保护具中器中器具器具器接驳仪器接驳仪器具中器中器具器具器实施测量实施测量具中器中器具器具器成果整理分析具中器中器具器具器成果整理分析具中器中器具器具器温控效果分析具中器中器具器具器温控效果分析具中器中器具器具器2、检测所用仪器温度传感器为PN结温度传感器，温度检测仪采用采用LD218型多路数据巡记录控制仪，温度传感器的主要技术性能：（1）测温范围 -50℃～150（2）工作误差 ±0.5（3）分辨率 0.1（4）平均灵敏度 -2.1(mV/℃)3、检测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，真实反映各层混凝土的温控效果，以便出现异常情况及时采取有效措施，东西岸承台混凝土中布设温度测点，测点布置平面示意图和立面示意图见附图2~附图3。在检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。各项监测项目在混凝土浇筑后立即进行，连续不断。混凝土的温度监测，在升温阶段每隔2h巡回监测各点温度一次。到达峰值后每隔4h监测一次，持续5~8天，随着混凝土温度变化减小，逐渐延长监测间隔时间，直至温度变化基本稳定。四、承台大体积混凝土温度监测结果及分析1、监测结果承台大体积混凝土各层测温点的测温记录及内表温差计算结果（见表4-表26）；承台大体积混凝土各层断面平均最高温度，边界点、中心点最高温度历时曲线（图9～图30）。（最高温度）（最高温度）图9东岸上游承台大体积混凝土第一次浇注第一层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图10东岸上游承台大体积混凝土第一次浇注第二层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图11东岸上游承台大体积混凝土第一次浇注第三层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图12东岸上游承台大体积混凝土第二次浇注第一层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图13东岸上游承台大体积混凝土第二次浇注第二层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图14东岸上游承台大体积混凝土第二次浇注第三层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图15东岸下游承台大体积混凝土第一次浇注第一层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图16东岸下游承台大体积混凝土第一次浇注第二层测点温度历时曲线图17东岸下游承台大体积混凝土第一次浇注第三层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图18东岸下游承台大体积混凝土第二次浇注第一层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图19东岸下游承台大体积混凝土第二次浇注第二层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图20东岸下游承台大体积混凝土第二次浇注第三层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图21西岸上游承台大体积混凝土第一次浇注测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图22西岸上游承台大体积混凝土第二次浇注第一层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图23西岸上游承台大体积混凝土第二次浇注第二层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图24西岸上游承台大体积混凝土第三次浇注第一层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图25西岸上游承台大体积混凝土第三次浇注第二层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图26西岸下游承台大体积混凝土第一次浇注测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图27西岸下游承台大体积混凝土第二次浇注第一层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图28西岸下游承台大体积混凝土第二次浇注第二层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图29西岸下游承台大体积混凝土第三次浇注第一层测点温度历时曲线（最高温度）（最高温度）图30西岸下游承台大体积混凝土第三次浇注第二层测点温度历时曲线2、结果分析由东西岸上下游承台大体积混凝土的监测记录可得：各层混凝土温度变化都有急剧的升温和缓慢降温的特征，直到最后达到稳定阶段。（1）东岸上游承台由东岸上游承台大体积混凝土温度监测记录可知：承台大体积混凝土分两次浇筑，第一次浇筑厚度为2.7m，升温阶段持续3天，最高温度为53.2℃，高温峰值时间约2h，断面最高平均温度为49.0℃，内外最大温差为24.0℃。根据武汉理工大学自主开发的温控计算软件，计算得到的第一次浇筑的承台混凝土龄期为7天的最大温度应力0.48Mpa，龄期为14天的最大温度应力0.67Mpa，龄期为28天的最大温度应力1.02Mpa，均小于承台C35大体积混凝土同龄期的抗拉强度，没有出现温度裂缝。第二次浇筑厚度为2.3m，升温阶段持续4天，最高温度为51.9℃，高温峰值时间约4h，断面最高平均温度为50.1℃，内外最大温差为19.6℃，混凝土降温速率基本上小于2℃/h。经计算得到的第一次浇筑的承台混凝土龄期为7天的最大温度应力0.42（2）东岸下游承台由东岸下游承台大体积混凝土温度监测记录可知：承台大体积混凝土分两次浇筑，第一次浇筑厚度为2.7m，升温阶段持续4天，最高温度为59.1℃，高温峰值持续时间约6h，断面最高平均温度为55.9℃，内外最大温差为24.8℃，最高温度超过温控计算值55℃，其原因为：1、实际施工浇筑的混凝土厚度（2.7m）大于温控方案设计的厚度（2m）；2、该次浇筑的混凝土所采用的水泥品种与东西岸其它各层不同，为P.O42.5，水泥水化热可能较其它次浇筑所用的P.O42.5R水泥高，导致温升比计算结果偏高。但混凝土内外温差小于25℃，混凝土降温速率基本上小于2℃/h，根据计算得到的第一次浇筑的承台混凝土龄期为7天的最大温度应力0.47Mpa，龄期为14天的最大温度应力0.69Mpa，龄期为28天的最大温度应力1.11Mpa，均小于承台C35大体积混凝土同龄期的抗拉强度，尽管此层最高温度超过了55℃，也没有出现温度裂缝，混凝土具有很好的抗裂性能。第二次浇筑厚度为2.3m，升温阶段持续3天，最高温度为53.3℃，高温峰值持续时间约2h，断面最高平均温度为50.9℃，内外最大温差为24.2℃。根据计算得到的第一次浇筑的承台混凝土龄期为7天的最大温度应力0.45（3）西岸上游承台由西岸上游承台大体积混凝土温度监测记录可知：承台大体积混凝土分三次浇筑，第一次浇筑厚度为1.2m，升温阶段持续3天，最高温度为46.1℃，高温峰值持续时间约6h，断面最高平均温度为43.4℃，内外最大温差为21.0℃。根据计算得到的第一次浇筑的承台混凝土龄期为7天的最大温度应力0.32Mpa，龄期为14天的最大温度应力0.48Mpa，龄期为28天的最大温度应力0.96Mpa，均小于承台C35大体积混凝土同龄期的抗拉强度，没有出现温度裂缝。第二次浇筑厚度为1.8m，升温阶段持续3天，最高温度为51.9℃，高温峰值持续时间约4h，断面最高平均温度为48.9℃，内外最大温差为24.9℃。根据计算得到的第一次浇筑的承台混凝土龄期为7天的最大温度应力0.46Mpa，龄期为14天的最大温度应力0.54Mpa，龄期为28天的最大温度应力0.91Mpa，均小于承台C35大体积混凝土同龄期的抗拉强度，没有出现温度裂缝。第三次浇筑厚度为2.0m，升温阶段持续3天，最高温度为53.4℃，高温峰值持续时间约8h，断面最高平均温度为49.8℃，内外最大温差为24.9℃。根据计算得到的第一次浇筑的（4）西岸下游承台由西岸下游承台大体积混凝土温度监测记录可知：承台大体积混凝土分三次浇筑，第一次浇筑厚度为1.2m，升温阶段持续3天，最高温度为44.2℃，高温峰值持续时间约2h，断面最高平均温度为42.6℃，内外最大温差为20.2℃。根据计算得到的第一次浇筑的承台混凝土龄期为7天的最大温度应力0.41Mpa，龄期为14天的最大温度应力0.52Mpa，龄期为28天的最大温度应力1.01Mpa，均小于承台C35大体积混凝土同龄期的抗拉强度，没有出现温度裂缝。第二次浇筑厚度为1.8m，升温阶段持续3天，最高温度为48.9℃，高温峰值持续时间约6h，断面最高平均温度为46.4℃，内外最大温差为24.9℃。根据计算得到的第一次浇筑的承台混凝土龄期为7天的最大温度应力0.38Mpa，龄期为14天的最大温度应力0.44Mpa，龄期为28天的最大温度应力0.86Mpa，均小于承台C35大体积混凝土同龄期的抗拉强度，没有出现温度裂缝。第三次浇筑厚度为2.0m，升温阶段持续4天，高温峰值时间约8h，最高温度为43.2℃，断面最高平均温度为39.8℃，内外最大温差为24.2℃。根据武汉理工大学自主开发的温控计算软件，计算得到的第一次浇筑的承台混凝土（5）在赣江大桥承台大体积混凝土施工中，承台没有设置冷却水管通水冷却的情况下，通过优化混凝土配合比，降低水泥用量，提高矿物掺合料用量，降低混凝土的水化温升，提高泵送施工性能和耐久性能，承台大体积混凝土实际温度监测结果与温控计算值相近（见武汉理工大学温控方案），承台混凝土各龄期的温度应力均小于混凝土同龄期的抗拉强度，温度应力均没有出现温度裂缝，满足设计要求，锚锭大体积混凝土可以参照此方案在不通冷却水管的条件下进行施工。表26承台C35混凝土劈裂抗拉强度龄期（d）71428Rpl（MPa）2.73.13.6五、工程图片图31承台浇筑施工之一图32承台浇筑施工之二图33承台上表面蓄水养护图34承台第一层砼初凝后凿毛施工图35承台保湿保温养护图36承台横系梁拆模施工图37承台拆模后表面状态