苏通大桥主桥基础施工C1合同段承台大体积砼温控设计教程.doc

承台大体积砼温控设计 1.概述 大体积混凝土由于水泥水化过程中产生的热量不易散发，浇筑后初期，混凝土内部温度急剧上升引起混凝土膨胀，此时混凝土弹性模量很小，在升温过程中由于基础或下部老混凝土的约束使混凝土膨胀变形产生的压应力很小。随着混凝土温度逐渐降低，同时混凝土弹模逐渐增长，混凝土发生收缩变形时又受到基础或下部老混凝土的约束，此时收缩变形会产生相当大的拉应力。当拉应力超过混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝。此外，当混凝土内部温度较高时，如果外部环境温度较低或外部气温骤降，因内外温差过大或温度梯度较大则易在混凝土表面形成表面浅层裂缝。 苏通长江大桥主墩承台、近塔辅助墩承台、远塔辅助墩承台和过渡墩承台均为大体积混凝土，主墩承台混凝土标号为35号，其它承台混凝土标号为30号。主墩承台为哑铃形，每个塔柱下承台平面尺寸为长50.55×48.1m，其厚度由边缘的5m变化到最厚处的13.324m。近塔辅助墩承台平面尺寸为52.0×32.5m，其厚度由边缘的4m变化到最厚处的10.3m。远塔辅助墩和过渡墩承台平面尺寸为45.2×21.0m，其厚度由边缘的4m变化到最厚处的10.3m。承台下部分别为25号封底混凝土和钻孔灌注桩。为保证苏通大桥混凝土施工质量，避免产生温度裂缝，确保大桥的使用寿命和运行安全，我局武汉港湾工程设计研究院对承台大体积混凝土进行了温控方案设计，设计计算采用大型有限元程序进行（计算资料见附件）。该计算能够模拟混凝土实际施工过程，不仅考虑了混凝土的浇筑分层、浇筑温度、养护、保温和混凝土的边界条件，而且考虑了混凝土的弹性模量、徐变、自生体积变形、水化热的散发规律等物理热学性能。 武汉港湾工程设计研究院于1992年首先在黄石长江大桥主墩承台（C30）和墩身（C55）混凝土进行了温度裂缝监控，有效地确保了承台和墩身混凝土没有出现温度裂缝。1993年又承接了交通部下达的“超大体积混凝土温度裂缝预防措施研究”的科研项目，对大体积混凝土进行了深入的研究，并和清华大学联合开发了《大体积混凝土施工期温度场及仿真应力场分析程序包》。随后在温州大桥、江阴长江大桥、宜昌长江大桥、广西贵港航运枢纽工程、润扬长江大桥等工程中进行了现场温度及应力监控，取得了良好的效果。近年来完成的主要工程见表1。 近年来完成的主要温控项目 表1 编号 工 程 名 称 工 程 部 位 监控时间 施工单位 1 黄石长江大桥 主墩承台、墩身 1991～1992 中港二航局 2 温州大桥 主墩承台 1994 中港二航局 3 武汉白沙洲长江大桥 主墩承台 1994 中港二航局 4 江阴长江大桥 南北塔承台、塔座、塔身实心段、北锚碇 1995～1996 中港二航局 5 宜昌长江大桥 南北锚碇 1998～1999 湖南路桥 四川路桥 6 贵港航运枢纽工程 船闸上、下闸首、闸室、拦河坝 1995～1998 中港二航局 7 荆州长江大桥 32＃墩承台、塔座、塔柱实心段 1999 中港二航局 8 武汉军山长江大桥 5＃墩承台 1999 中港二航局 9 鄂黄长江大桥 4＃、5＃主墩承台、塔座、塔柱实心段 2001 中港二航局 四川路桥 10 江苏解台船闸 上、下闸首及闸室 2001 中港二航局 11 湖北仙桃汉江大桥 主墩承台 2002 中港二航局 12 云南元江大桥 主墩承台 2002 中港二航局 13 润扬长江公路大桥 北塔承台、塔座、塔柱实心段、北锚碇底板、顶板、锚体混凝土 2001～2002 中港二航局 14 湖北巴东长江大桥 主塔承台 2001～2002 四川路桥 公路二局 15 四川奉节长江大桥 主塔承台 2001 中港二航局 2.温控标准 2.1混凝土内部允许最高温度 混凝土内部最高温度是指混凝土浇筑块内部最高温度的允许值。主墩承台、近塔墩承台、远塔墩承台和过渡墩承台的混凝土内部允许最高温度见表2。 混凝土内部最高温度（℃） 表2 部位 主墩承台 近塔墩承台 远塔墩承台 过渡墩承台 Tmax 54～55 52～53 52～53 52～53 2.2浇筑温度 混凝土入仓并经过平仓振捣后，在上层混凝土覆盖前距混凝土表面10～15cm处的温度为浇筑温度。控制浇筑温度对降低混凝土内部最高温度具有重要意义。应控制混凝土浇筑温度不大于20℃。 2.3内外温差 混凝土块体内部平均温度与表面温度之差为内外温差。为防止混凝土内外温差过大引起表面裂缝，施工中需控制混凝土内外温差小于25℃。 2.4保温标准 混凝土表面裂缝多发生在浇筑的初期，而初期的气温骤降是引起表面裂缝的主要外因。当平均气温在2～3天内连续下降6～9℃时，未满28天龄期的混凝土暴露表