鱼嘴大桥北塔承台温控方案.doc

重庆外环高速公路东段项目 E7 合同段鱼嘴长江大桥 13# 墩承台、塔座大体积砼温控方案中铁大桥局股份有限公司重庆外环高速公路东段项目 E7合同段项目经理部 2006 年4月 1. 工程概况 2. 基本计算资料 3. 混凝土温度应力仿真计算 4. 温控标准 5. 现场温度控制措施 6. 现场温度监控 1 、工程概况 13# 墩(北塔)承台为分离式,单个结构尺寸为 × × , 的桩基约束;北塔塔座为底部 × ,顶部 × , 的棱台结构,底部受承台约束;北塔塔柱实心段高 ,起步段 , 最大断面尺寸 × 。塔柱采用 C50 防渗纤维混凝土,塔座采用 C40 混凝土,承台和桩基采用 C30 混凝土。大体积混凝土由于水化热作用,混凝土浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段,在这个阶段中混凝土的体积亦随之伸缩,若各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力,如果该应力超过混凝土的抗裂能力,混凝土就会开裂。鱼嘴长江大桥北塔承台大体积混凝土施工的特点是: 1泵送混凝土施工,胶材用量高,水化放热量大; 2承台采用一次性浇筑,方量大。为此,我项目部联合武汉港湾工程设计研究院对《鱼嘴长江大桥北塔大体积混凝土温度裂缝控制专题技术》进行了研究,根据混凝土物理、热学性能试验, 计算了北塔承台大体积混凝土的内部温度场及仿真应力场,并根据计算结果制定了不出现有害温度裂缝的温控标准和相应的温控措施。武汉港湾工程设计研究院于上世纪九十年代开始进行桥梁大体积混凝土温控防裂技术研究,并与清华大学共同研制开发了《大体积混凝土施工期温度场及仿真应力场分析程序包》。该程序已应用于数十个大型工程,它能够模拟混凝土的实际施工过程,考虑混凝土的分层分块浇筑、分层厚度、浇筑温度、施工间歇期、混凝土水化热的散发规律、养护方式、冷却水管降温、外界气温变化、混凝土及基岩弹模变化、混凝土徐变等复杂因素。经工程检验,该计算结果温度场误差在 5%左右,应力场误差在 10%左右,完全可以满足工程需要。 2、基本计算资料 气象资料桥址区重庆属北半球副热带内陆地区,气候特征:春早气温不稳定,夏长酷热多伏旱,秋凉绵绵阴雨天,冬暖少雪云雾多。重庆雨季集中在夏秋,年降雨量为1000 — 1100 毫升。重庆年平均气温为 18℃。1月份气温最低,月平均气温为 7℃,最低极限气温为零下 ℃。7月至 8月份气温最高,多在 27℃—38℃之间, 最高极限气温可达 ℃。重庆三面环山,沟壑纵横,因此风速较小。但在夏季雷阵雨天气时,常常伴有大风,风速每秒可达 10—27米。重庆地区气温资料如下图 1。图1历年气温统计资料 施工资料北塔承台预计于 2006 年5月开始混凝土施工, 混凝土浇筑温度控制不高于 24℃,塔柱起步段混凝土浇筑温度控制不高于 28℃。承台 C30 混凝土配合比见表 2-1 。承台C30混凝土理论配合比表2-1 每m 3砼材料用量水泥粉煤灰砂石拌合水外加剂 279 150 783 982 水泥:重庆润江 ; 砂:重庆旱土机制砂,细度模数 ; 石:重庆旱土碎石,粒径级配 5~31mm ; 外加剂:宜宾利天泵送剂 A(水剂),固含量 36% ; C30 混凝土抗拉强度试验值见表 2-2 ,物理热学性能试验值见表 2-3 ; 混凝土劈裂抗拉强度试验值(MPa)表2-2 龄期( d)372860 C50 普通砼 混凝土物理、热性能参数表2-3 部位物理特性承台 C30 砼基岩最终弹性模量( MPa ) ×10 ×10 4 弹性模量变化系数 、 —线膨胀系数(× 10 -6/℃) 泊松比 比重( ×10 3 kg/m 3) 导热系数( kJ/m .d .℃)206 204 比热( kJ/kg .℃) 绝热温升( ℃)40—绝热温升参数 、— 计算公式模型 绝热温升绝热温升数值模型取双曲线函数: )1()( 0 ???????eQQ (2-1) 式中: 0?-最终绝热温升, ?,?为绝热温升变化系数。 弹性模量弹性模量随时间的增长曲线采用四参数双指数形式,即)1()( 10 ???????eEEE ( 2-2 ) 式中: 0E 为初始弹模, 1E 为最终弹模与初始弹模之差