林邦特大橋大體積砼施工計(jì)算書(shū)

1、改建鐵路南平至龍巖線(xiàn)擴(kuò)能改造工程N(yùn)LZQ8標(biāo) 林邦特大橋大體積砼施工計(jì)算書(shū) 目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc7272 林邦特大橋大體積砼施工計(jì)算書(shū) 林邦特大橋大體積砼施工計(jì)算書(shū)第一章、編制依據(jù)根據(jù)林邦特大橋地質(zhì)情況和工程設(shè)計(jì)施工圖，參考相關(guān)國(guó)家及原鐵道部現(xiàn)行施工規(guī)范、工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)規(guī)程、安全規(guī)程，批準(zhǔn)實(shí)施的施工組織設(shè)計(jì)，相應(yīng)的法律和法規(guī)以及福建福平鐵路有限責(zé)任公司施工組織編制管理辦法相關(guān)規(guī)定下發(fā)的各類(lèi)管理文件。鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南 鐵建設(shè)2010241號(hào)鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) TB10424-2010高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南

2、鐵建設(shè)2010241號(hào)高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) TB10572-2010鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程 TB10302-2009號(hào)大體積混凝土施工規(guī)范 GB50496-2009 建筑施工計(jì)算手冊(cè) 根據(jù)鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南要求，大體積混凝土主要指混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中水泥水化引起的溫度變化和收縮導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。林邦特大橋所施工的承臺(tái)高度與墩臺(tái)身厚度尺寸均大于等于2m，故現(xiàn)場(chǎng)承臺(tái)、墩臺(tái)身混凝土施工均按大體積混凝土施工規(guī)范要求施工。第二章、工程概況林邦特大橋中心樁號(hào)為GTSDK002+467.965m,橋梁全長(zhǎng)618.43m，上部結(jié)構(gòu)為(16-

3、32m+2-24m+1-32m)雙線(xiàn)簡(jiǎn)支T梁，下部結(jié)構(gòu)為實(shí)心圓端墩式墩柱，T型橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。10.29.72m承臺(tái)，1個(gè)，單個(gè)砼數(shù)量197.88m3；10.25.62承臺(tái)13個(gè)，單個(gè)C30砼數(shù)量,114.24m3；10.262承臺(tái)，5個(gè)，單個(gè)C30砼數(shù)量122.4m3；9.79.72承臺(tái)1個(gè)，單個(gè)C30砼數(shù)量188.18m3。最大墩身高度15m，C35砼數(shù)量257.7m3。第三章、墩身模板及腳手架驗(yàn)算3.1、墩身腳手架驗(yàn)算3.1.1、腳手架計(jì)算參數(shù) 1、腳手架參數(shù)（1）、雙排腳手架搭設(shè)最大高度為 15.0 米，立桿采用單立管；（2）、搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.50米，立桿的橫距為1

4、.05米，大小橫桿的步距為1.80 米；（3）、內(nèi)排架距離墻長(zhǎng)度為0.60米；（4）、大橫桿在上，搭接在小橫桿上的大橫桿根數(shù)為 2 根；（5）、腳手架沿墻縱向長(zhǎng)度為 10 米；（6）、采用的鋼管類(lèi)型為483.5； （7）、橫桿與立桿連接方式為雙扣件；取扣件抗滑承載力系數(shù)為 0.80。2、活荷載參數(shù)施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3.0 kN/m2；腳手架用途：結(jié)構(gòu)腳手架；同時(shí)施工層數(shù)：2 層。3、風(fēng)荷載參數(shù)（1）、本工程地處福建龍巖市，基本風(fēng)壓取0.3 kN/m2；（2）、風(fēng)荷載高度變化系數(shù)z為0.84，風(fēng)荷載體型系數(shù)s為0.65，腳手架計(jì)算中考慮風(fēng)荷載作用。4、靜荷載參數(shù)（1）、每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重

5、標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：0.1248；（2）、腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：0.350；（3）、欄桿擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：0.110；（4）、安全設(shè)施與安全網(wǎng)(kN/m2)：0.005；（5）、腳手板鋪設(shè)層數(shù)：4；（6）、腳手板類(lèi)別：竹串片腳手板；（7）、欄桿擋板類(lèi)別：欄桿；（8）、每米腳手架鋼管自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)：0.038。3.1.2、大橫桿的計(jì)算1、均布荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1=0.038 kN/m ；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3501.050/(2+1)=0.123 kN/m ；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： Q=3.0001.050/(2+1)=1.050 kN/m；靜

6、荷載的設(shè)計(jì)值：q1=1.20.038+1.50.123=0.23kN/m；活荷載的設(shè)計(jì)值： q2=1.41.050=1.470 kN/m； 圖3.1.2-1 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(跨中最大彎矩和跨中最大撓度) 圖3.1.2-2 大橫桿設(shè)計(jì)荷載組合簡(jiǎn)圖(支座最大彎矩)2、強(qiáng)度驗(yàn)算跨中和支座最大彎距分別按圖3.1-1、圖3.1-2組合?？缰凶畲髲澗嘤?jì)算公式如下： 跨中最大彎距為M1max=0.080.231.5002+0.101.4701.5002 =0.372kN.m；支座最大彎距計(jì)算公式如下： 支座最大彎距為 M2max= -0.100.231.5002-0.1171.4701.5002 =

7、-0.439 kN.m；選擇支座彎矩和跨中彎矩的最大值進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算：=Max(0.372106,0.439106)/5080.0=86.417 N/mm2；大橫桿的最大彎曲應(yīng)力為 = 86.417 N/mm2 小于大橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=205.0 N/mm2，滿(mǎn)足要求！3、撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的撓度。計(jì)算公式如下： 其中： 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q1= P1+P2=0.038+0.123=0.161 kN/m； 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值: q2= Q =1.050 kN/m；最大撓度計(jì)算值為：V= 0.6770.1611500.04/(1002.06105121900.0)+0.9

8、901.0501500.04/(1002.06105121900.0) = 2.314mm；大橫桿的最大撓度 2.314 mm 小于大橫桿的最大容許撓度 1500.0/150 mm，滿(mǎn)足要求！3.1.3、小橫桿的計(jì)算根據(jù)JGJ130-2001第5.2.4條規(guī)定，小橫桿按照簡(jiǎn)支梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度計(jì)算，大橫桿在小橫桿的上面。用大橫桿支座的最大反力計(jì)算值作為小橫桿集中荷載，在最不利荷載布置下計(jì)算小橫桿的最大彎矩和變形。1、荷載值計(jì)算大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：p1= 0.0381.500 = 0.058kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2=0.3501.0501.500/(2+1)=0.184kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q

9、=3.0001.0501.500/(2+1) =1.575kN；集中荷載的設(shè)計(jì)值: P=1.5(0.046+0.147)+1.41.26 =2.054 kN； 圖3.1-3 小橫桿計(jì)算簡(jiǎn)圖2、強(qiáng)度驗(yàn)算最大彎矩考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配的彎矩和均布荷載最大彎矩計(jì)算公式如下： Mqmax = 1.50.0381.0502/8 = 0.008 kN.m；集中荷載最大彎矩計(jì)算公式如下： Mpmax = 2.0541.050/3 =0.719 kN.m ；最大彎矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.727 kN.m；最大應(yīng)力計(jì)算值 = M / W = 0.7271

10、06/5080.000=143.11N/mm2 ；小橫桿的最大應(yīng)力計(jì)算值 =143.11N/mm2小于小橫桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205.000N/mm2，滿(mǎn)足要求！3、撓度驗(yàn)算最大撓度考慮為小橫桿自重均布荷載與大橫桿傳遞荷載的設(shè)計(jì)值最不利分配的撓度和小橫桿自重均布荷載引起的最大撓度計(jì)算公式如下： Vqmax=50.0381050.04/(3842.060105121900.000) = 0.024 mm ；大橫桿傳遞荷載 P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.184+1.575 = 1.816 kN；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值最不利分配引起的最大撓度計(jì)算公式如下: Vpmax = 1816.35

11、01050.0(31050.02-41050.02/9 ) /(722.060105121900.0) = 2.972 mm；最大撓度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.024+2.972 = 2.996 mm；小橫桿的最大撓度和2.996 mm小于小橫桿的最大容許撓度 1050.000/150=7.000與10 mm，滿(mǎn)足要求！3.1.4、扣件抗滑力的計(jì)算按照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范培訓(xùn)講座劉群主編，P96頁(yè)，雙扣件承載力設(shè)計(jì)值取16.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)雙扣件承載力取值為12.80kN 。縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑

12、承載力按照下式計(jì)算(規(guī)范5.2.5)： R Rc 其中 Rc - 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值，取12.80 kN；R - 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值；大橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P1 = 0.0381.5002/2=0.057kN；小橫桿的自重標(biāo)準(zhǔn)值：P2 = 0.0381.050=0.040 kN；腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值： P3 = 0.3501.0501.500/2=0.221 kN；活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q = 3.0001.0501.500/2 =2.36 kN；荷載的設(shè)計(jì)值：R=1.5(0.040+0.276)+1.42.363=3.782 kN；R 12.80 kN,所以雙扣件抗滑承載力的設(shè)

13、計(jì)計(jì)算滿(mǎn)足要求! 3.1.5、腳手架立桿荷載計(jì)算作用于腳手架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容： 1、每米立桿承受的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN)，為0.1248。 NG1 = 0.1248+(1.502/2+1.502)0.038/1.8015.00 = 3.3；2、腳手板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；采用竹串片腳手板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35。 NG2= 0.35041.500(1.050+0.3)/2 = 1.418 kN；3、欄桿與擋腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)；采用欄桿、沖壓鋼腳手板擋板，標(biāo)準(zhǔn)值為0.11。 NG3 = 0.11041.500/2 = 0.33 kN；4、吊掛的

14、安全設(shè)施荷載，包括安全網(wǎng)(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.50022.000 = 0.165 kN；經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 =5.213kN；活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和，內(nèi)、外立桿按一縱距內(nèi)施工荷載總和的1/2取值。經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ= 3.0001.0501.5002/2 = 4.725kN；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照以下公式計(jì)算 其中 Wo - 基本風(fēng)壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)的規(guī)定采用： Wo = 0.30 kN/m2； Uz - 風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(

15、GB50009-2001)的規(guī)定采用： Uz= 0.840 ； Us - 風(fēng)荷載體型系數(shù)：取值為0.649；經(jīng)計(jì)算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk = 0.7 0.300.8400.649 = 0.114 kN/m2；不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.25.213+ 1.44.725= 12.871kN；考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值為 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.25.213+ 0.851.44.725= 11.878 kN；風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩 MW 為 Mw = 0.85 1.4WkLah2/10 =0.8501

16、.40.1141.5001.8002/10 = 0.066kN.m.3.1.6、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算:不組合風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值 ：N =12.871kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表5.3.3得 ：k = 1.155 ；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.500 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ，由公式 lo = kh 確定 ：l0 = 3.119 m；長(zhǎng)細(xì)比 Lo/i = 197.000 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的計(jì)算結(jié)果查表得到 ：

17、= 0.186 ；立桿凈截面面積 ： A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205.000 N/mm2； = 12871.000/(0.186489.000)=141.511N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 = 141.511N/mm2 小于 立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205.000 N/mm2，滿(mǎn)足要求！考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式 立桿的軸心壓力設(shè)計(jì)值 ：N =11.878 kN；計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑 ：i = 1.58 cm；計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表5.3.3得 ： k =

18、1.155 ；計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)參照建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范表5.3.3得 ： = 1.500 ；計(jì)算長(zhǎng)度 ，由公式 l0 = kh 確定：l0 = 3.119 m；長(zhǎng)細(xì)比： L0/i = 197.000 ；軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)比 lo/i 的結(jié)果查表得到 ：= 0.186立桿凈截面面積 ：A = 4.89 cm2；立桿凈截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3；鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：f =205.000 N/mm2； =11878/(0.186489.000)+66.000/5080.000 = 130.606N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算 =130.606 N/mm2

19、 小于立桿的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f = 205.000 N/mm2，滿(mǎn)足要求！3.2、墩身模板驗(yàn)算3.2.1、模板設(shè)計(jì)構(gòu)件規(guī)格及布置模板面板為6mm厚鋼板，豎肋為10#鋼，水平間距為300350mm，小橫肋為6mm厚鋼板，高80mm，豎向間距500mm， 背帶采用228a，最大間距為1000mm，采用25精軋螺紋鋼對(duì)拉螺栓，水平間距最大為1000mm。3.2.2、荷載分析1、載荷：砼的澆注速度為V=2m/h，澆注溫度T=15，則初凝時(shí)間為t0=200/（T+15）=7h，砼的密度rc=24.5KN/m3。最大側(cè)壓力P1=0.22rc t012V1/2=0.22*24.5*7*1*1.15*21/2

20、=61.36KN/側(cè)壓力取P=61.36 KN/震動(dòng)產(chǎn)生的側(cè)壓力P振=4 KN/組合載荷：P=61.36*1.2*0.85+1.4*4*0.85=67.35 KN/取掉震動(dòng)P=61.36*1.2*0.85=62.59 KN/均布載荷q=67.35*1=67.35KN/m q=62.59*1=62.59KN/m檢算標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度要求滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范；結(jié)構(gòu)表面外露的模板，撓度為模板結(jié)構(gòu)跨度的1/1000；鋼模板面板的變形為1.5mm；鋼面板的鋼楞、主梁的變形為5.0mm。3.2.3、墩身模板剛度分析1、面板的校核：取1mm寬面板，A=6 mm2，W=6 mm3，I=18 mm4，q=67000/100

21、0/1000=0.067N/mm。（1）、強(qiáng)度計(jì)算 Mmax=kmoxqly2=0.081*0.067*3502=665N*Mmax =Mmax/xWx=665/1*6=111N*mm2215N*mm2面板的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求（2）、撓度計(jì)算按最不利情況平模板寬度取3850，邊框豎肋位置0，350，700，1050，1400，1750，2100，2450，2800，3150，3500，3850。利用MSteel結(jié)構(gòu)工具箱得出第1、11單元有最大變形位移1.78mm。第一和第十豎肋有最大支反力=26.7N。面板的剛度滿(mǎn)足要求。2、豎肋的校核：豎肋用10，支撐間距最大為1000，其I=198.3*10-

22、8m4，W=39.7*10-6m3彎矩M=3148N.m彎曲應(yīng)力=M/W= =80MPa205 MPa撓度=0.8mm1000/500=2.0mm豎肋的強(qiáng)度和剛度滿(mǎn)足要求。圍帶的強(qiáng)度校核：圍帶采用2-28a28a的截面積S=4002mm2，I=4753*10-8 m4，W=340*10-6m3q=67.5*1.0=67.5N/mm彎矩M=52734N.m彎曲應(yīng)力=M/W=78MPa205 MPa撓度=0.0018m=1.8mm2橫帶的強(qiáng)度、剛度均滿(mǎn)足要求組合變形：1.1+0.8+1.8=3.7mm，滿(mǎn)足要求3、連接螺栓的校核：模板用M20標(biāo)準(zhǔn)件連接（1）、橫法蘭部位 =PA=67*0.50.3

23、=10KNM20螺栓截面面積A=245mm2主要受剪: =x/=10103/245=41N/ mm2=125 N/mm2故滿(mǎn)足要求。(2)、圓端與直段連接部位拉力值x67.351.02.0=423KN.M20螺栓截面面積A=245mm2主要受拉:=x /=423103/216245=54N/mm2=215N/mm2,滿(mǎn)足要求。4、對(duì)拉螺桿校核對(duì)拉螺栓采用精軋螺紋鋼25，截面面積491mm2x67.351.02.02=191KN.=x /=191103/491=389N/mm2=785N/mm2,遠(yuǎn)滿(mǎn)足要求。4.3、承臺(tái)模板驗(yàn)算4.3.1、方案綜述承臺(tái)橋墩均采用大塊鋼模板施工，橋墩下部10.29

24、.72m采用組合鋼模板。模板采用分塊吊裝組拼就位的方法施工。根據(jù)模板重量選擇合適的起吊設(shè)備立模、拆模。4.3.2、結(jié)構(gòu)計(jì)算1、荷載計(jì)算混凝土側(cè)壓力根據(jù)公式： P=0.22計(jì)算：P=0.2224511.152=43kpa2、面板計(jì)算面板采用6mm厚鋼板，10 豎帶間距0.3m，14 橫帶間距0.5m，取1m板寬按三跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。豎肋間距30cm。3、荷載計(jì)算q=43143 有效壓頭高度：h=1.8m4、材料力學(xué)性能參數(shù)及指標(biāo) =bh=100066000 EI=2.11.8=3.78 EA=2.16=1.265、力學(xué)模型（單位：m）6、結(jié)構(gòu)計(jì)算利用MSteel結(jié)構(gòu)工具箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。Mmax=

25、0.39 Qmax=7.84a、強(qiáng)度計(jì)算=35Mpa=215Mpa，合格。=1.30Mpa=125Mpa，合格。b、剛度計(jì)算f=0.65mml/4000.75mm，合格。4.3.3、豎肋計(jì)算豎肋采用10槽鋼，間距30cm，橫肋采用14槽鋼，間距100cm。1、荷載計(jì)算按最大荷載計(jì)算：。2、材料力學(xué)性能參數(shù)及指標(biāo)I=1.98 W=3.96 A=1274 EI=2.11.98=4.15 EA=2.11.274=2.673、力學(xué)模型4、結(jié)構(gòu)計(jì)算利用MSteel結(jié)構(gòu)工具箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。M=1.3kNm Qmax=7.81kN a、強(qiáng)度計(jì)算 =32.8Mpa=215Mpa，合格。 =6.13Mpa=12

26、5Mpa，合格。b、剛度檢算f=0.22mml/4002.5mm，合格。最大支反力R=14.1kN。4.3.4、橫肋計(jì)算橫肋采用214a工字鋼，拉桿間距150cm。1、荷載計(jì)算將豎肋槽鋼支反力作為集中荷載計(jì)算，P7.1kN。2、材料力學(xué)性能參數(shù)及指標(biāo)I=25.63=1.12W=28.05=1.61=bh=218513702EI=2.11.12=2.35EA=2.13.702=7.773、力學(xué)模型4、結(jié)構(gòu)計(jì)算利用MSteel結(jié)構(gòu)工具箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。M=5.19kNm Qmax=17.91kN 強(qiáng)度計(jì)算，合格。，合格。剛度計(jì)算，合格。最大支反力：R46.6kN。4.3.5、拉桿計(jì)算拉桿采用20圓鋼

27、，按最大拉力計(jì)算（即4.4節(jié)中最大支反力）。，合格。第四章、混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力計(jì)算為便于以下溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力的計(jì)算，以C35墩臺(tái)身施工配比為例計(jì)算。墩臺(tái)身C35混凝土的配合比為：P.O425水泥307kg，粉煤灰119kg，砂723 kg，碎石1085kg，水166kg， 減水劑4.26kg 。設(shè)定大氣溫度為20，混凝土入模溫度為25，混凝土的尺寸厚度為按3.6m。4.1、混凝土絕熱溫升值計(jì)算式中: T（t）-在t齡期時(shí)混凝土的絕熱溫升()；Q每千克膠凝材料水化熱量（J/kg），按鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南得，其計(jì)算方式為Q=(k1+k2-1)Q0 ，Q0每千克水泥水化熱量，k1，

28、k2為粉煤灰、礦粉摻量的調(diào)整系數(shù)，分別取0.96，1；W每立方米混凝土的膠凝材料用量（kg/m），據(jù)配合比得W=426 kg/m； C-混凝土比熱，一般為0.921.0kj（kg），建筑施工計(jì)算手冊(cè)提示一般取0.96 kj（kg）；混凝土的質(zhì)量密度，根據(jù)配合比得=2404.26kg/m；m與水泥品種、澆筑溫度有關(guān)的系數(shù)，0.30.5d-1，取夏季施工溫度25時(shí)，據(jù)建筑施工計(jì)算手冊(cè)表查得m=0.384；t混凝土的齡期（d），；e常數(shù)，為2.718；經(jīng)計(jì)算得混凝土在1d，3d，7d，14d的絕熱溫升為（見(jiàn)表4.1-1）：表4.1-1 混凝土各齡期的絕熱溫升值()齡期(t)1d3d7d14d28d絕

29、熱升溫值21.301 45.692 62.25766.49266.801 4.2、各齡期混凝土收縮值的當(dāng)量溫差值計(jì)算各齡期混凝土收縮變形值式中 y(t) 齡期為t時(shí)混凝土的收縮引起的相對(duì)值；0y 在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)狀態(tài)下混凝土最終收縮的相對(duì)值，取4.010-4；M1M2M3M11考慮各種非標(biāo)準(zhǔn)條件的修正系數(shù)，按鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南P135頁(yè)，表D.2.1查得。M1=1.0；M2=1.13；M3=1.0；M4=1.2；M5=1.0（t=1d），M5=1.11（t=1d），M5=1.09（t=3d），M5=1（t=7d），M5=0.93（t=14d）；M6=1.1（環(huán)境相對(duì)濕度取40%）；M7=0.

30、54；M8=1.0；M9=1.3；M10=0.85；M11=1.005；各齡期混凝土收縮變形值時(shí)的當(dāng)量溫差()：式中 Ty(t) 各齡期（d）混凝土收縮當(dāng)量溫差（）； 混凝土的線(xiàn)膨系數(shù)，取1.010-5。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.2-1：表4.2-1 混凝土各齡期的混凝土收縮值及當(dāng)量溫差()齡期(t)1d3d7d14d28d收縮變形值3.510-61.1510-52.4210-54.3510-58.1310-5收縮當(dāng)量溫差0.35 1.15 2.424.35 8.134.3、各齡期混凝土彈性模量值計(jì)算各齡期混凝土彈性模量計(jì)算式中 E(t) 混凝土齡期為t時(shí)，混凝土的彈性模量（N/mm2）；E0 混凝

31、土的最終彈性模量（N/mm2），一般近似取標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28d的彈性模量，按鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南P136頁(yè)，表D.3.1-1查得，C35混凝土28d的E0 =3.15104；摻合料修正系數(shù)，該系數(shù)取值應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，在施工準(zhǔn)備階段和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可參考下述方法計(jì)算=12；其中1粉煤灰摻量對(duì)應(yīng)系數(shù)，2礦粉摻量對(duì)應(yīng)系數(shù)，按鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南P137頁(yè)，表D.3.1-2查得1=0.99，查得2=1.01；系數(shù)，應(yīng)根據(jù)所用混凝土試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可近似地取=0.09。 具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.3-1：表4.3-1 各齡期混凝土的彈性模量（N/mm2）齡期(t)1d3d7d14

32、d28d彈性模量值2.681037.281031.231042.231042.871044.4、混凝土的溫度收縮應(yīng)力值計(jì)算式中 混凝土的溫度（包括收縮）應(yīng)力（N/mm2）；T 混凝土的最大綜合溫差（），其計(jì)算方法為：T0 混凝土的入模溫度（），現(xiàn)取T0 =25；Th 混凝土澆注后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的溫度（）,一般根據(jù)歷年氣象資料取當(dāng)年平均氣溫（），現(xiàn)取Th =20；T(t) 澆筑完t時(shí)間后的混凝土的絕熱溫升值（）,具體值見(jiàn)表3.4.1-1；Ty(t) 混凝土的收縮當(dāng)量溫差（）,具體結(jié)果見(jiàn)表3.4.2-1；R(t) 混凝土的外約束系數(shù)，,其中 ；H-為混凝土澆筑體的厚度，該厚度為塊體實(shí)際厚度與保溫層換算

33、混凝土虛擬厚度的和（mm）；L-砼澆注體的長(zhǎng)度（mm）;Cx外約束介質(zhì)的水平剛度（N/mm3），根據(jù)鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南，Cx =1.25；E(t) 混凝土齡期為t時(shí)，混凝土的彈性模量（N/mm2）, 具體結(jié)果見(jiàn)見(jiàn)表3.4.3-1；cosh雙曲余弦函數(shù)，據(jù)建筑施工計(jì)算手冊(cè)附表查得；S(t) 考慮徐變影響的松弛系數(shù)，取S (t =1)=0.611，S (t =3)=0.570，S (t =7)=0.502，S (t =14)=0.420，S (t =28)=0.336； 混凝土的線(xiàn)膨脹系數(shù)，為1.010-5； 混凝土的泊松比，取=0.15。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.4-1：表4.4-1 各齡期混

34、凝土的溫度收縮應(yīng)力值（N/mm2）齡期(t)1d3d7d14d28d最大綜合溫差19.55136.611 48.92553.67856.664 外約束系數(shù)0.716 0.431 0.267 0.189 0.152 溫度收縮應(yīng)力值0.269 0.7810.95 1.12 1.014.5、混凝土抗拉強(qiáng)度值及控制溫度裂縫的條件計(jì)算混凝土抗拉強(qiáng)度計(jì)算：ftk（t）-混凝土齡期為t時(shí)的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）；ftk混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2），C35為2.20；系數(shù)，近似取0.3。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.5-1:表4.5-1 各齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度值（N/mm2）齡期(t)1d3d7d14d2

35、8d抗拉強(qiáng)度值0.571.3061.931 2.167 2.2控制溫度裂縫條件：K-防裂安全系數(shù)，取1.15；摻合料對(duì)混凝土抗拉強(qiáng)度的影響系數(shù)，取=12，根據(jù)鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南，1、2分別取1.097，1.015，；具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.4.5-2:表4.5-2 各齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度值及溫度應(yīng)力值（N/mm2）齡期(t)1d3d7d14d28d抗拉強(qiáng)度值0.571.3061.931 2.167 2.2ftk(t）/K0.551 1.264 1.869 2.098 2.13 溫度應(yīng)力值0.269 0.7810.95 1.12 1.01由表4.5-2得，混凝土在各齡期時(shí)均滿(mǎn)足即滿(mǎn)足抗裂條件

36、的要求，所以在常溫下，自然養(yǎng)護(hù)不會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部開(kāi)裂。由以上計(jì)算可知，墩身混凝土內(nèi)外溫差最大為48.9，超過(guò)我國(guó)鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范（TB10210-2001）中關(guān)于大體積混凝土溫度內(nèi)外溫差為25的規(guī)定。若需降低混凝土的內(nèi)外溫差，在混凝土中埋設(shè)冷卻管是一種行之有效的方法。4.6、冷卻管的布置及混凝土的降溫計(jì)算C35墩身混凝土的配合比為0.54，在計(jì)算中均采用C35混凝土參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。并以此進(jìn)行布置冷卻管。（1)水的特性參數(shù)：水的比熱：c水=4.2103J/Kg;水的密度水=1.0103Kg/m3;冷卻管直徑：D=3cm(2)墩身混凝土冷卻管的布置形式見(jiàn)附圖。(3)最大墩身混凝土體積（除

37、去冷卻管及鋼筋） V=250m3(4)墩身混凝土由于冷卻管的作用的降溫計(jì)算T= 式中： QUOTE 冷卻管中水的流量t冷卻管通水時(shí)間 QUOTE 水的密度T水進(jìn)出水口的溫差C水水的比熱V砼混凝土的體積砼混凝土的密度c砼混凝土的比熱（5）3d齡期 冷卻管通水時(shí)間：持續(xù)通水（按t=1d計(jì)算），假設(shè)出水管和進(jìn)水管的溫差：T=5則要滿(mǎn)足混凝土內(nèi)外溫差小于25則水的流量Q水滿(mǎn)足以下：T= QUOTE =273.438Q水（6）7d齡期 冷卻管通水時(shí)間：持續(xù)通水（按t=2d計(jì)算），假設(shè)出水管和進(jìn)水管的溫差：T=5則要滿(mǎn)足混凝土內(nèi)外溫差小于25則水的流量Q水滿(mǎn)足以下：T= QUOTE =1750Q水4.6.

38、5預(yù)埋冷卻管后各齡期墩身混凝土內(nèi)外溫差值：（1）3d齡期T=36.61-1570Q水/2 0.015 即要滿(mǎn)足混凝土內(nèi)外溫差小于25，每小時(shí)的水流量應(yīng)大于0.015立方米（2）7d齡期T=48.925-1750Q水/2 0.027m3 即要滿(mǎn)足混凝土內(nèi)外溫差小于25，每小時(shí)的水流量應(yīng)大于0.027立方米。注意：墩身混凝土冷卻管布置之后，要嚴(yán)格觀察入水口和出水口的水溫差，根據(jù)水溫差及時(shí)調(diào)整泵水速度。水溫差大時(shí)，提高水速；水溫差小時(shí)，降低水速。通過(guò)冷卻排水帶走混凝土內(nèi)部的熱量。4.7、防止混凝土裂縫產(chǎn)生措施1、為了降低砼的溫度應(yīng)力，要求控制其溫度的變化。從防止出現(xiàn)溫度變形裂縫的前提出發(fā)，溫度控制的

39、主要任務(wù)是：降低混凝土內(nèi)部最高溫升，減小總降溫差；提高混凝土表面溫度，降低混凝土內(nèi)部溫差，減小溫度梯度；延緩混凝土的降溫速率，充分發(fā)揮混凝土徐變特性。2、根據(jù)上述三要素，我們采取的具體措施如下：選用強(qiáng)度等級(jí)為42.5的中低熱礦渣水泥；通過(guò)優(yōu)化砼級(jí)配，盡量減少大體積混凝土水泥用量，減少水化熱的產(chǎn)生；摻加緩凝劑，延緩砼水化熱的峰值出現(xiàn)時(shí)間；降低砼的澆筑溫度；混凝土采用蓄熱保溫，嚴(yán)格控制砼內(nèi)外溫差；加強(qiáng)砼攪拌，確保拌和均勻，使筏板內(nèi)部溫度均勻；砼振搗需在澆筑后初凝前作二次復(fù)振，排除砼因秘水形成的水分和空隙，提高握裹力，增強(qiáng)砼抗裂性；加強(qiáng)砼的保溫養(yǎng)護(hù)，達(dá)到砼表面保溫保濕作用。以蓄熱法進(jìn)行大體積混凝土的

40、養(yǎng)護(hù)方法，用塑料薄膜與麻袋作為保溫材料，其中塑料薄膜除了保溫作用外，對(duì)砼還具有明顯的保濕效果，只要覆蓋時(shí)幅與幅間搭接嚴(yán)密，薄膜與砼表面可以長(zhǎng)時(shí)間的保持濕潤(rùn)狀態(tài)，這對(duì)砼的養(yǎng)護(hù)極為有利。在整個(gè)底板砼保溫養(yǎng)護(hù)期間，不用花費(fèi)人工及自來(lái)水每天澆水。而依靠砼的泌水足以保持砼表面處的濕潤(rùn)，既減少了砼表面干縮裂縫，又避免了因澆冷水而降低砼表面的溫度，而使砼內(nèi)外溫差的增加。 eq oac(,9)布置冷卻管，通過(guò)冷卻水降低內(nèi)外溫差。3、為了防止混凝土開(kāi)裂，提高混凝土本身的抗拉性能也是極其重要的一個(gè)方面。提高混凝土抗裂性能應(yīng)著重從提高混凝土抗拉強(qiáng)度入手，在優(yōu)化配合比的情況下改善施工工藝提高施工質(zhì)量、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，為了制定合理的溫度控制方案，對(duì)混凝土的溫度變化進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)必不可少；為了及時(shí)掌握混凝土溫度變化的實(shí)際狀況并隨時(shí)加以必要的控制，同步進(jìn)行混凝土溫度監(jiān)測(cè)是關(guān)鍵?？茖W(xué)的預(yù)測(cè)與準(zhǔn)確的監(jiān)控相結(jié)合，使整個(gè)溫度控制取得成功的切實(shí)保證。 4、及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)信息，根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)情況，及時(shí)根據(jù)多點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)不同部位隨時(shí)調(diào)整保溫層厚度，使溫差控制在規(guī)范規(guī)定的25之內(nèi)。墩身及承臺(tái)冷彎管布置圖