承台大体积混凝土温控方案全解.doc

承台大体积混凝土温控方案 摘要：大体积混凝土浇筑后将产生较高的水化热温升，形成不均匀非稳定温度场，产生非均匀的温度变形，温度变形在下部结构和自身的约束之下将产生较大的温度应力，温度应力往往超过混凝土的抗拉强度，导致混凝土开裂。为防止温度裂缝，保证工程质量，必须进行温度控制，并采取合理的温度控制措施。 关键词：大体积混凝土温控 1、工程概况 广深沿江高速公路(深圳段)起自东莞深圳交界的东宝河口,终于深圳南山区的月亮湾大道，全长30.45公里，主线桥梁占全长的99.7%，项目总投资约112亿元。东宝河斜拉桥位于东莞深圳交界的东宝河口，为120m+216m+120m双塔四索面预应力混凝土部分斜拉桥。其主墩承台由两个边承台和一个中承台构成，厚度均为5.0m，边承台顺桥向14.3m，横桥向9.2m；中承台顺桥向14.3m，横桥向14.3m。边承台和中承台之间采用系梁连接，系梁顺桥向宽5.0m。承台采用C40混凝土，总方量6839m3。 图1-1 东宝河特大桥主墩承台布置图 承台拟采取分两层浇筑，层厚均为2.5m，第二层开始浇筑时间与第一层浇筑完成时间的间隔为7天。 2、计算依据与参数 混凝土浇筑后的温度与水泥的水化热温升、混凝土的浇筑温度和浇筑进度、外界气温、表面保护等多种因素有关。温度计算采用MIDAS/CIVIL有限元计算软件。其计算结果的准确性除了选择恰当的计算方法以外，还有赖于相关的基本条件和材质参数的正确选取。以下温度计算中用到的混凝土配合比、强度为试验室实际试验结果，其余参数参考相关资料并根据以往工程实例类比选取。 2.1 混凝土性能 2.1.1 混凝土配合比 承台混凝土设计强度指标为C40，混凝土的水灰比为0.33，其混凝土配合比见下表： 承台混凝土拟定配合比 表1 2.1.2 混凝土弹性模量 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》查得承台混凝土28d的弹性模量Ec=3.25×104MPa。 根据以下公式计算不同龄期的弹性模量E(t)。 式中：E(t)—混凝土从浇注后到计算时的弹性模量。 Ec—混凝土的最终弹性模量。 t—混凝土从浇注后到计算时的天数。 2.1.3 混凝土的抗压强度 根据试验资料，得出根据承台混凝土7d的抗压强度为f7=40MPa， 28d的抗压强度为f28=49MPa。 2.1.4 混凝土的绝热温升 参考《大体积混凝土温度应力与温度控制》表2-5-2中查得普通硅酸盐水泥的水化热系数Q0=330kJ/kg，根据水泥水化热计算得承台混凝土的绝热温升为 θ0=Q0（W+kF）/c/ρ =335×（220+0.25×219）/0.9/2359.39 =43.3℃ 式中： θ0—水泥绝热温升 Q0—水泥水化热 W—水泥用量 k—折减系数，对于粉煤灰及矿粉取0.25。 F—混合料用量 C—混凝土比热 ρ—混凝土密度 2.1.5 混凝土导温系数 参考《大体积混凝土温度应力与温度控制》第2.4节，计算得承台混凝土的导热系数为 λ=（10.8×9.32+10.8×3.26+10.8×6.02+15.0×31.53+14.16×43.53+2.16×6.15）/100=13.04 kJ/(m·h·℃) 承台混凝土的比热为 C=（0.536×10.40+0.536×4.25+0.536×3.95+0.745×28.5+0.708×46.55+4.187×6.16）/100=0.90 kJ/(kg·℃)=1000/9.81×0.9kJ /（kN·℃）=91.74 kJ /（kN·℃） 计算得封底混凝土的导热系数为 λ=（4.54×10.49+4.54×5.65+11.11×34.75+14.32×42.48+2.16×6.46）/100=13.11kJ/(m·h·℃) 封底混凝土的比热为 C=（0.536×10.49+0.536×5.65+0.745×34.75+0.758×42.48+4.187×6.46）/100=0.917kJ/(kg·℃)= 1000/9.81×0.93kJ·g/（kN·℃）=93.47kJ·g/（kN·℃） 2.1.6 变形系数 混凝土的泊松比系数取为0.167，线膨胀系数取为8.25×10-6（1/℃）。 2.2温度初始条件与边界条件 2.2.1外界气温和浇筑温度 深圳属南亚热带海洋型气候，夏无酷暑，冬无严寒，阳光充足，雨量丰沛。 本地区属南亚热带海洋季风区，气候温暖潮湿，年平均气温22.3℃，1月