遼寧某鐵路工程特大橋挖井基礎(chǔ)大體積混凝土溫升控制計算

1、田師府至桓仁鐵路新建工程th-1標(biāo)段謝家崴子特大橋挖井基礎(chǔ)大體積混凝土溫升控制檢算書中鐵九局集團有限公司總工辦2013年8月10日田師府至桓仁鐵路新建工程th-1標(biāo)段謝家崴子特大橋挖井基礎(chǔ)大體積混凝土溫升控制檢算書檢 算： 審 批： 中鐵九局集團有限公司2013年8月10日目 錄一、工程概況1、橋梁概況2、挖井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)情況3、當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件二、編制依據(jù)三、挖井基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫升控制方案四、大體積混凝土溫升控制計算（一）、基礎(chǔ)參數(shù)（二）、混凝土水化熱熱工計算1、混凝土拌和物的溫度計算to（oc）：2、混凝土拌和物的出罐溫度t1（oc）：3、混凝土拌和物經(jīng)運輸至成型完成（入模）時的溫度t2

2、（oc）：4、考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時的溫度t3（oc）：5、混凝土水化熱最終絕熱溫升值tmax (oc)：6、混凝土澆筑后水化熱開始至任一時刻齡期t（d）的核心溫度7、挖井基礎(chǔ)中心內(nèi)部混凝土溫度變化曲線五、大體積混凝土施工注意事項 一、工程概況1、橋梁概況田師府至桓仁鐵路新建工程th-1標(biāo)段謝家崴子太子河特大橋，位于遼寧省本溪縣謝家崴子村境內(nèi)，主要為跨越太子河、耕地和道路而設(shè)。中心里程為dk14+452，孔跨布置：1孔32m簡支t梁+27孔64m簡支箱梁+1孔32m簡支t梁，橋全長1873.74m。本橋基礎(chǔ)均為挖井基礎(chǔ)，0#臺、29#橋臺的基礎(chǔ)為矩形，其中0#臺的基礎(chǔ)橫寬6m

3、、縱寬14.06m、高13m，29#臺的基礎(chǔ)橫寬5.8m、縱寬13.86m、高13m。1#-28#墩的基礎(chǔ)為圓端形，基礎(chǔ)的圓形直徑分部于8.5m14.75m的范圍內(nèi)（共21個大小不等的尺寸），基礎(chǔ)設(shè)計高度為8m18m（其中4個基礎(chǔ)的高度小于10m、24個基礎(chǔ)的高度大于10m），基礎(chǔ)上部為礫土、下部為巖層（其中礫土深度為4m11m、巖層深度為2m20m）。位于河道中的挖井基礎(chǔ)為9、10號墩，8、11號墩位于河灘上。本橋的兩座橋臺設(shè)計為t型橋臺，28#墩高墩設(shè)計采用圓端形實心墩、其余1#-27#墩身設(shè)計均采用圓端型空心墩，墩高26m71m，平均48.5m，26#墩最高71m。2、挖井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)情況本

4、橋挖井基礎(chǔ)最小挖深9m、最大挖深20.4m，基礎(chǔ)的圓形直徑分部于8.5m14.75m的范圍內(nèi)。按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)本基礎(chǔ)均屬于大體積混凝土。挖井基礎(chǔ)設(shè)計為c30鋼筋混凝土。一般分為兩次澆筑成型：深入巖石不需要護壁部分澆筑一次，巖石以上部分立模澆筑一次。挖井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1、挖井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖3、當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件桓仁滿族自治縣位于遼寧東部山區(qū)，渾江中下游，東經(jīng)1242712540，北緯40544132，東接吉林省集安市，南臨遼寧省寬甸縣，北靠遼寧省新賓縣、吉林省通化市。氣候?qū)儆跍貛Т箨懶詽駶櫦撅L(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫7.4，平均活動積溫3184，年平均相對濕度66%，平均無霜期153天左右

5、，多年平均日照時數(shù)2538小時，多年平均降水量870毫米。本橋挖井基礎(chǔ)混凝土澆筑施工期預(yù)計在2013年9月下旬開始，至2014年6月。在此期間，自然氣溫按ta=+15oc估算（每天平均氣溫）。二、編制依據(jù)1、dk14+452.00謝家崴子太子河特大橋施工圖（圖號：橋施a0628）；2、鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南【鐵建設(shè)2010241號】；3、鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（tb10002.4-2005）；4、鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)（tb10424-2010）；5、新建田師府至桓仁鐵路工程tj-1標(biāo)段實施性施工組織設(shè)計；三、挖井基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫升控制方案施工現(xiàn)場搭設(shè)混凝土集中拌合

6、站?；炷涟韬险竟ぷ鳁l件應(yīng)滿足今冬明春負溫氣候條件施工要求。最低應(yīng)滿足氣候溫度-15oc以上的條件工作。拌合站應(yīng)確保砂石料保溫、拌合水加溫的暖棚或棚護條件。確?；炷翑嚢璩龉鄿囟炔坏陀?10oc要求。負溫氣候混凝土運輸罐車采用覆蓋保溫防寒措施。挖井基礎(chǔ)在正溫條件施工時，根據(jù)氣溫條件，可采用蓄水保護法，溫度稍低時采用覆蓋保溫法養(yǎng)護；在冬季負溫氣候條件下施工時，挖井基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護采用暖棚蓄熱養(yǎng)護法。在基礎(chǔ)上搭設(shè)防寒棚或保溫棚。主題思想是控制混凝土攪拌溫度及澆筑成型溫度，通過控制混凝土攪拌溫度達到保證混凝土結(jié)構(gòu)體與外界溫差不大于20oc。以達到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生收縮裂縫?？刂频闹饕胧┦牵簠⒓臃勖夯遥?/p>

7、低水化熱量；按規(guī)范參加片石，減少水化熱量；積極安排在低溫季節(jié)施工，控制混凝土入模溫度；在夏季高溫條件施工時，攪拌水加冰屑，降低混凝土出灌溫度；混凝土澆筑采取延緩混凝土的凝固硬化時間-拉長混凝土的水化熱峰值，混凝土緩凝時間按10小時設(shè)計施工配比。四、大體積混凝土溫升控制計算（一）、基礎(chǔ)參數(shù)1、挖井基礎(chǔ)（c35）混凝土配合比（kg/m3）水泥砂石子水礦渣粉粉煤灰外加劑p.o：42.5中砂5-16、16-25地下水s95f類高性能減水劑nos-as（標(biāo)準(zhǔn)型）2157631097160581174.48每立方混凝土質(zhì)量約2414kg。注：挖井基礎(chǔ)設(shè)計為c30混凝土，暫時沒有c配合比，暫按墩身的c35配

8、合比計算。（二）、混凝土水化熱熱工計算1、混凝土拌和物的溫度計算to（oc）： to =14.5（oc）上式中：ww、wc、ws、wg水、水泥、砂、石的用量（kg）； tw、tc、ts、tg水、水泥、砂、石的溫度（oc）。水溫度按地下水+10 oc計算，水泥溫度按+20 oc計算，砂、石子溫度平均按+15 oc計； ps、pg砂、石的含水率，砂含水5%，碎石含水1%； c1、c2水的比熱容（kj/kg.k）及溶解熱（kj/kg）。 當(dāng)骨料溫度0 oc時，c1=4.2，c2=0。按普通硅酸鹽水泥計算。2、混凝土拌和物的出罐溫度t1（oc）： t1=to-0.16（to-tb）=15.4（oc）

9、式中：tb攪拌機棚內(nèi)溫度+20oc。3、混凝土拌和物經(jīng)運輸至成型完成（入模）時的溫度t2（oc）： t2=t1-（at+0.032n）（t1-ta）=15.4（oc） 式中：t混凝土自運輸至澆筑入模的時間，大約45分鐘，則0.75小時； n混凝土轉(zhuǎn)運次數(shù)，1次到位； ta 運輸時的環(huán)境溫度，按+15oc計； 溫度損失系數(shù)（hm-1），本工程混凝土運輸罐車，取0.10。4、考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時的溫度t3（oc）：t3=(ccwct2+ctwttt+cgwgtg)/(ccwc+ctwt+cgwg)=15.4（oc）式中：cc、ct、cg混凝土、模板、鋼筋的比熱容（kj/kg.k

10、），cc=1.05，模板采用鋼模板取ct=cg=0.63； wc每立方米混凝土的質(zhì)量（kg）； wt、wg與每立方米混凝土相接觸的模板、鋼筋的質(zhì)量。估算配筋率和模板面積估算為wt=6.2kg，wg=169kg； tt、tg模板、鋼筋的溫度，溫度不低于+15oc。5、混凝土水化熱最終絕熱溫升值tmax (oc)：=43.0（oc）公式中：tmax混凝土的絕熱溫升值（oc）； mc每立方米混凝土水泥用量（kg/m3）；q每公斤水泥水化熱量（kj/kg），普通p.o42.5水泥461（kj/kg）?；炷恋馁|(zhì)量密度，取2400kg/m3；c混凝土的比熱，取0.96（kj/kgk）；6、混凝土澆筑后水

11、化熱開始至任一時刻齡期t（d）的核心溫度挖井基礎(chǔ)澆筑后任一齡期內(nèi)部中心溫度計算表齡期t（d）成型溫度t3溫降系數(shù)各齡期溫升tmax（oc）各齡期內(nèi)部溫度t（t）=to+tmax（oc）315.4（oc）0.74430.74=31.847.2615.4（oc）0.73430.73=31.446.8915.4（oc）0.72430.72=31.046.41215.4（oc）0.65430.65=28.043.41515.4（oc）0.55430.55=23.739.11815.4（oc）0.46430.46=19.835.22115.4（oc）0.37430.37=15.931.32415.4（o

12、c）0.30430.30=12.928.32715.4（oc）0.25430.25=10.826.23015.4（oc）0.24430.24=10.325.77、挖井基礎(chǔ)中心內(nèi)部混凝土溫度變化曲線圖2、挖井基礎(chǔ)中心混凝土溫度變化曲線從圖2中可以看出，本工程挖井基礎(chǔ)大體積混凝土安排在秋冬季節(jié)施工，對溫度控制較易控制，結(jié)構(gòu)核心最高溫度不超過+50oc，基礎(chǔ)不必采用冷卻管降溫。表面覆蓋保護，完全能夠使得結(jié)構(gòu)外表溫差控制在20oc以內(nèi)。當(dāng)環(huán)境氣溫高于+20oc，應(yīng)格外對砂石料、拌合水溫加以控制；再高的環(huán)境氣溫時可采用添加冰屑辦法降低混凝土出灌溫度。從圖2可知，混凝土的水化熱前10天水化熱溫度處于高峰期

13、，以后慢慢散熱降溫。第6天至第15天逐漸減緩，第15天水化熱溫度達到峰值，之后水化熱反應(yīng)速度開始減弱，溫度逐漸下降。因此，應(yīng)加強覆蓋保護，覆蓋時間一般不少于20天。五、大體積混凝土施工注意事項鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南【鐵建設(shè)2010241號】的相關(guān)要求：6.8.2 澆筑混凝土應(yīng)符合下列基本規(guī)定：1 在炎熱氣候條件下，混凝土入模時的溫度不宜超過30。應(yīng)避免模板和新澆混凝土受陽光直射，控制混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過40。宜安排在傍晚開始澆筑，不宜在早上澆筑以免氣溫升到最高時加劇混凝土內(nèi)部溫升。2 當(dāng)工地晝夜平均氣溫連續(xù)3d 低于5或最低氣溫低于-3時，應(yīng)按冬期施工辦理，

14、混凝土的入模溫度不應(yīng)低于5。3 新澆混凝土入模溫度與鄰接的己硬化混凝土或巖土、鋼筋、模板介質(zhì)間的溫差不得大于15。與新澆筑混凝土接觸的己硬化混凝土、巖土介質(zhì)、鋼筋和模板的溫度不得低于2。4 在相對濕度較小、風(fēng)速較大的環(huán)境條件下，可采取場地灑水、噴霧、擋風(fēng)等措施，或在此時避免澆筑有較大暴露面積的構(gòu)件。5 混凝土應(yīng)分層澆筑，分層厚度（指搗實后厚度）應(yīng)根據(jù)攪拌與運輸能力、澆筑速度、振搗能力和結(jié)構(gòu)特點等條件確定。泵送混凝土的最大攤鋪厚度不宜大于600mm，其它混凝土最大攤鋪厚度不宜大于400mm。在新澆筑完成的下層混凝土上再澆筑新混凝土?xí)r，應(yīng)在下層混凝土初凝前澆筑完成上層混凝土。上下層同時澆筑時，上層

15、與下層前后澆筑距離應(yīng)保持1.5m以上。在傾斜面上澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)從低處開始逐層擴展升高，保持水平分層。6 混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進行。當(dāng)因故間歇時，其間歇時間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時間。對不同混凝土的允許間歇時間應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、水泥性能、水膠比和外加劑類型等條件通過試驗確定。當(dāng)超過允許間歇時間時，應(yīng)按澆筑中斷處理，同時應(yīng)留置施工縫，并作出記錄。施工縫的平面應(yīng)與結(jié)構(gòu)的軸線相垂直。7 在澆筑混凝土過程中或澆筑完成時，如混凝土表面泌水較多，須在不擾動已澆筑混凝土的條件下，采取措施將水排除。繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)查明原因，采取措施，減少泌水。8 澆筑混凝土期間，應(yīng)設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件等的穩(wěn)固情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有松動、變形、移位時，應(yīng)及時處理。6.8.3 自高處向模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r，為防止混凝土離析所采取的措施應(yīng)符合下列規(guī)定：1 從高處直接傾卸時，混凝土自由傾落高度不宜超過2m，以不發(fā)生離析為度。2 當(dāng)傾落高度超過2m 時，應(yīng)采用串筒、溜管或振動溜管等輔助設(shè)施進行混凝土澆筑。3 串筒出料口距混凝土澆筑面的高度不宜超過1m。8.2.4 當(dāng)設(shè)計有要求時，可在混凝土中填放片石（包括經(jīng)破碎的大漂石）。填放片石應(yīng)符合下列規(guī)定：1 可埋放厚度不小于15cm 的石塊，埋放石塊的數(shù)量不宜超過混凝土結(jié)構(gòu)體積的20%。2 應(yīng)選用無裂紋、無水銹、無鐵銹、無夾層且未被燒過的、抗凍性能符合設(shè)