一级建造师市政公用工程管理与实务考试必备讲义汇编 城市桥梁篇一二

大体积混凝土施工技术更多资料请联系QQ813517521更多资料请联系QQ813517521大体积混凝土的定义美国混凝土协会（ACI）规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大的限度减少开裂。”日本建筑协会标准（JASS5）中规定：“结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25℃的混凝土，称之为大体积混凝土。”

目前，较新的观点指出：所谓大体积混凝土，是指其结构尺寸已经大到必须采用相应技术措施、妥善处理内外温度差值、合理解决温度应力、并按裂缝开展控制的混凝土。大体积混凝土的定义

建筑工程大体积砼常出现的部位：厚大的地下室底板（特别是电梯井筒部位）、桩顶承台梁、转换梁或板、内筒外框架超高层的大截柱等。桥梁工程大体积砼常出现的部位：桥大直径桩基础、悬索桥的锚碇和桥塔的一些部位、斜拉桥桥塔的一些部位、连续梁桥的墩台梁等。大体积混凝土的定义建筑工程中的大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。裂缝分为表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，是混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土的温度裂缝

故大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果，一方面是混凝土内外温差产生应力和应变，另一方面是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应变，一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产生裂缝。引起温度裂缝的原因可分为以下几类：

水泥水化热

水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失。

外界气温变化

大体积混凝土的温度裂缝

约束条件结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该抑制即称“约束”，大体积混凝土由于温度变化产生变形，这种变形受到约束才产生应力。在全约束条件下，混凝土结构的变形：——混凝土收缩时的相对变形；——混凝土的温度变化量；

——混凝土的温度膨胀系数。混凝土收缩变形

大体积混凝土的温度应力

混凝土的温度取决于它本身环境有温差存在，而结构物四周又不可能做到完全绝热，因此，在新浇筑的混凝土与其四周环境之间，就会发生热能的交换。模板、外界气候(包括温度、湿度和风速)和养护条件等因素，都会不断改变混凝土所贮备的热能，并促使混凝土的温度逐渐发生变动。因此，混凝土内部的最高温度，实际上是由浇筑温度、水泥水化热引起的绝对温升和混凝土浇筑后的散热温度三部分组成。

大体积混凝土温度应力特点大体积混凝土温度计算

最大绝热温升（二式取其一）Th——混凝土最大绝热温升(℃)mc——混凝土中水泥(包括膨胀剂)用量（kg/m3）F——混凝土活性掺合料用量（kg/m3）K——掺合料折减系数。粉煤灰取0.25~0.30Q——水泥28d水化热(kJ/kg)c——混凝土比热，取0.97[kJ/(kg·K)]ρ——混凝土密度(2400kg/m3)t——混凝土的龄期（d）m——系数、随浇筑温度改变大体积混凝土温度计算水泥品种水泥强度等级水化热Q(kJ/kg)3d7d28d硅酸盐水泥42.531435437532.5250271334矿渣水泥32.5180256334表1不同品种、强度等级水泥的水化热浇筑温度(℃)51015202530m(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406表2系数m大体积混凝土温度计算

混凝土中心计算温度T1(t)——t龄期混凝土中心计算温度（℃）Tj——混凝土浇筑温度（℃）ξ(t)

——t龄期降温系数大体积混凝土温度计算浇筑层厚度(m)龄期t(d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24龄期降温系数ξ(t)

大体积混凝土温度计算

混凝土表层（表面下50~100mm处）温度δ

——保温材料厚度（m）T2

——混凝土表面温度（℃）保温材料厚度Tq

——施工期大气平均温度（℃）λ——混凝土导热系数，取2.33W/(m·K)Tmax——计算得混凝土最高温度（℃）材料名称密度(kg/m3)导热系数λ[W/(m·K)材料名称密度(kg/m3)导热系数λ[W/(m·K)建筑钢材780058矿棉，岩棉110～2000.031～0.065钢筋混凝土24002.33沥青矿棉毡100～1600.033～0.052水0.58泡沫塑料20～500.035～0.047木模板500～7000.23膨胀珍珠岩40～3000.019～0.065木屑0.17油毡0.05草袋1500.14膨胀聚苯板15～250.042沥青蛭石板350～4000.081～0.105空气0.03膨胀蛭石80～2000.047～0.07泡沫混凝土0.10大体积混凝土温度计算λx——所选保温材料导热系数[W/(m·K)]大体积混凝土温度计算Kb——传热系数修正值，取1.3~2.0。保温层种类K1K21仅由容易透风的材料组成(如草袋、稻草板、锯末、砂子)2.63.02由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料2.02.33在易透风保温材料上铺一层不透风材料1.61.94在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料1.31.55仅由不易透风材料组成(如油布、帆布、棉麻毡、胶合板)1.31.5K1值为一般刮风情况（风速<4m/s，结构位置>25m）；K2值为刮大风情况；大体积混凝土温度计算Kb——传热系数修正值，取1.3~2.0。保温层种类K1K21仅由容易透风的材料组成(如草袋、稻草板、锯末、砂子)2.63.02由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料2.02.33在易透风保温材料上铺一层不透风材料1.61.94在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料1.31.55仅由不易透风材料组成(如油布、帆布、棉麻毡、胶合板)1.31.5K1值为一般刮风情况（风速<4m/s，结构位置>25m）；K2值为刮大风情况；大体积混凝土温度计算如采用蓄水养护，蓄水养护深度hw

——养护水深度（m）x——混凝土维持到指定温度的延续时间，即蓄水养护时间（h）M——混凝土结构表面系数（1/m）,M=F/VF——与大气接触的表面（m2）V——混凝土体积（m3）700——折算系数[kJ/(m3·K)]λw——水的导热系数，取0.58大体积混剧凝土温度轮计算混凝土与表面模余板及保漂温层的谋传热系遭数β——混凝土表路面模板及迈保温层等串的传热系皇数[W/(经m3·K)翼]δi——各保温称材料厚却度（m）λi——各保温牢材料导乖热系数[W/(赖m3·K)]βq——空气层的品传热系数睛，取23[W博/(m3腹·K)]大体积混预凝土温度邀计算混凝土虚神厚度h’——混凝土虚异厚度（m）k——折减系死数，取2/3λ——混凝土导恨热系数，墨取2.33谎[W/(江m3·K)夕]大体积混宜凝土温度行计算混凝土走计算厚抹度H——混凝土纷计算厚血度（m）h——混凝土实甚际厚度（m）大体积混着凝土温度酿计算混凝土表灰层温度T2(t)——混凝土表元面温度（影℃）Tq——施工期吩大气平彼均温度愚（℃）h’拆—唇—混凝土虚邻厚度（m）H尤——混凝土计夕算厚度（m）T1(t铅)——混凝土中肆心温度（蜜℃）大体积挂混凝土港温度计佛算混凝土平裹均温度大体积混静凝土应力省计算地基约束们系数单纯地迷基阻力睬系数Cx1（N/mm3）土质名称承载力(kN/m2)Cx1推荐值软黏土80～1500.01～0.03砂质黏土250～4000.03～0.06坚硬黏土500～8000.06～0.10风化岩石和低强度素混凝土5000～100000.60～1.00C10以上配筋混凝土5000～100001.00～1.50大体积混待凝土应力扎计算桩的阻力尤系数Cx2（N/mm3）Q——桩产生渗单位位归移所需胁水平力(N/民mm)当桩与急结构铰姨接时当桩与确结构固孕接时E——桩混凝非土的弹恨性模量泼（N/mm2）I——桩的惯性欧矩（mm4）Kn——地基水插平侧移纠刚度，吹取1×10-2D——桩的直锯径或边骗长（mm）F——每根桩分京担的地基蒙面积（mm2）大体积混逐凝土应力架计算大体积混脾凝土瞬时值弹性模量E(t)——t龄期混凝群土弹性模随量（N/m售m2）E0——2份8d混凝土弹处性模量（N/mm2）e洽——常数，取2.7阵18t—望—龄期（d）大体积管混凝土哪应力计假算地基约束肿系数E(t)——t龄期混凝抢土弹性模吃量（N/mm2）h——混凝土实创际厚度（mm）Cx1——单纯地叶基阻力丝式系数（N/mm3）Cx2——桩的阻桥力系数认（N/m穴m3）β(t)——t龄期地基污约束系数雹（l/m瓜m）大体积逃混凝土宝应力计江算混凝土该干缩率醉和收缩毒当量温与差混凝土乡丰干缩率εY(t)——t龄期混惭凝土干盖缩率ε0Y(t)——标准状态四下混凝土模极限收缩摧值，取3.2男4×10-4M1•M2∙∙∙M10——各修正灶系数，瓣参考建热筑施工木手册第堵四版表10-8第8大体积抛混凝土泽应力计由算收缩当任量温差TY(t)——t龄期混凝柄土收缩当牌量温差（欲℃）α——混凝土肃线膨胀道系数，步取1×10-5（1/℃）大体积混哥凝土应力挣计算结构计采算温差聪（一般3d划分一住区段）ΔTi——i区段结构澡计算温差（℃）Tm(i)——i区段平均坚温度起始疗值（℃）Tm(i证+3)——i区段平械均温度软终止值（℃）TY(i伞+3)——i区段收缩普当量温差设终止值（℃）TY(i)——i区段收药缩当量鸡温差起父始值（℃）大体积台混凝土黎应力计雹算各区段拉匀应力σi——i区段混愚凝土内老拉应力（N/mm2）——i区段平江均弹性准模量（N/m丢m2）——i区段平驾均应力养松弛系毙数龄期t(d)369121518212427300.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327i区段平均悬地基约束款系数混凝土最大尺寸大体积混颜凝土应力席计算到指定相期混凝监土内最见大应力σmax——到指定期插混凝土内箩最大应力（N/mm2）——泊松比，马取0.15大体积混厕凝土应力蚕计算安全系恶数ft——到指定期台混凝土抗掏拉强度设倍计值（N/mm2）K——大体积混胸凝土抗裂醉安全系数登，应≥1.15大体积混梢凝土平均的整浇长度混凝土极踢限拉伸值ft——混凝土抗裕拉强度设握计值（N/mm2）µ——配筋率匀（%），µ=Fa/Fcd——钢筋直径厉（mm）t——指定龄期燃（d）Fa——钢筋截本面面积盐（m2）Fc——混凝土截企面面积（m2）大体积描混凝土铅平均整耕浇长度平均整庄浇长度秧（伸缩蜓缝间距刻）[Lcp]——平均整浇适长度（伸侧缩缝间距草）（mm）h——混凝土问厚度（mm）E(t)——指定时小刻混凝芳土弹性装模量（N/mm2）Cx——地基阻爹力系数非（N/m扮m3）,Cx=Cx1+Cx2ΔT——指定时刻威的累计结折构计算温摩差（℃）【例1】某工程现晓浇钢筋混蛇凝土基础落底板，厚椅度为0.8红m，配置直赤径16带肋钢筋忧，配筋率0.3迹5%，混凝土惨强度等级谜采用C30，地基为中坚硬黏土器，施工条赢件正常(材料符弱合质量魔标准、聪水灰比怜准确、郑机械振信捣、混亩凝土养棉护良好)。试计算棍早期(15d启)不出现贯救穿性裂缝纤的允许间腔距。大体积诱混凝土府计算案趋例大体积致混凝土芽计算案袍例均取1.0M4=1.4罩2，M6=0.资93，M7=0.领70，M10=0.4抓2混凝土尚经过15d的收缩口变形混凝土收弊缩当量温蔬差为大体积混桌凝土计算腿案例混凝土府上、下滴面温升间为15℃，由于时只间短，养风护较好，鸡气温差忽继略不计，通混凝土的孕水化热温修差经计算灰为25℃，则计算温差为混凝土拢的极限华拉伸值大体积喝混凝土松计算案张例15d时混凝土午的弹性模骄量伸缩缝筑的最大揉允许间狸距由计算知优，板的最怠大允许伸铁缩缝间距浇为26m。当板捞的纵向君长度小械于26m时，可廉以避免唯裂缝出傻现。否叼则则需芽在中部股设置伸渐缩缝或活“后浇哄缝”。谢当板下要有桩基污础时，断计算阻版力系数Cx时，应仰考虑桩劲基对基叛础底板晚的约束遣阻力。大体积混牲凝土计算启案例【例2】大型设舍备基础帝底板长90.败8m、宽31.煮3m、厚2.5约m，混凝土为C20，采用60d后期强吃度配合靠比，用32.5矿渣水泥块，水泥用望量mc=28投0kg劈燕/m3,混凝土浇蒸筑入模温悬度Tj=28彩℃，为25℃，结构大物周围女用钢模去板，在遭模板和衬混凝土初上表面崖外包两层草袋英保温，害混凝土秘比热C=1忙.0k症J/k勿g∙K混凝土筛密度ρ=24寒00k食g/m3施工时央平均气汗温试计算总搂降温产生喘的最大温在度拉应力贺及安全系碑数。大体积混帽凝土计算如案例解(1)计算绝牛热温升友值，按劣式为简单鞭计只计情算3d、7d、28d的值。(2)混凝土守中心温吃度计算腊，按式计算如溉下大体积造混凝土蒸计算案功例(3)混凝土驱表层温胃度。两层草袋绿保温按60mm计，则保池温层传热摘系数混凝土估虚厚度混凝土树计算厚音度混凝土表浑层温度大体积混怨凝土计算蓝案例(5)混凝土干艺缩率和当爷量温差，摊按式则(6)结构计算舱温差，按谈式大体积混我凝土计算织案例(7)计算各龄家期的混凝肃土弹性模极量，按式(8)地基约束削系数，按疾式大体积洽混凝土忠计算案炊例(9)各区段拉宿应力，按丽式各区段平箱均弹性模吼量大体积防混凝土招计算案出例各区段平肝均应力松伸弛系数各区段普平均地涉基约束鹊系数大体积混橡凝土计算狂案例只计算即拉应力(10梢)混凝土内肝最大应力统，按式混凝土抗撇拉强度设结计值取1.1钥N/伏mm2，则安全侍系数满足抗茂裂条件展，故知役不会出钩现裂缝偶。大体积混咬凝土计算刃案例1．合理的艺平面立面呀设计，避骂免截面的暑突变，从命而减少约王束应力。2．合理揪的布置剧分布钢种筋，尽拥量采用用小直径悦、密间伸距，变添截面处津加强分忠布钢筋3．避免用听高强混凝陪土，尽量党选用中低做强度混凝影土，采用60天或90天强度4．采用鉴滑动层压减少基乎础的约趴束。5．混凝土丘结构上下袜表面布置汇螺纹钢筋钞或冷轧扭够钢筋网片钟。设计方面渴考虑的措泻施①．水泥病品种:选用水化梅热较低的425或525矿渣水伪泥。②．水伙泥用量坦：尽最恳大限度沿减少水葵泥用量震，同时野参照水挨泥厂的家水泥强踩度历史寸资料。③．水临胶比:0曲.25任~0.驶40④．混合材外：粉煤灰架、矿渣、蛇火山灰、羞超细矿粉赌等⑤．外烛加剂：策掺入高考效复合畏减水剂。⑥．砂石秤骨料：骨零料：选用译粒径5～31.5砌mm的碎石，砂子的妥细度模傍数在2.5以上的让中、粗匠砂。⑦．微膨胀闷剂：混凝土水缸灰比、胀剂的抱掺量、混凝土的得养护、混凝土的逝密实程度、减水剂缸种类、膨胀剂嘉的应用。配合比设驰计①.控制混坑凝土拌隶合料的烟出机温姿度和浇诞筑温度那。②.混凝土疗的拌制1）保证混揭合材的质杨量，加强荐材质检验芝，进行混意凝土试配溪，根据试罩配结果确静定。2）外加役剂及膨从胀剂掺泼量准确彻，掺量东误差控帅制总掺俱量的1％以下。3）搅拌岗均匀。4）加料顺笛序③.混凝土