贵州桥梁承台施工专项方案（含计算书，2013） 6页

8、主墩承台砼水化热计算书8.1概述XX河特大桥是4#、5#墩基础为15根Ф200cm的群桩基础，上接大体积整体式承台。承台结构尺寸为21.20m×13.6m×5m，承台砼标号为C30，砼方量为1441.6m3，两次浇注完成，第一次浇注2米，第二次浇注3米。下面就承台大体积砼施工前温度应力的进行验算，并根据验算结果采取相应的施工技术措施。8.2简述2.1温度应力的主要成因：2.1.1大体积砼在硬化期间，水泥水化后释放大量的热量，使砼中心区域温度升高，而砼表面和边界由于受气温影响温度较低，从而在断面上形成较大的温差，使砼的内部产生压应力，表面产生拉应力（称为内部约束应力）。2.1.2当砼的水化热发展到3～7d达到温度最高点，由于散热逐渐产生降温产生收缩，且由于水分的散失，使收缩加剧，这种收缩在受到基岩等约束后产生拉应力（称为外部约束应力）。2.2温度应力在承台砼内的分布如下图所示：综上所述，在承台大体积砼施工前，必须进行砼的温度变化，应力变化的估算，以确定养护措施、分层厚度、浇筑温度等施工措施，并以此来指导施工。8.3C30大体积砼温度控制的验算3.1相关资料： 3.1.1配合比水泥：粉煤灰：砂子：碎石：水：TCH-200缓凝型聚羧酸系减水剂318：136：838：945.1：163：3.551：0.43：2.64：2.98：0.51：0.113.1.2材料：水泥：瑞安险峰P.042.5级水泥碎石：连续级配碎石（5～30mm）砂：机制砂粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰外加剂：云南天辰TCH-200缓凝型聚羧酸系减水剂3.1.3气象资料处于中亚热带季风湿润气候区，四季分明，气候温和，降水丰沛，冬无严寒，无酷暑，具有明显季风性气候特点。年平均气温13.6℃～16.2℃，最高温度平均年降雨量1240mm。3.1.4采用自动配料机送料，装载机加料，拌和站集中拌和，混凝土泵输送砼至模内。3.2砼最高水化热温度及3d、7d的水化热绝热温度MC=318kg/m3；P.O42.5水泥：水化热Q=377J/kg；c=0.96J/kg.k；ρ=2400kg/m3。3.2.1砼最高水化热绝热温升Tmax=MCQ/cρ=(318*377)/(0.96*2400)=52.03℃3.2.23d的绝热温升 T（3）=52.03*(1-e-0.3*3)=30.85℃ΔT（3）=30.85-0=30.85℃3.2.37d的绝热温升T（7）=52.03*(1-e-0.3*7)=52.03*(1-0.122)=45.68℃ΔT（7）=45.68-30.85=14.83℃3.3承台砼各龄期收缩变形值计算εy（t）=εy0（1-e-0.01t）*M1*M2*…*M10查表得：M1=1.0（水泥品种修正系数），M2=1.0（水泥细度修正系数），M3=1.0（骨料修正系数），M4=1.0（水泥比修正系数），M5=1.1（水泥浆量修正系数），M6=1.11(1d)、1.09(3d)、1.0(7d)（龄期修正系数），M7=0.7（环境温度修正系数），M8=1.18（水力半径的倒数），M9=1.0（操作方法有关的修正系数），M10=0.925（与配筋率等有关的修正系数）。则有：M1*M2*M3*M4*M5*M7*M8*M9*M10=1.0*1.0*1.0*1.0*1.1*0.7*1.18*1.0*0.925=0.843.3.13d收缩变形值εy（3）=εy0*（1-e-0.3）*0.84*M6=3.24*10-4*（1-0.741）*0.84*1.09=0.768*10-43.3.27d收缩变形值εy（7）=εy0*（1-e-0.7）*0.84*M6=3.24*10-4*（1-0.497）*0.84*1.0=1.369*10-43.4承台砼各龄期收缩变形换算成当量温差 3.3.13d当量温差T（y）（3）=εy（3）/α=(0.768*10-4)/(1.0*10-5)=7.68℃3.3.27d当量温差T（y）（7）=-εy（7）/α=(1.369*10-4)/(1.0*10-5)=13.69℃3.4承台混凝土各龄期内外温差计算假设入模温度T0=25℃,施工时环境温度：Th=30℃△T（3）=25+2/3*30.85+7.68-30=23.250C△T（7）=25+2/3*45.68+13.69-30=39.140C由以上计算可知，承台混凝土内外温差最大为39.14℃，大于我国《公路桥涵施工技术规范》（TTG/TF50-2011）中关于大体积混凝土温度内外温差不超过25℃的规定。若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。3、6冷却管的布置及混凝土的降温计算3.6.1承台混凝土（1）水的特性参数：水的比热：c水=4.2103J/Kg℃；水的密度水=1.0103Kg/m3；冷却管的直径：D=3.2cm（2）承台混凝土冷却管的布置形式承台混凝土埋设冷却管，上下左右冷却管相临间距为1米,共计4层。分别设置4个进出水口。(3)主桥承台混凝土体积V=21.213.65=1442m3（4）承台混凝土由于冷却管作用的降温计算式中：—冷却管中水的流量 —冷却管通水时间—水的密度—进出水口处的温差—水的比热—混凝土的体积—混凝土的密度—混凝土的比热1、3d龄期冷却管通水时间：持续通水（按t=1d计算），出水管和进水管的温差：=20℃℃2、7d龄期冷却管通水时间：持续通水（按t=5d计算），出水管和进水管的温差：=20℃℃（5）、预埋冷却管后各龄期承台混凝土内外温差值：1、3d龄期23.25-6.07/2=20.2℃（安全系数取2.0）2、7d龄期39.14-30.3/2=24℃（安全系数取2.0）8.4结论及建议4.1结论承台大体积混凝土在浇注过程中，由于混凝土在结硬过程中内部产生大量的热量使其内部温度升高，当内外温度相差过大时就容易出现温度裂缝，若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。计算表明：混凝土中埋设冷却管后内外温差均小于25℃，满足《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92） 中的规定。4.2注意事项1、浇注混凝土避免阳光直晒，一般选择在傍晚开始直至第二天十点以前。对粗骨料进行喷水和护盖，施工现场设置遮阳设施，搭设彩条布棚。2、承台混凝土冷却管按间隔一米埋设，上下左右冷却管相临间距严格控制在1米以内，严格观察入水口和出水口的水温差，根据水温差，及时调整泵水速度。水温差大时，提高水速；水温差小时，降低水速。通过冷却排水，带走混凝土体内的热量。3、浇注混凝土时，采用分层浇注，控制混凝土在浇注过程中均匀上升，避免混凝土拌和物局部堆积过大，混凝土的分层厚度控制在20-30cm。4、浇注混凝土后，混凝土表面用土工布覆盖保湿保温，要十分注意洒水养生，使混凝土缓慢降温，缓慢干燥，减少混凝土内外温差。5、浇注混凝土后，每2小时测量混凝土表面的温度和冷却管的出水温度，及时调整养护措施。