DB34∕T 3351-2019 桥梁塔柱大体积混凝土温度控制指南

DB34TechnicalGuidefortheTemperatureControlofBridgeTowerMassConcrete安徽省市场监督管理局发布I本标准起草单位：安徽省交通控股集团有限公司、维树、吴红波、袁助、刘志权、程磊科、丁亮、1桥梁塔柱大体积混凝土温度控制指南本标准适用于桥梁塔柱大体积混凝土温度裂缝的JTS202-1-2010水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术JTJJTJ053被JTGE30-2005代替JTGJTGD62被JTG3362-2018代替混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化2表面与环境温差temperaturedifferenceofsurfaceand抗裂安全系数safetyfactorofcrack-r稳定温度stabletemper准稳定温度quasi-stationarytem混凝土结构在环境温度作用下，最终达到而又处于重复循环变化状4温控设计4.1.1塔柱混凝土施工应根据结构安全性和耐久性指标确定合理的温度裂缝控制标准，一般情况下最4.1.2塔柱施工应考虑温度应力对结构的影响，选4.1.3塔柱应考虑温度应力和收缩对结构的影响，在层间等4.1.4应根据结构形式、构造、材料、环境条件、工艺、温度计算结果及试验情况等综合确定塔柱混4.2配合比设计4.2.1水泥、矿物掺合料、外加剂等原材料技术性能指标除符合现行标准的规定外，尚应符合如下规a)水泥宜采用中热、低热且强度不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥的铝酸三b)应掺加品质稳定、来料均匀的矿物掺合料；粉煤灰应选用Ⅰ级；粒化高炉矿渣粉应选用S954.2.2塔柱混凝土宜采用高性能混凝土，配合比设计除满足设计强度、耐久性及施工要求外，还应满34.2.3配合比试验的内容除满足现行标准规定外，还应包括强度随龄期发展试验、弹性模量随龄期发a)强度试验应提供抗压强度、劈裂抗拉强度随龄期发展曲线，一般情况下，应包括1d、3d、5c)缓凝试验应提供混凝土初凝与终凝时间，试验方法按照JTJ053的规定执行。d)绝热温升试验应提供绝热温升曲线，试验方法按照GB/T50080的规定执行。e)早期抗裂性能试验应按照GB/T54.3温控计算a)根据桥塔设计构造以及施工分节选取典型结构，建立有限元模型；b)根据温控措施选取热学参数，将参数带入有限元模型执行温度计算，提取温度计算结果；d)若抗裂安全系数满足控制要求，根据温度计算结果提取温控指标；e)若抗裂安全系数不满足控制要求，调整温控措施，循环如上计算过程，直至满足要求。选取典型结构建立有限元模型选取热学参数执行温度计算提取温度计算结果选取热学参数执行温度计算提取温度计算结果选取力学参数温控措施选取力学参数温控措施代入代入执行应力计算执行应力计算调整调整检验抗裂安全检验抗裂安全系数判断不满足判断满提取温控指标4.3.2温控计算参数中的绝热温升、导热系数、冷却水管对流系数、大气对流系数、线膨胀系数、劈44.3.3在缺少试验的情况下，温度的计算参数可参考附录A选用，温度应力的4.3.4塔柱分节施工，其节段构造、约束条件可能存在差异，应对典型节段进行温控计算，典型节段4.3.5塔柱施工周期较长，应选择典型气候条件设置热学边界条件，典型气候条件应包括：a)底层节段计算模型包含已浇筑承台或塔座、待浇筑底层节段以及上层未浇筑塔柱节段；b)标准节段计算模型包含一节已浇筑标准节段，待浇筑标准节段以及上层未浇筑标准节段；c)横梁节段计算模型应包含横梁及横梁下方的所有塔柱节段；d)双肢塔柱合拢位置节段计算模型应包含合拢位置节段以及合拢位置下方的所有塔柱节段；e)计算中应按照施工计划、施工工序设定计算工况、边界条件与荷载参数。4.3.7塔柱温度计算结果分析应按下列规定执行：a)提取内部最高温度、表面最高温度、表面最低温度的变化曲线；b)分析计算温度峰值、温升速率、降温速率、内表温差、表面与环境温度差等关键指标。b)分析计算抗裂安全系数，若不满足要求，应进一步优化和完善温度控制措施。4.4温控指标4.4.2应控制温度峰值降至准稳定温度状态的温差指标ΔT，指标限值[ΔT]根据内算结果进行确定，指标限值及计算需满足式（12）的要求；一般情况下，[ΔT]不宜大于45℃。TT.......................................(1)T......................................(2)K——抗裂安全系数。5TTTTT.....................................(3)Ta——平均环境温度。TTTaTabs TTTaTpTabs Tabs——绝热温升；ΔTp——冷却水管降温量值。4.4.5升温期间应控制温升速率指标，指标限值应由计算分析确定；一般情况下，温升期间的最大温4.4.6降温期间应控制内部降温速率指标，指标限值应由计算分析确定；一般情况下，内部最大降温4.4.7升温与降温期间应控制内表温差指标，指标限值应由计算分析确定；一般情况下，内表温差不4.4.9为避免塔柱表面受冷激影响，应控制带模或保温时长满足要求。当塔柱表面与环境气温温差不4.4.10对于采用水管冷却措施的塔柱，其相关温控指标应按如下要求进行控制：a)升温与降温期间应控制距离水管管壁10cm位置的混凝土与冷却水的温差指标，指标限值应65.1.1温控措施应按照有效、经济、便于操作的原则，根据工程环境条件、结构形式、施工方案及温5.1.2温控措施主要包含混凝土入模温度控制、混凝土浇筑、内部温度5.1.3塔柱在进行温度控制的同时，应加强混凝土施工质量控制，保障混凝土品质。5.1.4现场应对气温骤降、设备故障等突发情况做好应急预案，确保温控全过程稳定实施。5.1.5当出现以下情况之一时，宜采用水管冷却措施：5.2入模温度控制5.2.1塔柱混凝土入模温度应按照温度控制指标要求，考虑环境温度、混凝土出机口温度及泵送等全过程，按JTS202附录D进行计算控制。JTS202-1-20105.2.2夏季施工应控制入模温度不应高于本文件第4.a)采用遮阳或冷冻骨料的方式降低原材料温度；b)水泥采用搁置、遮阳等方式降温，温度宜控制在55℃以下；c)加入冰屑降低拌合水的温度，冰屑厚度不应超过2mm；d)对混凝土运输、泵送设备进行遮阳、隔热或洒水降温；5.3混凝土浇筑5.3.2在上层混凝土浇筑前应对下层混凝土的顶面作凿毛处理，去除表层砂浆，露出粗骨料，并清洗5.3.3塔柱混凝土应分层浇筑，分层厚度不宜大于300mm。5.3.5混凝土应布料均匀，控制其倾落高5.3.6顶面混凝土初凝前宜进行二次振捣，收浆后覆盖保湿养护。5.3.7合理安排浇筑时机，应避免在极端不利气象条件下施工，夏季宜选择温度较低的时段浇筑混凝7b)掺入缓凝型高效减水剂，延长混凝土凝结时间；a)保持每根水管长度相当、流量均匀，应采用分水器控制流量；b)按照出水口与进水口水温温差指标控制单根水管长度，且单根长度不宜超过120m；c)水管宜采用内径25～50mm的金属管，水管层间与层内中心间距0.5～1.5m，水管宜采e)应规划合理的排水路径，避免冷却水污染塔柱表面；f)昼夜温差较大或气温骤降时应对水箱进行保温，以保障水温稳定；水流速不对冷却水进行主动加温等措施；内部降温速率过低时，可适当增大水5.5表面保温与养护控制据测试数据及时调整保温、保湿等养护措施，避免产生温度及干缩裂5.5.2表面保温可采用下列规定的措施，也可组合实施：b)对于顶面，可采用蓄水、覆盖等保温与保湿措施；c)宜在爬模四周围裹防风设施，形成遮风保温小环境。5.5.3对于内部无主动冷却措施的塔柱，在内部降温速率大于本文件第45.5.5表面降温过快时，可采用如下措施进行控制：a)将塔柱围裹，形成密闭空间进行防风；8b)在围裹内部，可采用加热设备进行加温，并加强混凝土的保湿养护；5.5.8应封堵竖向孔洞及内腔，避免烟囱效应。5.5.9当采用养护剂对混凝土进行养护时，所使用的养护剂应不会对混凝土产生不利影响，且应通过5.5.10表面的防风以及保湿养护时间不宜少于10d。6.1.1塔柱施工过程中应对混凝土入模温度、内部温度、表面温度、环境温度进行监测，对于采用水6.1.2塔柱可对开裂敏感部位进行应变监测，敏感部位包括下列部b)表面中央区域、边角区域以及孔洞口区域；-30℃~150℃c)对于厚度变化较大的节段，应分别选择关键测区布置测温元件；9g)应对大气温度及保温层环境温度进行监测；i)测温元件安装位置应精确，内部安装误差不应大于50mm，表面安装误差不应大于10m6.2.3混凝土浇筑前，应对测温元件6.2.4温度控制过程中，现场应加强对外露的测温元件及线缆的保护工6.3.2冬季宜适当提高测试频率，并对大气降温进行预测，做好应急各项措施准备工6.3.3温度采集应按照本文件第4.警值时自动发出警报，并及时调整和优化控制措施，指标检验及预警值设12上限值：本文件4.4.5条限值×90%;34上限值：本文件第4.4.6条限值×90%;567/89/6.3.4温度监测期间，宜根据实际温度情况对计算模型进行实时更新，并以此预测温度以及应力6.3.5温度监测应在浇筑前开始，在混凝土温度到达准稳定温度或稳定温度后6.4.1应对每节段塔柱混凝土施工绘制各测点的温度变化曲线，对温控监测数据、实施工艺、温6.4.3应根据塔柱节段温控监测数据与温度控制效果修正温度控制模型，校核计算参数，修正后A.1绝热温升曲线TWabsc.........Tabs——最大绝热温升，℃;m——水化速率参数；Wc——单方混凝土胶凝材料总重量，kg/m3；ρ——混凝土密度，kg/m3；McρA.2导热系数k取值在1.7～3.0W/(m·℃)之间，初步计算可选用2.3A.3冷却水管对流系数vw——水流速，m/s。A.4对流系数a12.47...................................(A.4)va——风速，m/s。A.5等效对流系数/ki.......................δi——第i层材料厚度，m；km——第i层材料导热系数，W/(m·℃)。A.6常见模板及保温材料的导热系数W/(m•℃)W/(m•℃)水温度应力计算可按照式（B.1B.4）计算：EtEccct0.5..................................(B.1)ftktftkcct....................................(B.2)E(t)——等效龄期t时刻的弹性模量；ftkEc——混凝土28天弹性模量，可参考JTGD62取te——等效龄期；n——时间区段的划分数量；Ti——第i时间区段的平均温度；Δti——第i时间区段时长。