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船闸大体积混凝土温控方案探析 　　摘 要：混凝土裂缝问题一直是工程界和学术界很关心的问题，裂缝的存在和发展除了影响建筑物的外观，使相应部位构件的承载力受到一定程度的削弱以外，同时结构物裂缝还会引起渗漏、钢筋锈蚀、混凝土碳化加快、持久强度降低、危及建筑物的正常使用和缩短建筑物的使用寿命。如何减少裂缝的产生一直是学术界一个非常重要的课题，本文主要探析如何从温控入手，减少裂缝的产生。 　　关键词：有限元法 温度梯度 混凝土保温 骨料冷却 　　1.引言 　　大体积混凝土裂缝产生的主要原因包括温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、结构不合理及不均匀沉降等，一般温度应力均是主因。针对船闸大体积混凝土易开裂这一质量通病，钱塘江中上游衢江航运开发游埠船闸工程通过与科研单位合作，通过试验方法、?抵捣抡婕扑愠绦蚩?发和施工动态反馈研究，探析船闸底板结构裂缝的形成机理及主要影响因素，提出“科学、可靠、易行、经济”的施工防裂方法和技术措施，配合现场监测及施工动态反馈，从原材料、优化浇筑工艺、通冷却水循环等方面入手，控制混凝土内外温差，以减小裂缝的产生概率。通过底板温控研究成果，形成工法，指导后续闸墙混凝土施工。 　　2.工程概况 　　钱塘江中上游衢江（金华段）航运开发游埠船闸工程，是金华市在建的最大船闸，同时也是衢江上的第四个船闸。船闸采用整体坞式结构。上闸首底板采平面尺寸为38m×42.5m，底板高度3m，混凝土总方量4845m3，单次最大浇筑方量945m3；下闸首尺寸为30×42.5m，底板高度3m，混凝土总方量3825m3，分三次浇筑完成，单次最大浇筑方量950m3；闸室底板平面尺寸为14.6m×15m×2.5m，单次浇筑方量为547.5m3。 　　根据施工安排，底板浇筑时间为2016年1月至2016年8月，为了减小施工期出现危害性裂缝的可能性，减少一般性裂缝的出现，项目部联合建设单位以及河海大学水电学院成立了课题研究组，专门研究了2016年1月开始浇筑的闸首、闸室底板在施工期的温度、应力分布特性，提出了上、下闸首底板施工期温控防裂措施。 　　3.冬季温控方案 　　在以往的施工过程中，在混凝土浇筑完成后往往只注重了高温季节的表面保湿，对于冬季的混凝土表面除了铺盖塑料薄膜或者涂刷养护液外，一般不会采取其他的措施。通过混凝土温度场有限元仿真计算以及混凝土应力场有限元仿真计算，在低温季节，由于浇筑完成初期混凝土内部绝热温升很高，表面温度很低，若不采取相应的保温措施，将会在混凝土表面形成较大的温度梯度，产生较大的拉应力。 　　以1月份浇筑的闸首底板为例，通过科研单位建立的有限元模型特征点位如下： 　　其中，TI、T2、T3、T4、T5点位闸首底板纵截面主要分析点位，所处位置为底板中心，分别对应了感应探头埋设时对应的5个测温点（见图1），为本次底板温度研究的主要点位，通过上述5个点位在不同浇筑后仅覆盖塑料薄膜养护及采用塑料薄膜加2.5cm草席或棉被保温的方案进行了温度及应力变化情况模拟，得到的结论如下：采用2.5cm草席或棉被保温后，辅以原设计方案的冷却水管通水方案，昼夜温差引起的表面温度日变幅由9℃左右（1月）减小为2℃左右，大大减小了混凝土内表温差，对混凝土防裂较为有利。 　　3.1感应探头埋设 　　首先进行浇筑的为上闸首底板，单次浇筑方量540m3，为了获取混凝土浇筑后内外温度变化情况，进一步验证数值模拟的结论，选择合理可行的温控方案，根据科研单位建议，先选取典型部位作为试验段，在混凝土浇筑前在底板内部进行温度传感器的铺设工作，并将屏蔽线连接到多路温度巡检显示记录仪中，根据施工安排，选取上闸首2#底板作为试验段，根据《大体积混凝土工程施工技术规程》规定，共布置9个断面，断面位置按照规范要求间距从外至内排列，上下依次布置5层共45个测温点。 　　3.2数据采集 　　在混凝土浇筑完成后立即开始采集上述45个点位的温度数据，温度传感器为无线收发型，每半个小时采集一次感应探头埋设位置的温度，通过无线传输至电脑中，可以24小时实时获取混凝土内部每个点位的实时温度。经过数据分析，以5#点为例，得出结论如表1： 　　根据有限元模拟结论，在相同浇筑条件下，如不采取同冷却水的方式进行内部降温，在冬季，混凝土内部最高可达42℃左右，表面温度基本接近外温，造成的温度梯度较大，易产生裂缝，在采取了同冷却水的降温方案后，根据表1采集到的数据，5号点中的T1点（表面点）和T3点（中间点）的最大温差减小至13.1℃，减小了混凝土的内外温差，使温度裂缝的产生概率大大降低。 　　4.夏季混凝土温控方案 　　夏季大体积混凝土施工过程中，由于混凝土的尺寸较大，其内部水泥水化热难以释放，必然会产生高温，为了保证混凝土的施工质量，必须对混凝土内部温度