贛州贛江錨碇溫控報告（定）

1、江西省贛州贛江大橋錨碇大體積混凝土溫控總結(jié)報告武漢理工大學(xué)廣東長大公路工程有限公司2009年11月目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc247704177 1工程概況及完成情況 PAGEREF _Toc247704177 h 1 HYPERLINK l _Toc247704178 2錨碇溫控方案 PAGEREF _Toc247704178 h 1 HYPERLINK l _Toc247704179 2.1優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計 PAGEREF _Toc247704179 h 1 HYPERLINK l _Toc247704180 2.1.1混凝土原材料選擇及質(zhì)量控

2、制 PAGEREF _Toc247704180 h 1 HYPERLINK l _Toc247704181 2.1.2混凝土配合比 PAGEREF _Toc247704181 h 2 HYPERLINK l _Toc247704182 2.2混凝土施工的一般要求 PAGEREF _Toc247704182 h 3 HYPERLINK l _Toc247704183 2.3混凝土澆筑施工方案 PAGEREF _Toc247704183 h 3 HYPERLINK l _Toc247704184 2.4溫控仿真預(yù)測 PAGEREF _Toc247704184 h 5 HYPERLINK l _To

3、c247704185 2.4.1仿真計算的方案確定 PAGEREF _Toc247704185 h 5 HYPERLINK l _Toc247704186 2.4.2溫度場的仿真計算 PAGEREF _Toc247704186 h 5 HYPERLINK l _Toc247704213 2.4.3溫度應(yīng)力場計算 PAGEREF _Toc247704213 h 22 HYPERLINK l _Toc247704214 2.5取消冷卻水管的方案討論 PAGEREF _Toc247704214 h 52 HYPERLINK l _Toc247704215 2.5.1冷卻水管應(yīng)用的現(xiàn)狀 PAGEREF

4、 _Toc247704215 h 52 HYPERLINK l _Toc247704216 2.5.2取消冷卻水管要攻克的問題 PAGEREF _Toc247704216 h 53 HYPERLINK l _Toc247704217 2.5.3取消冷卻水管的意義 PAGEREF _Toc247704217 h 54 HYPERLINK l _Toc247704218 2.6保溫及養(yǎng)護(hù) PAGEREF _Toc247704218 h 54 HYPERLINK l _Toc247704219 2.7溫控施工質(zhì)量保證措施 PAGEREF _Toc247704219 h 54 HYPERLINK l

5、_Toc247704220 3錨碇混凝土溫控施工的現(xiàn)場監(jiān)測 PAGEREF _Toc247704220 h 54 HYPERLINK l _Toc247704221 3.1檢測工作順序 PAGEREF _Toc247704221 h 54 HYPERLINK l _Toc247704222 3.2 檢測所用儀器 PAGEREF _Toc247704222 h 55 HYPERLINK l _Toc247704223 3.3 測點布置及檢測基本要求 PAGEREF _Toc247704223 h 55 HYPERLINK l _Toc247704224 3.4溫度控制標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _To

6、c247704224 h 60 HYPERLINK l _Toc247704225 4錨碇混凝土溫控結(jié)果分析 PAGEREF _Toc247704225 h 60 HYPERLINK l _Toc247704226 4.1主要監(jiān)測成果 PAGEREF _Toc247704226 h 60 HYPERLINK l _Toc247704227 4.2溫控結(jié)果分析 PAGEREF _Toc247704227 h 89 HYPERLINK l _Toc247704228 4.3實際應(yīng)力分析 PAGEREF _Toc247704228 h 90 HYPERLINK l _Toc247704229 5工程

7、照片 PAGEREF _Toc247704229 h 95江西贛州贛江大橋錨碇大體積混凝土溫控總結(jié)報告 PAGE 981工程概況及完成情況 贛州贛江公路大橋位于江西贛州中心城區(qū)北部，是規(guī)劃中贛州市域主干線公路網(wǎng)的關(guān)鍵性工程，總投資約4.6億元。該橋為特大橋，全長1073米，主跨為408米地錨式懸索橋，引橋為連續(xù)梁橋，引橋及連接線長10.58km。 為防止混凝土中水泥水化放熱溫升而產(chǎn)生溫度裂縫，以滿足設(shè)計要求，保證大橋的長期安全使用，受廣東長大集團(tuán)贛州贛江大橋項目經(jīng)理部的委托，武漢理工大學(xué)承擔(dān)了贛州贛江大橋錨碇混凝土配合比設(shè)計及溫控工作。上述大體積混凝土在施工前，進(jìn)行了溫控設(shè)計。采用大體積混凝土

8、施工期溫度場和溫度應(yīng)力場分析程序包進(jìn)行了溫度場和溫度應(yīng)力場計算，提出了防止產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施，并進(jìn)行了內(nèi)部溫度的監(jiān)測和監(jiān)控，以便分析評估混凝土配比合理性和指導(dǎo)混凝土澆筑施工工藝，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。在混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)過程中，特別強(qiáng)調(diào)了各項溫控措施的落實，在廣東長大公路工程有限公司的科學(xué)施工管理下，采用武漢理工大學(xué)提出的混凝土配合比和溫控方案，提高混凝土耐久性和抗?jié)B性，降低水化熱，減小混凝土內(nèi)外溫差，施工結(jié)果表明，大體積混凝土施工質(zhì)量優(yōu)良，溫控效果好，沒有產(chǎn)生溫度裂縫。特別是如此大體積的混凝土全部取消冷卻水管的情況下，依靠優(yōu)化混凝土配合比，降低水泥用量，提高礦物摻和料用量，降低

9、混凝土的水化溫升，提高泵送施工性能和耐久性能，保證錨碇大體積混凝土的質(zhì)量，各部位均未出現(xiàn)裂縫?？s短工期，降低工程造價，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。2錨碇溫控方案2.1優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計合理選擇混凝土原材料：選擇級配優(yōu)良的砂、石料，選擇優(yōu)良的混凝土外加劑，控制混凝土水灰比，摻加礦粉和粉煤灰，降低水泥用量，是降低內(nèi)部水化熱溫升的重要環(huán)節(jié)，因此必須進(jìn)行配合比優(yōu)化設(shè)計。2.1.1混凝土原材料選擇及質(zhì)量控制（1）水泥：采用江西瑞金萬年青水泥廠生產(chǎn)的萬年青牌P.O42.5R水泥，其用量每立方米混凝土不宜超過160kg，需要采用礦粉替代部分水泥降低混凝土的溫升。水泥散袋或袋裝入場，水泥使用溫度不得超過50，否則須

10、采取措施降低水泥溫度，如可要求水泥生產(chǎn)廠家放置一段時間后發(fā)貨。袋裝水泥入場后應(yīng)按品種、標(biāo)號、出廠日期分別存放，同時應(yīng)采取措施防止受潮。水泥應(yīng)分批檢驗，質(zhì)量應(yīng)穩(wěn)定。若存放期超過3個月應(yīng)重新檢驗。（2）礦粉：韶關(guān)鋼鐵廠生產(chǎn)的S95級礦粉。（3）粉煤灰：采用韶關(guān)電廠級粉煤灰，質(zhì)量應(yīng)符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB159691）的規(guī)定。（4）砂：采用中砂，含泥量1%，細(xì)度模數(shù)2.63.0，其它指標(biāo)必須符合規(guī)范規(guī)定。砂來源必須穩(wěn)定，砂入場后應(yīng)分批檢驗。（5）石：采用碎石。大體積混凝土粗集料為531.5mm連續(xù)級配碎石，來源應(yīng)穩(wěn)定。石子必須分批檢驗并嚴(yán)格控制其含泥量不超過1.0%。如果達(dá)不到要求，必須

11、用水沖洗合格后才能使用，其他指示標(biāo)必須符合規(guī)范要求。（6）外加劑：采用馬貝緩凝型聚羧酸系高效減水劑。外加劑應(yīng)分批檢驗，品質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時報告。（7）水：拌和用水的水質(zhì)需通過嚴(yán)格檢驗2.1.2混凝土配合比泵送混凝土應(yīng)具有良好的和易性和粘聚性，不離析、不泌水。初始坍落度宜控制在18cm以上，初凝時間為20h2h。為滿足以上施工要求，確保施工質(zhì)量，應(yīng)對錨碇大體積混凝土配合比進(jìn)行大量試驗，按材料實際情況，優(yōu)選出配合比；同時結(jié)合現(xiàn)場施工和材料情況，對配合比進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)設(shè)計要求和有關(guān)規(guī)范規(guī)定，錨碇大體積采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下90天齡期的抗壓強(qiáng)度作為驗收和評定的依據(jù)。配合比見表2-1。表2-1 錨碇

12、混凝土C30配合比編號各組分用量（kg/m3）初凝時間（h）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）抗?jié)B等級水水泥粉煤灰礦粉砂石外加劑0h1h3d7d28d115412015015079010903.5726h181619.827.248.6S17215014014014079010909.6624h181719.527.743.0S17注：配合比1所用減水劑為SX-C16減水劑，配合比2所用減水劑為JZB-3減水劑，。表2-2 錨塊以及鞍部混凝土C40配合比標(biāo)號各組分用量（kg/m3）初凝時間（h）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）抗?jié)B等級水水泥粉煤灰礦粉砂石外加劑0h1h3d7d28dC401502

13、0015010076810823.8328h181629.840.255.6S18注：配合比所用減水劑為SX-C16減水劑?？紤]降低大體積混凝土的水化溫升，采用第1組配合比較優(yōu)，并根據(jù)施工時氣溫和原材料實際情況建議，減水劑摻量可在膠凝材料總重的1.8%2.0%范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.2混凝土施工的一般要求為確保大體積混凝土施工質(zhì)量，提高混凝土的均勻性和抗裂能力，必須加強(qiáng)對混凝土每一施工環(huán)節(jié)的控制，要求現(xiàn)場人員必須從混凝土拌合、輸送、澆筑、振搗到養(yǎng)護(hù)、保溫整個過程實行有效監(jiān)控?；炷潦┕?yīng)嚴(yán)格按照公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-89）進(jìn)行，并特別注意以下方面：1、混凝土拌制配料前，各種衡器應(yīng)請計

14、量部門進(jìn)行計量標(biāo)定，稱料誤差應(yīng)符合規(guī)范要求。應(yīng)嚴(yán)格控制新拌混凝土質(zhì)量，使其和易性滿足施工要求。坍落度檢驗應(yīng)在出機(jī)口進(jìn)行，每班2-3次，拒絕使用坍落度過大和過小的混凝土料。應(yīng)及時檢測粗、細(xì)骨料的含水率，遇陰雨天氣應(yīng)增加檢測頻率，隨時調(diào)整用水量。2、澆筑混凝土前應(yīng)對模板、鋼筋、預(yù)埋件、監(jiān)控元件及線路等進(jìn)行檢查，同時應(yīng)檢查倉面內(nèi)沖毛情況，及是否有碎碴異物等，檢驗合格后才能開盤。3、自高處向模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r，為防止混凝土離析，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）當(dāng)直接從高處傾卸時，高度不應(yīng)超過2米；（2）當(dāng)高度超過2米時，應(yīng)通過串筒，溜管等設(shè)施；（3）在串筒出料口下面，混凝土堆積高度不宜超過1米，即時攤平，分層振

15、搗。4、混凝土應(yīng)按規(guī)定厚度，順序和方向分層澆筑，必須在下層混凝土初凝前澆筑完畢上層混凝土。如因故停歇，時間超過初凝時間時，倉面混凝土應(yīng)按工作縫處理?；炷练謱訚仓穸炔灰顺^0.3米，并保持從倉面一側(cè)向另一側(cè)澆筑的順序和方向。5、澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)采用振動器振實：（1）使用插入式振動器時，移動間距不應(yīng)超過振動器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模應(yīng)保持5-10cm距離，應(yīng)避開預(yù)埋件或監(jiān)控元件10-15cm，應(yīng)插入下層混凝土5-10cm；（2）對每一部位混凝土必須振動到密實為止，密實的標(biāo)志是：混凝土停止下沉，不再冒氣泡，表面呈平坦、泛漿。6、在澆筑混凝土過程中，必須及時清除倉面積水。7、嚴(yán)格按公路橋涵施工技

16、術(shù)規(guī)范（JTJ041-89）要求進(jìn)行各層間和各塊間水平和垂直施工縫處理。2.3混凝土澆筑施工方案 東錨碇混凝土分六塊澆筑，上、下游錨塊，上、下游鞍部以及前后配重塊，錨塊分13層澆筑，第一層為3m，第二到第六層為2m，第七層1.917m，第八到第十二層為2m，第十三層為1.359m；鞍部分18層澆筑，前十一層為C30混凝土，后七層為C40混凝土，第一到十層每層厚度為2m，第十一層厚1.579m，第十二到十八層每層厚為1m。錨塊與鞍部混凝土澆筑分層圖如圖2-1和圖2-2：錨塊混凝土為C30強(qiáng)度等級。澆筑工作量大，按照錨碇結(jié)構(gòu)尺寸，考慮溫控及施工需要，參考設(shè)計圖紙，將東錨塊混凝土澆筑分層設(shè)定如圖2-

17、1：圖2-1東錨碇錨塊大體積混凝土澆筑分層示意圖錨碇鞍部主體混凝土是C30強(qiáng)度等級，頂部為C40強(qiáng)度等級。按照錨碇結(jié)構(gòu)尺寸，考慮溫控及施工需要，參考設(shè)計圖紙，將東錨碇鞍部混凝土澆筑分層設(shè)定如圖2-2：圖2-2東錨碇鞍部大體積混凝土澆筑分層示意圖2.4溫控仿真預(yù)測2.4.1仿真計算的方案確定 由于混凝土體積大，施工過程中聚集水化熱大，內(nèi)外散熱不均勻和內(nèi)外約束不一致，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，與混凝土的自收縮產(chǎn)生的應(yīng)力綜合作用易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，因此當(dāng)前大體積混凝土的降溫措施多采用通冷卻水管的方法；采用通冷卻水管的方法降溫需要增加工藝，加大成本，工期一般都較為緊張，為了節(jié)約成本縮短周期，在仿真

18、計算的時候分別考慮通冷卻水和不通冷卻水2種情況下混凝土內(nèi)部最高溫度和最大主應(yīng)力。2.4.2溫度場的仿真計算采用冷卻水管通冷卻水時，錨塊混凝土的溫度場歷時圖如圖2-3所示。配比1通水配比2通水東錨碇錨塊混凝土第一層3天出現(xiàn)溫峰配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第二層3天出現(xiàn)溫峰配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第三層3天出現(xiàn)溫峰配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第七層3天出現(xiàn)溫峰配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第八層3天出現(xiàn)溫峰配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第十二層3天出現(xiàn)溫峰C40配比通水東錨碇錨塊第十三層3天出現(xiàn)溫峰圖2-3 通冷卻水時東錨碇錨塊混凝土溫度場（）表2-3 通冷卻水時東錨碇錨塊各層最高溫度（

19、）層號配合比1配合比2147.045.2249.347.1349.246.4449.447.1549.548.3649.248.1747.546.3847.645948.246.81048.546.91148.746.21246.245.613（C40）54.5表2-4 通冷卻水時東錨碇各層最大溫差（）層號配合比1配合比211917220183191941917520196201871917818179201910212011201812181713（C40）22采用取消冷卻水管，不通冷卻水時，錨塊混凝土的溫度場歷時圖如圖2-4所示。配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊混凝土第一層3天出現(xiàn)溫峰配

20、比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第二層3天出現(xiàn)溫峰配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第三層3天出現(xiàn)溫峰配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第七層3天出現(xiàn)溫峰配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第八層3天出現(xiàn)溫峰配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第十二層3天出現(xiàn)溫峰C40配比不通水東錨碇錨塊第十三層3天出現(xiàn)溫峰圖2-4 不通冷卻水時東錨碇錨塊混凝土溫度場（）表2-5 不通冷卻水時東錨碇錨塊各層最高溫度（）層號配合比1 配合比2151.349.5253.650.7353.851.7453.051.5553.151.3653.851.0751.650.1851.450.5952.250.31052.35

21、0.41152.250.21251.649.51357.6表2-6 不通冷卻水時東錨碇各層最大溫差（）層號配合比1 配合比2 1221922320323214232152120622217222082221922201023201122211221201324東錨碇鞍部大體積混凝土采用通水和不通水兩種方案下的溫度場歷時圖如圖2-5所示：配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部混凝土第一層3天出現(xiàn)溫峰配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第二層3天出現(xiàn)溫峰配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第三層3天出現(xiàn)溫峰配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第七層3天出現(xiàn)溫峰配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第八層3天出現(xiàn)溫峰C40

22、配比不通水C40配比通水東錨碇鞍部第十三層3天出現(xiàn)溫峰圖2-5 東錨碇鞍部混凝土溫度場（）表2-7 東錨碇鞍部各層最高溫度（）層號配合比2不通水溫度配合比2通水溫度150.646.7251.947.9352.146.8451.147.2550.346.2650.246.8751.747.1851.245.2951.346.41050.948.81150.445.512（C40）50.546.113（C40）58.853.9表2-8 東錨碇鞍部各層內(nèi)外最大溫差（）層號配合比2不通水最大溫差配合比2通水最大溫差121.815.3222.215.4317.313.7417.112.1517.513.

23、5618.415.0716.912.5817.512.2917.211.41018.814.61118.614.712（C40）22.417.813（C40）24.621.12.4.3溫度應(yīng)力場計算采用冷卻水管，通冷卻水情況下，東錨碇錨塊、鞍部混凝土溫度應(yīng)力發(fā)展圖見圖2-6所示。配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第一層3天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第一層7天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第一層14天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第一層28天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第二層3天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第二層7天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第二層14

24、天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第二層28天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第三層3天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第三層7天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第三層14天應(yīng)力場配比1通水配比2通水東錨碇錨塊第三層28天應(yīng)力場C40配比通水東錨碇錨塊第十三層3天應(yīng)力場C40配比通水東錨碇錨塊第十三層7天應(yīng)力場C40配比通水東錨碇錨塊第十三層14天應(yīng)力場C40配比通水東錨碇錨塊第十三層28天應(yīng)力場圖2-6 通冷卻水時東錨碇錨塊混凝土溫度應(yīng)力場（MPa）表2-9通冷卻水時東錨碇錨塊代表性層面最大主應(yīng)力表（MPa）齡期（天）371428第一層配比1通水0.3910.4440.509

25、0.906配比2通水0.2160.3470.4330.620第二層配比1通水0.3440.3920.5070.729配比2通水0.2430.2820.3420.6223第三層配比1通水0.3430.4170.5520.709配比2通水0.2380.3080.4280.622采用取消冷卻水管，不通冷卻水情況下，東錨碇錨塊混凝土溫度應(yīng)力發(fā)展圖見圖2-7所示。配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第一層3天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第一層7天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第一層14天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第一層28天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第二層

26、3天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第二層7天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第二層14天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第二層28天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第三層3天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第三層7天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第三層14天應(yīng)力場配比1不通水配比2不通水東錨碇錨塊第三層28天應(yīng)力場C40配比不通水東錨碇錨塊第十三層3天應(yīng)力場C40配比不通水東錨碇錨塊第十三層7天應(yīng)力場C40配比不通水東錨碇錨塊第十三層14天應(yīng)力場C40配比不通水東錨碇錨塊第十三層28天應(yīng)力場圖2-7 不通冷卻水時東錨碇錨塊混凝土溫度應(yīng)力場（M

27、Pa）表2-10 不通冷卻水時東錨碇錨塊代表性層面最大主應(yīng)力表（MPa）齡期（天）371428第一層配比1不通水0.4110.4640.5490.926配比2不通水0.2360.3870.4680.672第二層配比1不通水0.3740.4020.5260.759配比2不通水0.2730.3100.3820.673第三層配比1不通水0.3880.4720.6020.759配比2不通水0.2680.3380.4680.702東錨碇鞍部混凝土溫度應(yīng)力發(fā)展圖見圖2-8。配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第一層3天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第一層7天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第一層

28、14天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第一層28天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第二層3天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第二層7天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第二層14天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第二層28天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第三層3天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第三層7天應(yīng)力場配比2不通水配比2通水東錨碇鞍部第三層14天應(yīng)力場 配比2不通水 配比2通水東錨碇鞍部第三層28天應(yīng)力場 C40配比不通水 C40配比通水東錨碇鞍部第十三層3天應(yīng)力場 C40配比不通水 C40配比通水東錨碇鞍部第十三層7天應(yīng)力場 C40配比不通水

29、 C40配比通水東錨碇鞍部第十三層14天應(yīng)力場 C40配比不通水C40配比通水東錨碇鞍部第十三層28天應(yīng)力場圖2-8東錨碇鞍部混凝土溫度應(yīng)力場(Mpa)表2-11 東錨碇鞍部代表性層面最大主應(yīng)力表（MPa）齡期（天）371428第一層配比2不通水0.1840.4800.6050.905配比2通水0.1810.4490.6460.864第二層配比2不通水0.3220.4710.6490.890配比2通水0.2820.3660.5770.882第三層配比2不通水0.2690.4290.6660.864配比2通水0.2510.3340.6150.794第十三層C40不通水0.3330.4880.68

30、51.17C40通水0.3270.4570.6841.032.5取消冷卻水管的方案討論2.5.1冷卻水管應(yīng)用的現(xiàn)狀 采用冷卻水管法降低大體積混凝土的中心溫度，降低內(nèi)外溫差，改善應(yīng)力的分布，可以起到控制裂縫產(chǎn)生，有效保證工程質(zhì)量。在現(xiàn)在的橋梁、大壩等大型工程中經(jīng)常可以看到冷卻水管的應(yīng)用。但是采用冷卻水管降溫，有以下幾個不利的方面：（1）采用冷卻水管降溫措施會使施工工藝變得復(fù)雜，一方面需要在澆筑混凝土之前預(yù)埋冷卻水管，另一方面在等到混凝土結(jié)構(gòu)和溫度均趨于準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)時還需要進(jìn)行注漿和封端處理；（2）采用冷卻水管降溫措施大大增加工程造價，不僅增加了購置冷卻水管的這一部分費用，而且在冷卻水的運行過程中，

31、還會在人力、物力甚至在電力上增大投入，在某些山區(qū)地帶（缺水、缺電）這些措施是根本無法實現(xiàn)的；（3）通冷卻水管影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，從斷裂損傷力學(xué)上分析，界面是最容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的地方，冷卻水管和混凝土接觸的界面處容易產(chǎn)生裂紋，同時，后期注漿質(zhì)量的好壞當(dāng)也會影響混凝土整體的耐久性。在一些大體積混凝土工程施工時，許多專家學(xué)者也嘗試采用取消冷卻水管措施，由于以下諸多原因未能取得很好的效果：（1）混凝土配合比設(shè)計不當(dāng)，為了保證混凝土的強(qiáng)度和工作性能，采用的膠凝材料特別是水泥的用量太大，其水化過程中放出的巨大熱量使得大體積混凝土中心溫度與外界溫差增大，混凝土產(chǎn)生開裂；（2）混凝土的原材料沒有采取必要的

32、降溫處理，混凝土的總溫升以及內(nèi)外溫差升高，使溫度應(yīng)力增大，混凝土產(chǎn)生開裂；（3）大體積混凝土分層澆筑設(shè)計不合理，每層澆筑的厚度過大，易造成混凝土內(nèi)表溫差過大而產(chǎn)生開裂。因此，基于以上種種原因，在大多數(shù)的大體積混凝土施工中，還是采用了通冷卻水管的措施。針對本工程的實際，考察沿線原材料，對原材料進(jìn)行必要的降溫處理，優(yōu)化設(shè)計了混凝土的配合比，同時采取合理的分層澆筑措施，大大地降低了混凝土的水化熱，降低了混凝土的絕熱溫升，實現(xiàn)了在錨碇大體積混凝土的施工中取消冷卻水管。2.5.2取消冷卻水管要攻克的問題據(jù)調(diào)查，諸多大體積混凝土工程也采用了取消冷卻水管以簡化施工工藝，降低成本，減少混凝土的開裂，但是如本工

33、程這般巨大規(guī)模的大體積混凝土尚未有取消冷卻水管的先例，主要存在以下的幾個問題：（1）大體積混凝土的絕熱溫升過高，影響大體積混凝土絕熱溫升高的因素有很多，比如混凝土配合比水泥的用量，水泥的發(fā)熱量，膠凝材料的總量，還有混凝土澆筑溫度和養(yǎng)護(hù)溫度。（2）大體積混凝土的內(nèi)外溫差大；由于混凝土一次澆筑方量大，水泥水化放熱時混凝土中心熱量聚集，溫度上升很快，過了水化放熱最高峰后中心降溫速度比混凝土表層降溫速度緩慢很多，使得混凝土內(nèi)外溫差拉大，一般在配合比定下來以后只能采取通冷卻水以降低中心溫度，以及加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作。（3）混凝土溫度應(yīng)力大，混凝土的最大拉應(yīng)力主要是內(nèi)外溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和混凝土自身收縮所產(chǎn)

34、生應(yīng)力的雙重作用，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土就會開裂，所以要采用通冷卻水降低溫度應(yīng)力。 贛州贛江大橋錨碇大體積混凝土主要通過以下幾個措施保證取消冷卻水管后工程優(yōu)質(zhì)完成： （1）在配合比設(shè)計的時，選取發(fā)熱量低的水泥，同時通過密實骨架堆積法增加每方混凝土的砂石用量，用粉煤灰和礦粉超量取代水泥，降低混凝土中膠凝材料的單位用量，減少混凝土水化時放出的熱量，從而降低混凝土的絕熱溫升。 （2）通過混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計降低了混凝土的絕熱溫升，混凝土中心點的溫度也相應(yīng)較低，在制定施工工藝時非常重視混凝土的養(yǎng)護(hù)，制定了專門的混凝土養(yǎng)護(hù)措施以確保降低混凝土的內(nèi)外溫差，在不通冷卻水的情況下也遠(yuǎn)小于設(shè)計

35、和規(guī)范要求值。 （3）混凝土設(shè)計合理：一方面混凝土內(nèi)外溫差較小，另一方面設(shè)計的混凝土自密實性好，自收縮非常小，通過仿真計算混凝土的最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，在不通冷卻水的情況下有較大的安全系數(shù)，混凝土不會產(chǎn)生裂縫。2.5.3取消冷卻水管的意義 取消冷卻水管簡化了施工工藝（，縮短了混凝土澆筑周期，可以取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，通過溫度場和應(yīng)力場的分析，說明在不同冷卻水的情況下，錨碇各部位各層混凝土的溫差25的設(shè)計要求，混凝土各齡期的最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于同齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，具有較大的安全系數(shù)，可以在施工中采用不通冷卻水的方案。2.6保溫及養(yǎng)護(hù)各層混凝土澆筑完之后立即用濕麻袋覆蓋混凝土表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，一

36、方面避免塑性收縮裂縫的出現(xiàn)，另一方面起到保溫的作用；上層混凝土頂面待混凝土終凝后應(yīng)進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水深度10-20cm。當(dāng)混凝土內(nèi)表溫差超過溫控標(biāo)準(zhǔn)或寒潮來臨時，混凝土各面應(yīng)進(jìn)行表面保溫覆蓋，建議作法如下：在混凝土表面覆蓋兩層麻袋，上面再包一層彩條布，并適當(dāng)推遲混凝土的拆模時間，拆模后涂刷養(yǎng)護(hù)液并及時保溫覆蓋，以滿足內(nèi)表溫差要求，且拆模時間應(yīng)選擇一天中較高溫度的時刻。2.7溫控施工質(zhì)量保證措施為了使各項溫控措施落實到實處，必須建立和健全全面監(jiān)督、管理機(jī)制，嚴(yán)格（“預(yù)控”實行溫控工作責(zé)任制）：1、施工單位必須成立專門的溫控管理班子，根據(jù)溫控單位的技術(shù)要求，落實各項技術(shù)措施。2、在錨碇大體積混凝土

37、施工之前，施工單位必須做到逐步技術(shù)交底，使班組、工人能了解溫控的必要性及操作情況；3、溫控監(jiān)測單位將在澆筑下層前將上層溫控監(jiān)測成果報上級業(yè)主和施工單位，并及時做出溫控施工效果評述。3錨碇混凝土溫控施工的現(xiàn)場監(jiān)測3.1檢測工作順序為做到信息化溫控施工，出現(xiàn)異常情況及時調(diào)整溫控措施，在混凝土內(nèi)部布設(shè)溫度測點，它是溫控工作的重要一環(huán)。檢測工作按下列框進(jìn)行。圖3-1檢測工作程序流程圖3.2 檢測所用儀器溫度傳感器為PN結(jié)溫度傳感器，溫度檢測儀采用PN-4C型數(shù)字多路自動巡回檢測控制儀。溫度傳感器主要技術(shù)性能：（1）測溫范圍 -50150（2）工作誤差 0.5（3）分辯率 0.1（4）平均靈敏度 -2.

38、1mv/3.3 測點布置及檢測基本要求根據(jù)溫控計算成果，為做到信息化施工，真實反映錨塊混凝土的溫控效果，以便出現(xiàn)異常情況及時采取有效措施，在錨塊混凝土中分層布置測溫點。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點布置在位于每層豎向中心平面上，測點平面布置見圖3-2至圖3-9：圖3-2東、西錨碇錨塊Ae1下層、Aw1下層溫度測點平面布置圖圖3-3東、西錨碇錨塊Ae1上層、Ae2Ae3、Aw1上層測溫點布置圖3-4東、西錨碇錨塊Ae4Ae7、Ae9Ae13下層、Aw2Aw11各層測溫點布置圖3-5東錨碇錨塊Ae8測溫點布置圖3-6東錨碇錨塊Ae13上層測溫點布置圖3-7東、西錨碇錨塊Be1Be7、Bw1Bw6層測溫點布置圖3-8

39、東、西錨碇錨塊Be8Be12、Bw7Bw10層測溫點布置圖3-9東、西錨碇錨塊Be13、Bw11層測溫點布置在監(jiān)測混凝土溫度變化的同時，還對氣溫、混凝土的出機(jī)溫度、入倉溫度、澆筑溫度等均進(jìn)行了監(jiān)測。在混凝土澆筑前完成傳感器的埋設(shè)及保護(hù)工作，并將電纜接至測試房，保護(hù)材料主要為角鋼和塑料泡沫。各項測試應(yīng)在混凝土澆筑后立即進(jìn)行，連續(xù)不斷?；炷恋臏囟葴y試，峰值以前每2小時觀測一次，峰值出現(xiàn)后，每4小時觀測一次，持續(xù)5天，轉(zhuǎn)入每天測2次，直至基本穩(wěn)定。每次檢測完后及時填寫混凝土測溫記錄表。3.4溫度控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)計算成果，在施工期內(nèi)為保證錨塊、鞍部、配重塊混凝土不出現(xiàn)溫度裂縫，采取如下溫控標(biāo)準(zhǔn)：1，混凝

40、土在澆筑溫度基礎(chǔ)上的最大水化熱溫升不超過25；2，混凝土內(nèi)表溫差不超過25;3，混凝土降溫速率不超過2.0/d;4錨碇混凝土溫控結(jié)果分析4.1主要監(jiān)測成果圖4-1東錨塊第一層測點溫度歷時曲線圖4-2東錨塊第二層測點溫度歷時曲線圖4-3東錨塊第三層測點溫度歷時曲線圖4-4東錨塊第四層測點溫度歷時曲線圖4-5東錨塊第五層測點溫度歷時曲線圖4-6東錨塊第六層測點溫度歷時曲線圖4-7東錨塊第七層測點溫度歷時曲線圖4-8東錨塊第八層測點溫度歷時曲線圖4-9東錨塊第九層測點溫度歷時曲線圖4-10東錨塊第十層測點溫度歷時曲線圖4-11東錨塊第十一層測點溫度歷曲線圖4-12東錨塊第十二層測點溫度歷時曲線圖4-

41、13東錨塊第十三層測點溫度歷時曲線圖4-14東鞍部第一層測點溫度歷時曲線圖4-15東鞍部第二層測點溫度歷時曲線圖4-16東鞍部第三層測點溫度歷時曲線圖4-17東鞍部第四層測點溫度歷時曲線圖4-18東鞍部第五層測點溫度歷時曲線圖4-19東鞍部第六層測點溫度歷時曲線圖4-20東鞍部第七層測點溫度歷時曲線圖4-21東鞍部第八層測點溫度歷時曲線圖4-22東鞍部第九層測點溫度歷時曲線圖4-23東鞍部第十層測點溫度歷時曲線圖4-24東鞍部第十一層測點溫度歷時曲線圖4-25東鞍部第十二層測點溫度歷時曲線圖4-26東鞍部第十三層測點溫度歷時曲線圖4-27東鞍部第十四層測點溫度歷時曲線圖4-28東鞍部第十五層測

42、點溫度歷時曲線圖4-29西錨塊第一層測點溫度歷時曲線圖4-30西錨塊第二層測點溫度歷時曲線圖4-31西錨塊第三層測點溫度歷時曲線圖4-32西錨塊第四層測點溫度歷時曲線圖4-33西錨塊第五層測點溫度歷時曲線圖4-34西錨塊第六層測點溫度歷時曲線圖4-35西錨塊第七層測點溫度歷時曲線圖4-36西錨塊第八層測點溫度歷時曲線圖4-37西錨塊第九層測點溫度歷時曲線圖4-38西錨塊第十層測點溫度歷時曲線圖4-39西錨塊第十一層測點溫度歷時曲線圖4-40西錨塊第十二層測點溫度歷時曲線圖4-41西錨鞍部第一層測點溫度歷時曲線圖4-42西錨鞍部第二層測點溫度歷時曲線圖4-43西錨鞍部第三層測點溫度歷時曲線圖4-

43、44西錨鞍部第四層測點溫度歷時曲線圖4-45西錨鞍部第五層測點溫度歷時曲線圖4-46西錨鞍部第六層測點溫度歷時曲線圖4-47西錨鞍部第七層測點溫度歷時曲線圖4-48西錨鞍部第八層測點溫度歷時曲線圖4-49西錨鞍部第九層測點溫度歷時曲線圖4-50西錨鞍部第十層測點溫度歷時曲線圖4-51西錨鞍部第十一層測點溫度歷時曲線表4-1 東錨塊混凝土溫度監(jiān)測綜合表項目部位內(nèi)部最高溫度（）溫峰持續(xù)時間（h）最高溫度出現(xiàn)時間（h）斷面平均最高溫度（）斷面最大內(nèi)表溫差（）混凝土入倉溫度（）東錨塊第1層混凝土58.364655.516.23034東錨塊第2層混凝土57.264254.719.13033東錨塊第3層混

44、凝土57.845055.116.53034東錨塊第4層混凝土57.163654.313.03034東錨塊第5層混凝土61.564258.321.63235東錨塊第6層混凝土62.984661.321.23335東錨塊第7層混凝土59.863458.213.23436東錨塊第8層混凝土55.543849.913.53032東錨塊第9層混凝土65.363862.614.73538東錨塊第10層混凝土68.964667.021.63739東錨塊第11層混凝土63.266260.824.43336東錨塊第12層混凝土61.745059.615.53336東錨塊第13層混凝土60.264656.918.

45、73133表4-2 東錨鞍部混凝土溫度監(jiān)測綜合表項目部位內(nèi)部最高溫度（）溫峰持續(xù)時間（h）最高溫度出現(xiàn)時間（h）斷面平均最高溫度（）斷面最大內(nèi)表溫差（）混凝土入倉溫度（）東錨塊第1層混凝土58.064856.618.03235東錨塊第2層混凝土59.444058.122.43234東錨塊第3層混凝土56.045853.622.32931東錨塊第4層混凝土59.265658.021.03235東錨塊第5層混凝土64.164662.920.23437東錨塊第6層混凝土58.644057.149.63133東錨塊第7層混凝土58.263455.818.83032東錨塊第8層混凝土62.064858.

46、613.73235東錨塊第9層混凝土58.345055.615.33033東錨塊第10層混凝土63.264060.521.03537東錨塊第11層混凝土53.544250.59.62831東錨塊第12層混凝土65.063259.214.43538東錨塊第13層混凝土64.863057.116.33437東錨塊第14層混凝土63.463260.515.83336表4-3 西錨錨塊混凝土溫度監(jiān)測綜合表項目部位內(nèi)部最高溫度（）溫峰持續(xù)時間（h）最高溫度出現(xiàn)時間（h）斷面平均最高溫度（）斷面最大內(nèi)表溫差（）混凝土入倉溫度（）西錨塊第1層混凝土41.723030.524.82025西錨塊第2層混凝土52

47、.226851.616.32830西錨塊第3層混凝土52.226251.819.72830西錨塊第4層混凝土50.425647.312.42629西錨塊第5層混凝土60.346258.419.83134西錨塊第6層混凝土56.545653.613.33032西錨塊第7層混凝土66.584665.022.93639西錨塊第8層混凝土56.627053.622.73032西錨塊第9層混凝土63.384460.621.13336西錨塊第10層混凝土63.886061.816.73335西錨塊第11層混凝土63.424660.919.63336西錨塊第12層混凝土65.744263.219.23538

48、表4-4西錨鞍部混凝土溫度監(jiān)測綜合表項目部位內(nèi)部最高溫度（）溫峰持續(xù)時間（h）最高溫度出現(xiàn)時間（h）斷面平均最高溫度（）斷面最大內(nèi)表溫差（）混凝土入倉溫度（）西錨塊第1層混凝土48.025443.215.92025西錨塊第2層混凝土48.247446.024.82025西錨塊第3層混凝土52.765451.522.42628西錨塊第4層混凝土51.425050.118.92527西錨塊第5層混凝土55.645454.723.92931西錨塊第6層混凝土54.926052.421.32830西錨塊第7層混凝土55.244854.315.42931西錨塊第8層混凝土56.444855.420.83

49、032西錨塊第9層混凝土58.325456.618.03234西錨塊第10層混凝土61.723260.623.93335西錨塊第11層混凝土60.983658.86.832344.2溫控結(jié)果分析根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：（1）由測溫點溫度歷時曲線可知，錨塊混凝土溫度變化都有急劇的升溫和緩慢降溫的特征，直到最后達(dá)準(zhǔn)穩(wěn)定階段。升溫階段一般只有23天，升溫達(dá)到峰值后，高溫峰值時間較短，一般持續(xù)約28h。（2）從測溫點溫度歷時曲線可知，混凝土峰值出現(xiàn)后，混凝土降溫速率不盡相同，這與各層混凝土澆筑時層厚、澆筑溫度、氣溫等有關(guān)。（3）東錨塊第1層至第13層各層測溫區(qū)平均最高溫度為49.967，東錨鞍

50、部第1層至第14層各層測溫區(qū)平均最高溫度為50.562.9，西錨塊第1層至第12層各層測溫區(qū)平均最高溫度為30.565，西錨鞍部第1層至第11層各層測溫區(qū)平均最高溫度為43.260.6。比溫控計算結(jié)果略高，因為溫控計算時按施工澆筑溫度取值為28，實際施工時東西兩岸錨碇大部分在夏季，實際澆筑入模溫度一般為2839，因此實測值高于計算值。但通過現(xiàn)場檢測得到的混凝土內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)來對現(xiàn)場的養(yǎng)護(hù)工作做指導(dǎo)，始終使混凝土內(nèi)外溫差小于25，取得了較好的結(jié)果。4.3實際應(yīng)力分析根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)，可以對各塊混凝土的各齡期實際應(yīng)力做推算，同時考慮混凝土的自收縮和溫度差的共同作用下各部位各層混凝土的實際應(yīng)力。

51、混凝土收縮的相對變形值可按下式計算： (4.1)式中： 齡期為t時混凝土收縮引起的相對變形值； 在標(biāo)準(zhǔn)試驗狀態(tài)下混凝土最終收縮的相對變形值，取3.2410-4； M1、M2、M11 考慮各種非標(biāo)準(zhǔn)條件的修正系數(shù)?；炷潦湛s相對變形值的當(dāng)量溫度可按下式計算 (4.2)式中：齡期為t時，混凝土的收縮當(dāng)量溫度； 混凝土的線膨脹系數(shù)，取 8.910-6。 (4.3)式中：齡期為t時，因混凝土澆筑體里表溫差產(chǎn)生自約束拉應(yīng)力的累計值(MPa)； 齡期為t時，在第i計算區(qū)段混凝土澆筑體里表溫差的增量()。第i計算區(qū)段，齡期為t時，混凝土的彈性模量(N/mm2)； 混凝土的線膨脹系數(shù)；H(,t)在齡期為時，第

52、i計算區(qū)段產(chǎn)生的約束應(yīng)力延續(xù)至t時的松弛系數(shù)，可按表4-5取值。 混凝土澆筑體里表溫差的增量可按下式計算： （4.4）式中： j 為第i計算區(qū)段步長(d)；表4-5 混凝土的松弛系數(shù)表=2d=5d=10d=20dTH(,t)tH(,t)tH(,t)tH(,t)22.252.52.7534510203010.4260.3420.3040.2780.2250.1990.1870.1860.1860.18655.255.55.7567810203010.5100.4430.4100.3830.2960.2620.2280.2150.2080.2001010.2510.510.751112141820

53、3010.5510.4990.4760.4570.3920.3060.2510.2380.2140.2102020.2520.520.7521222530405010.5920.5490.5340.5210.4730.3670.3010.2530.2520.251計算條件為線膨脹系數(shù)：8.910-6/混凝土彈性模量：各齡期的各計算段里表溫差由現(xiàn)場監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)決定。根據(jù)現(xiàn)場實際檢測所得的各齡期的混凝土內(nèi)外溫差計算各部位各層混凝土的實際應(yīng)力如表4-64-9. 表4-6西錨碇錨塊實際應(yīng)力計算結(jié)果（MPa）齡期（天）3728第一層0.4170.5631.078第二層0.3060.4850.975第三層0.3330.7181.137第四層0.2400.4180.968第五層0.2580.7151.156第六層0.2400.4730.981第七層0.4180.6061.054第八層0.3930.5840.994第九層0.3880.6461.130第十層0.2970.5750.992第十一層0.3420.6591.174第十二層0.3540.5441.182表4-7西錨