預(yù)制整孔簡支箱梁混凝土水化熱的監(jiān)控

1、.預(yù)制整孔簡支箱梁混凝土水化熱的監(jiān)控?橋梁?預(yù)制整孔簡支箱梁混凝土水化熱的監(jiān)控周兆春(北京中鐵房山橋梁有限公司,北京102400)摘要:京津城際軌道交通線總長90%以上為橋梁結(jié)構(gòu),其中以簡支箱粱為主要上部結(jié)構(gòu)形式,32nl整孔簡支箱梁預(yù)制數(shù)量占到全線預(yù)制箱粱總孔數(shù)的89%.32nl預(yù)制箱梁混凝土一次性灌筑體積較大,混凝土水化熱很大.主要介紹32nl整孔簡支箱梁預(yù)制過程中混凝土內(nèi)外溫度變化情況及混凝土內(nèi)外溫差控制措施.關(guān)鍵詞:預(yù)制箱梁;混凝土;水化熱;監(jiān)控中圍分類號:U444文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:10042954(2006)090048031概述京津城際軌道交通線是溝通北京,天津兩大城市的便捷

2、通道,全線長ll5.4km,設(shè)計時速350km/h.全線橋梁長度占線路總長達(dá)90%以上,上部結(jié)構(gòu)主要為預(yù)應(yīng)力混凝土雙線簡支箱梁.全線不同跨度簡支箱梁共制造2960孔,其中32m跨度簡支箱梁為主要形式,共計2643孔,約占簡支箱梁總孔數(shù)的89%.32m雙線簡支箱梁是第一次大規(guī)模地在新線建設(shè)中使用,收稿日期:20060627作者簡介:周兆春(1964一),男,高級工程師,1987年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院.工學(xué)學(xué)士.現(xiàn)場預(yù)制經(jīng)驗相對較少.32m箱梁混凝土體積較大,灌筑時間長,對預(yù)制過程中的水化熱溫度變化情況研究較少.以京津線32m雙線整孔簡支箱梁試驗梁為例,介紹整孔簡支箱梁預(yù)制過程中混凝土內(nèi)外溫度變化

3、情況及混凝土內(nèi)外溫差控制措施.2混凝土配比試驗梁混凝土粗骨料采用粒徑525mm的連續(xù)級配碎石,石粉含量0.47%,壓碎指標(biāo)5.9%,實測巖芯強度為170MPa(大于混凝土設(shè)計強度的2倍),砂漿棒膨脹率0.14%;細(xì)骨料采用河砂,細(xì)度模數(shù)2.6,含泥量0.9%,CI一含量0.003%,砂漿棒膨脹率0.17%;水泥采用P.042.5水泥,堿含量0.49%,Cl一含量0.01%;外加劑采用TY一6A復(fù)合型高效減水劑,減水率23%,堿含量6.15%,CI一含量0.12%;粉煤灰采用一級灰,堿含量1.04%,CI含量0.01%;拌和水為飲用水.試驗梁施工配合比(水泥:水煤灰):河砂:碎石:外加劑:水=(

4、1:0.334):1.453:2.404:0.221:0.025,每m混凝土中水泥用量為356kg,510mm碎石用量400kg,1025mm碎石用量742kg,砂用量701kg,粉煤灰用量119kg,外加劑用量11.875kg,拌表57號墩支點截面應(yīng)變測試結(jié)果e工況N8工況N9測點位置實測值校驗系數(shù)實測值校驗系數(shù)計算值計算值HZl2740.3O.67507O.1O.7lHz21622.1O.722634.6O.75HZ32O一29.3O.682740.7O.66Hz44259.2O.7l一5885.3O.68Hz55374.2O.7l一77一llOO.7OHz6223O.4O.72527O.

5、10.74Hz7lll6.2O.682434.6O.69HZ8一l4一l90.743O一40.70.74Hz92939.20.746285.30.73HZlO一3442.90.7975一llOO.68從以上表格中的數(shù)據(jù)可以看出,實測各測點實測值均小于計算值,校驗系數(shù)為0.440.70,說明結(jié)構(gòu)具有一定的應(yīng)力儲備;沿腹板高度分布的截面應(yīng)變基本呈線性分布,說明結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段.5結(jié)語淥水鐵路特大橋的實測撓度與應(yīng)變均小于有限元實體模型計算的理論值,實測的相對殘余撓度與應(yīng)變均較小,表明該橋靜力結(jié)構(gòu)性能各項指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計要求,橋梁豎向剛度具有較大的富余量,滿足運營要求,有良好的行車性能,完全可以交

6、付運營.參考文獻(xiàn):【1】鐵運函2oo4】120號文,鐵路橋梁檢定規(guī)范【S】.【2】韓洪遠(yuǎn),雷崇.某大跨預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋成橋試驗【J】.山西建筑,2004,30(13):2324.【3】吳立寰,馬凡祥.三洪奇大橋的靜動載試驗分析與評定【J】鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2004(5).【4】夏建中.蕪湖長江大橋成橋靜動載試驗【J】.中國鐵道科學(xué),2001,22(5):8184.【5】曹建安,陳政清.雙肢薄壁連續(xù)剛構(gòu)鐵路橋靜載的試驗研究【J】.長沙交通學(xué)院,1999,15(4):5053.【61李春躍.吳忠黃河大橋主橋荷載試驗及分析【J1.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2004,(1).48鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計RAILWAYS

7、TANDARDDESIGN2000(9)周兆春一預(yù)制整孔簡支箱梁混凝土水化熱的監(jiān)控和水用量105kg,總堿含量為2.59kg,總CI一含量0.016%,混凝土和易性良好.3箱梁混凝土水化熱監(jiān)測試驗梁混凝土用量較大,灌筑共計用時7.5h.靜停12.5h后開始進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù),持續(xù)時間為28.5h.試驗利用預(yù)埋在混凝土箱梁跨中及端部的26個溫度傳感器,對梁體灌筑后混凝土水化熱溫度隨時間變化情況進(jìn)行了測試.水化熱溫度測試從混凝土攪拌開始,共持續(xù)了約170h.試驗梁水化熱溫度測點布置見圖1.跨中截面l340I嬰!墊!端部截面(距梁端50cm)圈1試驗梁內(nèi)埋溫度點布置(單位:cm)根據(jù)梁體混凝土水化熱產(chǎn)生的

8、溫度隨時間變化的測試結(jié)果,混凝土水化熱溫度在混凝土攪拌后49.5h左右達(dá)到最高值,最先出現(xiàn)在梁端腹板上部變截面處(T16處).攪拌51.5h后,梁體跨中截面相應(yīng)位置(T1處)的水化熱溫度也達(dá)到48.5的最高值.水化熱最高溫度值都是在蒸養(yǎng)結(jié)束后才出現(xiàn).箱梁底板混凝土水化熱溫度相對較低,高溫持續(xù)時間相對較短;腹板和頂板混凝土水化熱溫度相對較高,高溫持續(xù)時間相對較長.試驗梁跨中截面各測點水化熱溫度最高值時問,ll圈2跨中腹板變截面處點的溫度變化曲線鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計RAILWAYSTANDARDDESIGN2000(9)?橋梁?見表1.梁端截面各測點水化熱溫度最高值見表2.表1跨中截面點水化熱溫度最高值測

9、點最高溫度/C距攪拌時間/h時間T148.551.52o0641413:00T244.545.520o64147:00T345.346.520o64148:00T448.25220o64一l413:30T544.145.520064147:00T644.951.52006414l3:00T745301'845.44720064149:301,940.646.520o64一l48:00TlO41.74620064147:30Tll42.24720o64一l48:30Tl242.34620o64一l47:30表2端部截面點水化熱溫度最高值測點最高溫度/C距攪拌時間

10、/h時問Tl443.04620064147:30Tl54530Tl648.549.520064一l4ll:00Tl744.445.52o064147:00Tl846.9442o064145:30Tl944.4452o064146:30T2O44.9452o064146:301'2l47.8472o064148:30T2245.645.520o64147:00T2342.74820o64一l49:30T2441.645.520o64147:00T2540.848.52o064一l410:00T2643.O542o06414l5:30試驗實測結(jié)果表明:由于跨中截面

11、頂板,腹板和底板厚度均較小,箱梁頂板,腹板和底板表面測點與相應(yīng)芯部測點溫度變化規(guī)律基本一致.梁端端部截面腹板厚度較大,混凝土內(nèi)外表面和芯部的溫度變化差別較大.箱梁對稱位置的水化熱溫度變化規(guī)律也基本一致.蒸養(yǎng)結(jié)束后,大部分內(nèi)埋測點的水化熱溫度開始下降.受橋面澆水養(yǎng)護(hù)的影響,頂板表面及芯部的溫度下降速度相對較快;梁體腹板上部變截面區(qū)域的水化熱溫度下降速度相對較緩慢.梁體端部西側(cè)腹板外表面(T17)與芯部(T18)溫差出現(xiàn)最大值16.4,發(fā)生在拆模之前.其他區(qū)域,在整個測試時間內(nèi),梁體混凝土芯部與表層溫差均在15之內(nèi).拆除箱梁內(nèi)模時,梁體混凝土芯部與表層,表層與環(huán)境溫差均小于15.停止蒸養(yǎng)3晝夜后,

12、梁體溫度與環(huán)境溫度大體一致.試驗梁內(nèi)埋各測點的水化熱溫度變化曲線見圖2一圖9,時間從混凝土加水?dāng)嚢钑r刻開始.圈3跨中頂板內(nèi)點的溫度變化曲線49?橋粱?商贈周兆春一預(yù)制整孔簡支箱梁混凝土水化熱的監(jiān)控拆除三24487296120144168192時問,h跨中腹板內(nèi)測點的溫度變化曲線圖6端部腹板變截面處測點的溫度變化曲線毯贈時間,lI圖8端部腹板內(nèi)測點的溫度變化曲線4箱梁混凝土內(nèi)外溫差的控制箱梁混凝土內(nèi)外溫差的控制主要是采用蒸汽養(yǎng)護(hù)來實施的.梁體混凝土灌注完成后用帆布搭成大棚,在棚內(nèi)通蒸汽,在梁體周圍形成一個小的溫度控制環(huán)境,根據(jù)實測的梁體混凝土內(nèi)外溫度,調(diào)節(jié)蒸汽供給量,以控制梁體周圍小環(huán)境的溫度,

13、使梁體混凝土內(nèi)外溫度差值控制一個在規(guī)范要求的范圍內(nèi).箱梁蒸汽養(yǎng)護(hù)共持續(xù)28.5h,通過蒸養(yǎng)棚內(nèi)布置的7個溫度測點對試驗梁蒸汽養(yǎng)護(hù)全過程進(jìn)行了監(jiān)測.蒸養(yǎng)棚升溫階段持續(xù)了9h,恒溫階段持續(xù)了l6.5h,降溫階段持續(xù)了3h.蒸養(yǎng)棚升溫階段,梁端區(qū)域升溫速度大于跨中區(qū)域,頂板區(qū)域升溫速度大于底板區(qū)域,箱梁內(nèi)部升溫速度較外部緩慢.梁端底板附近棚溫升溫速度約為3.383.41/h.跨中底板附近棚溫升溫速度約為3.22/h;梁端頂板附近棚溫升溫速度約為3.614.08/h,跨中頂板附近棚溫升溫速度約為3.26/h;跨中箱梁內(nèi)部升溫速度約為1.91/h.恒溫養(yǎng)護(hù)階段,箱梁頂板附近蒸汽溫度大于底板附近溫度;箱梁

14、內(nèi)部溫度變化幅度較小.箱梁頂板附近蒸汽溫度變化范圍為32.346.2;箱梁底板附近蒸汽溫度變化范圍為28.343.7;跨中箱梁內(nèi)部蒸毯贈圖5寇贈蒸養(yǎng)開始l24487296120144168l92時聞,lI跨中底板內(nèi)測點的溫度變化曲線圖7端部頂板內(nèi)測點的溫度變化曲線毯贈時l可,lI圖9端部底板內(nèi)測點的溫度變化曲線汽溫度變化范圍為39.747.3.降溫階段,梁端底板附近棚溫降溫速度約為3.705.03/h,跨中底板附近棚溫降溫速度約為4.30/h;梁端頂板附近棚溫降溫速度約為4.004.70/h,跨中頂板附近棚溫降溫速度約為5.0/h;跨中箱梁內(nèi)部降溫速度約為2.97/h.5結(jié)語試驗實測結(jié)果表明:通過蒸汽養(yǎng)護(hù)時棚內(nèi)溫度變化的控制,從而對因梁體混凝土水化熱產(chǎn)生的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差是可以控制的,關(guān)鍵是養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)環(huán)境溫度的控制,在梁體混凝土灌注后蒸汽養(yǎng)護(hù)的升溫,恒溫,降溫,敞棚及拆模各個階段,使環(huán)境溫度與混凝土水化熱產(chǎn)生的混凝土內(nèi)外溫度相適應(yīng).本試驗梁在梁體混凝土灌注,蒸汽養(yǎng)護(hù)階段,敞棚及拆模的各個階段.混凝土內(nèi)外溫差除個