大体积混凝土承台温度裂缝控制技术三

PAGE第7页共7页大体积混凝土承台温度裂缝控制技术1.概述某大桥为分离式桥梁，左线桥全长353.843m，右线桥全长349.976m。桥跨布置均为40m（引桥）+（72+120+72）+40m（引桥）组成，主桥为预应力混凝土连续刚构，引桥为装配式预应力混凝土T型简支梁。其中主墩承台共4个，其结构尺寸均为：13.5m（顺桥向）×8.5m（横桥向）×4.0m（高度）。每个承台小计混凝土459m3。根据设计及业主要求，整个承台混凝土一次浇筑完成，该承台隶属大体积混凝土结构。设计文件拟定的降温系统为循环水降温（即在承台内埋设3道每道125m的冷却水管，详见冷却系统和测温系统布置图）。2.大体积混凝土产生温度裂缝的机理大体积混凝土产生温度裂缝，是混凝土随着温度变化而发生膨胀或收缩的结果。一方面是混凝土由于内外温差而产生应力和应变，另一方面是结构物的外部约束和混凝土各质点间的约束，应阻止这种应变。一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。现将产生裂缝的主要原因分述如下：2.1水泥的水化热作用由于水泥的水化热作用，混凝土浇筑后要经历升温期、降温期和温度稳定期三个阶段。升温阶段，水泥产生的水化热大量的聚集在混凝土内部不易散发，内外温差使混凝土内部产生压应力，外部产生拉应力，若大于相应龄期的容许拉应力时就有可能产生裂缝；降温阶段，新浇混凝土受内部钢筋、封底混凝土及桩头约束而不能自由收缩，此时弹性模量相对较低，若降温梯度过大就容易产生较大的温度拉应力，当该拉应力大于相应龄期的混凝土容许拉应力时，也容易产生温度裂缝，因此水泥的水化热作用是影响大体积混凝土产生温度裂缝的主要因素。2.2外界气温变化的影响大体积混凝土在施工阶段，受外界气温变化的影响是显而易见的。因为外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，而外界温度下降，又增加了混凝土的降温幅度，从而增加内外混凝土的温度梯度。通内部的温度是各种温度的叠加，而温度应力则有温差所引起的温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。2.3约束条件与温度裂缝的关系大体积混凝土由于受到温度变化会产生变形，而这种变形又受到自身和外界的约束，便产生了应力，这就是温度变化引起的应力状态。而当应力超过某一数值时，便引起裂缝。2.4混凝土的收缩变形混凝土中80%的水分需要蒸发掉，而多余的水分蒸发会引起混凝土体积的收缩，这种收缩很大程度上是有可逆现象的。若有约束，即可引起混凝土的开裂，并随龄期的增加而发展。3.防止大体积混凝土产生温度裂缝的措施通过对大体积混凝土产生裂缝的机理分析，在施工过程中主要从降低水泥水化热、通水散热、混凝土养护、严格控制拆模时间等几方面做好混凝土温度控制工作，确保内外温差控制在25℃以内，尽量降低混凝土内部温度的升降速率。从而提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀的性能。3.1施工准备3.1.1材料选择3.1.1.1水泥大体积混凝土施工中应选用水化热较低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥。同时要把抗压强度、坍落度和混凝土的绝热温升综合考虑起来。某些水泥的水化热虽然较低，但强度较低，在配制混凝土时，就需要较多的水泥，这样混凝土的绝热温升要比采用水化热大、强度高的水泥还要多。经综合分析，采用湖北华新水泥厂生产的华新P.O32.5硅酸盐水泥。壁3.焰1.1汉.2绕粗骨料摔采用弘翔采石痕场碎石，粒径叠为广5判～械31逝.5mm饿，含泥量嘉为夸0.2孙%衡，章选用粒径较大遗、级配良好的亏石子配制的城混凝土立，和易性较好承，抗压强度较瞒高，同时可以凭减少用水量及栏水泥用量，从述而使水泥水化取热减少，降低组混凝土社绝热怕温升。亮3.牙1.1啦.3肝第细集料困采用岳阳中砂汉，细度模数渠为陕2.柴8养，含泥量闲为权1.1沈%私。是选用平均粒径烟较大的中、粗切砂拌制的筝混凝土各比采用细砂拌论制的许混凝土疮可减少用水泛量拐10悬%劈左右，同时相资应减少水泥用币量，使水泥水触化热减少，降悠低丰混凝土米绝热坊温升，并可减盒少台混凝土躺收缩。毁3.虾1.1校.4饲外加剂恋通过分析比较剩及过去在其他盗工程上的使用纺，本衔混凝土洋所用外加剂确即定殃为考FLW-贷2滩缓凝高效减水仔剂，该减水剂奏属阴离子表面蒙活性剂，主要牲成分雷是灌β腾-乐萘磺酸甲醛缩美合物。可有效得地减少用水量抄、节约水泥用候量、增大坍落菠度、减低水灰莲比、提高早期鸽强度，同时可旗有效地降低水础化热峰值，对习混凝土衫的收缩有补偿色功能，从而提赏高饺混凝土轧的抗裂性。锣3.脑1.笔2效斧混凝土验配合比台确定店本配合比是按明照国家现行《川混凝土均结构工程施工眼及验收规范》命、《泵送群混凝土唇配合比设计规陡范》中的有关珠技术要求进行拥设计的。居表资1木穗混凝土配合比袋表棵材料钻水泥岔砂榜碎石州（跪5~贴10mm尿）籍碎石唇（唱20~勺31.5mm禽）条水还外加剂挨每立方米用量芳（拼k豆g奥）伍409题765冤440长660远176架4.09别移混凝土絮设计标号为圆：真C30程嘱坐工放设计坍落度为究：娃14识0捧—腹180mm宪3.鉴1.3恒造冷却辰系统与测温系贪统叶3.绵1.3断.1逐冷却纺系统C1管道C3管道C2管道凭冷却系统由两晚部分组成，一动部分为外部水挤系循环系统，恒即设有一个嫁50m作3材的高压水池和蛇一个案200m察3促蓄水池堵构成循环水；体另一部分为承驱台内部水系，秘每个承台井内部伐设击有牢3志层直径原32权mm蹄的赢冷却水赛管，叔每症层鄙冷却管间坏距悲为贺1.0m四，耽同一锤层揪冷却管相邻管钩间距为迫1.咽0凡m穴，具体布置见评：冷却系统和例测温系统布置鸟图喝。在丛混凝土皱浇筑间前要求通水进绞行密闭性试验锹，防止管道在配接头位置处漏旧水或阻塞。坦在稿混凝土选浇筑过程中乱趴铃腊飞酷购冷却水管布置前图C1管道C3管道C2管道丙要尽可能避开棒冷却管接头处燕振捣，以防防就止接头受振后讨漏水。营当瘦通水散热箩结束乌后迫要沃对琴冷却暖管作压浆处理聚。照3.昆1.3拍.2撑筒测温系统穗为拦真实、爸准确绞掌握瓶混凝土愚的内部温度，张以便控制诞混凝土纵的内、外部温抓差，确保温差屈小于摆2突5单℃拾。在质混凝土唐内部预埋了温律度传感器。朴传感器分三层笋预埋，具体位配置详见：冷却滤系统和测温系躬统布置图砖。皮冷却系统和测饰温系统布置图寄里围们折稼挖任注：图中小圆魄表示温度传感营器预埋位置阅享绳耗误断面餐图艳宋拜退泽暖伏吃灶平面图之纺3.2崭混凝土某施工澡为确保大体积拒混凝土角施工质量，保生证施工连续进齿行，萌混凝土片浇筑时应采黄用窜“粗分区定点、一填个坡度、循序史推进、多层到经顶灿”您的浇筑工艺。傻浇筑时先在一攀个部位进行，酿待达到一定高搅度后（一般政3少0cm痛厚，有利于赏混凝土竭的散热），役混凝土朝形成扇形向前葬流动，然后在符其坡面上连续夏浇筑，依次类尊推，最后再移贡动回原位继续孝上次循环浇筑畏。鞭混凝土脉的乏浇筑设顺序为自墩身久预留钢筋位置已向外通浇筑丙，主要目的是房保证墩身附近舟处置混凝土叶的质量找。在浇筑怀混凝土呢过程中振捣要乖全面、到位，贡防止漏振及离歪析现象发生，吨每次振捣上一伤层同时，应插慢入下一层庸混凝土看5cm伸左右。残在浇外筑知过程中会产生贩一定量的泌水奴和浮浆，它为防止小混凝土倒实体遮表面收缩裂缝识，斜施工中为此在料两侧的生模板半处药设置预留孔，伪可以随时将泌竭水及浮浆排出所，提高了博混凝土抹的密实性。勾在施工过程中刻确凯保团混凝土此的下落高度小善于梯2.0m溉。滑在每层冷却管岂全部覆盖后，裁经移1舌h匠后即将该层冷社却水开通，牵开始时水流速次度速度不宜过铅快。茶随时间推移水州流速度逐渐增咳大，浇筑后第裹三天时虽通内部温度最恐高，春水流速度最大侵。水流速度根阵据水温及境混凝土词内部温度确定目。熊3.3砍养护渠及拆模卫养护主要是起外到保湿和保温滩作用，保温的脑主要目的是减采少混凝土表面或的热扩散，降另低表面的温度团梯度，防止产撤生表面裂缝；狭保湿的主要目桃的是防止混凝浩土表面出现收途缩裂缝狼。车假混凝土茅浇筑乱前即用一层毛嫌毡外加两层草头袋将侧面模板仗覆盖，降低混检凝土的内外温梢差，起到良好礼的保温效果。壮在浇筑完灵混凝土近后较1看2脾～宾1秃8留小时内差，在承台上表佣面铺设一层毛反毡和两层草袋流洒水养生（若抚天气炎热干燥可可提前养护）涂。仔并坚持在草袋秋表面洒水保湿食，使表面覆盖贱层始终处于湿揭润状态，但不甲使草袋处于饱保水状态，以免雕失去保温作用欲。剖混凝土姨内部温度与外挽界气温的差值丙来决定拆模时江间，若两者温蛋差大于签2糊5术℃财，则不能拆模雁，继续通水散泥热；直至外界忍气温与信混凝土浴内部温差小于啦2灰5稳℃辅时才可拆模扑（一般需低要帖5躲天）曾。雕拆模后将承台宋侧面隙用一层毛毡外荷加两层草袋将宾侧面模板覆盖亦，并晒水养生驾。养护时间不叹得少能于滚1翼4胃天，若天气炎知热干燥应延续备养护期怠至块2拨8妨天。付4.浓温度分析约根据测量收集惊的数据对混凝谈土总体温度变订化过程分析：星混凝土入魄模趁12聚h荒内升温迅速，宝三天后内部咬平均后最高温度达到滚59个℃芽的峰值，随后啊温度板逐渐参开始下降啦。慢开始下平均下的降梯度为泪3.载7唤℃卧/仙d屋；塘后期下降丙梯搁度菜为百2.5框℃胞/d所，直至咬趋于平缓。自难浇筑挠开始至拆模，愈共通水殖冷拍却杂14胜天。拆模时竭（遣200牌7渗年赢5炉月税9紫日容）殿外界气温奸28甜℃臣，承台中心处则最高温度为凑63模℃傅，距离承台外娇边缘李2徐.5m蝇处的测点的平宜均温度为币49.5做℃随，拆模时满足走内外温差小于巾2吃5抗℃牧要求属。欢丧温度沿及竖直闯方向骗分布是：抹在承台中心位晶置温度最高，主沿此贩中心位置卵向两边逐渐降趴低，涌其中顶层温度持下降较快，底垦层温度下降较粗慢。叉沿水平方向，薪从承台中心到裁边缘，温度逐倚渐下降。骡右候线明3戒#潜墩承台总体温掩度促—先—错时间曲线图全右胀线杂3烫#溪墩承台中层温说度碎—仿—棵时间曲线图武定期测丝得解冷却水进出温孟度，从直观上肾反映了冷却管雁的降温效果忆较理想虑，下表为测量泥的部分水温数盗据。腹表米2播右鸽线各3掠#崖墩承台部分冷财却水温表很日期渡时间方进水温度据（列℃站）吃出水温度洁（尿℃笛）便浇差值狼（港℃贺）牌备注堆2007.0打5.06们8:00称20灯30.5粪10.5裹平均差值仪13.克5慢℃躬10:00畏21.5杠32.6烧11.1沙12:20绿24.4泄36.4礼12喜14:00炉26.8庆40.5处13.7颈16:00争24.2电38.6括14.4浮17:50成20.2解36.4海16.2悉20:00射18.5齐34.2输15.7必22:10仆16搞30.8捎14.85.结束语止某龄大桥右线浴桥似3筝#幕墩承台大体积在混凝土荐于贵200惜7嘴年帜5带月牵2办日尼16:2焰0炒时开始浇筑，话2007碰年轰5躺月仍3仙日东18:3秀0曲时浇筑完毕，钓历猴时添2晕6挪小掉时裹1徒0挑分钟，浇筑耐混凝土脸459m造3重。经浪通水贼冷却扛14宰天后，拆模观绵察：表面平整铺、光洁，没有熔发现温度裂缝啄，证明采取的虑温控措施是有暂效的。结合整敏个施工过程，砌得出以下结论渔供同类基