泰州大桥北塔承台大体积混凝土温控方案(midas计算).pdf

泰州大桥北塔承台大体积混凝土温控方案(midas计算).pdf

《泰州大桥北塔承台大体积混凝土温控方案(midas计算).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《泰州大桥北塔承台大体积混凝土温控方案(midas计算).pdf（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案1中交第二公路工程局有限公司中交第二公路工程局有限公司CCCCSecondHighwayEngineeringCo.Ltd目录目录1、概述.22、计算依据和参数.31、概述.22、计算依据和参数.32.1混凝土性能.32.2施工条件.52.3边界条件.62.4主要降温措施.63、计算模型.84、计算结果.83、计算模型.84、计算结果.84.1温度云图及温度特征值.84.2应力云图及应力特征值.134.3结论.175、温控标准.185、温控标准.185.1混凝土内部允许最高温度.185.2浇筑温度.185.3内外温差.185.4保温标准.185.5降温速率.186、温度控制措施.187、冬季施工温度控制.206、温度控制措施.187、冬季施工温度控制.207.1浇筑温度控制.207.2原材料加热与保温.207.3砼输送中的保温.217.4减少浇筑过程中的热量损失.217.5表面保温与养护.218、温控监测.218、温控监测.218.1温控监测内容.218.2仪器的选择.218.3仪器的布点设计.228.4仪器的埋设与观测.238.5控制预案.23泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案2中交第二公路工程局有限公司中交第二公路工程局有限公司CCCCSecondHighwayEngineeringCo.Ltd1、概述1、概述泰州长江公路大桥位于江苏省的中段，处于江阴大桥和润扬大桥之间。

北接泰州市，南联镇江和常州市。

泰州长江公路大桥主桥桥型方案为主跨1080m三塔两跨悬索桥，桥跨布置为39010801080390m，主桥净宽33m。

泰州长江公路大桥悬索桥北塔工程桩号为K15356.00m，位于长江北岸浅水区。

北索塔承台为哑铃型，单个承台平面尺寸32.632.556m,厚度为6m。

两个承台之间采用12.22123.0m的系梁联成整体，承台与系梁等厚，均为6.0m。

承台、系梁顶面高程+4.3m，底面高程-1.7m，混凝土标号为C30。

塔座为棱台柱结构，顶面平面为14.0m（横桥向）16.0m（顺桥向），底面平面为18.0m（横桥向）20.0m（顺桥向），厚度为4.0m，塔座顶面标高为+8.3m，混凝土标号为C40。

承台采取钢板桩围堰进行施工。

封底采用C20素混凝土干封底，厚度为50cm，其平面尺寸为80.6m35.8m。

图图1-1基础结构图基础结构图其承台及塔座为典型大体积混凝土。

大体积混凝土浇筑后将产生较高的水化热温升，形成不均匀非稳定温度场，产生非均匀的温度变形，温度变形在下部结构和自身的约束之下将产生较大的温度应力，温度应力往往超过混凝土的抗拉强度，导致混凝土开裂。

为了避免承台混凝土产生过大应力，决定将主塔承台平面分两块，竖向分为泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案3中交第二公路工程局有限公司中交第二公路工程局有限公司CCCCSecondHighwayEngineeringCo.Ltd2层，分层厚度为：

3m+3m，混凝土分四次浇筑完成；塔座采取一次性进行浇注。

为防止温度裂缝，保证工程质量，必须进行温度控制，并采取合理的温度控制措施。

温度控制的标准和温控措施的制订则应依据温控计算与温控设计。

同时，为检验温控标准和温控效果并便于调整温控措施，还需进行温控监测，作出温控监测设计。

2、计算依据和参数2、计算依据和参数混凝土浇筑后的温度与水泥的水化热温升、混凝土的浇筑温度和浇筑进度、外界气温、表面保护等多种因素有关。

温度计算结果的准确性除了选择恰当的计算方法以外，还有赖于与上述因素有关的基本条件和材质参数的正确选取。

以下温度计算中用到的水泥水化热，混凝土配合比、强度、弹性模量及气温等参数均通过实验及相关规范资料选取。

软件分析计算结果的准确性除了建立与实际相辅的模型外，还有赖于与上述因素有关的基本条件和材质参数的正确选取。

2.1混凝土性能2.1混凝土性能2.1.1混凝土的配合比组成（2.1.1混凝土的配合比组成

（1）水泥）水泥所用水泥的化学成分及水化热指标应满足有关规定，应避免使用早强、水化热较高和C3A含量较高的水泥；要防止水泥细度过小，早期发热过快，不利于温控。

当水泥温度大于60时，不允许进入水泥储料罐。

同时应做到先入罐的水泥先用，以保证水泥有足够的降温时间。

水泥选用P.O42.5水泥，选择这种水泥主要有以下几个方面的考虑：

一方面因为塔柱的外观颜色和选用水泥的种类有很大的关系，考虑到保证承台与塔柱的色泽一致，所以选用与塔柱同样的水泥。

另一方面考虑到水化热的产生不光与水泥种类有关，而且与单位体积水泥用量有关，选用P.O42.5水泥可以大大减少单位水泥用量。

（2）粉煤灰）粉煤灰粉煤灰应采用组分均匀和各项性能稳定的级及级以上优质粉煤灰，而且粉煤灰的烧失量应不大于8，需水量比应小于100，以降低用水量，其它各项指标应满足规范要求。

（3）化学外加剂）化学外加剂为提高混凝土耐久性和减少用水量，改善混凝土和易性，降低绝热温升，承台混泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案4中交第二公路工程局有限公司中交第二公路工程局有限公司CCCCSecondHighwayEngineeringCo.Ltd凝土应掺加适量的高效缓凝减水剂。

减水剂的减水率应大于20，同时还应检查外加剂的稳定性。

（4）骨料）骨料工程应用的骨料应没有碱活性并具有较低的热胀系数。

粗骨料级配为525mm级配。

细骨料为中砂，细度模数为2.8，其它指标应符合有关规范。

（5）混凝土配合比）混凝土配合比根据以往的经验和试验数据结果，确定混凝土的配合比见下表：

表2.1-1封底混凝土（C20）每方材料用量表表2.1-1封底混凝土（C20）每方材料用量表材料名称水泥粉煤灰砂碎石水外加剂合计材料用量（kg）20011584710361532.522353.52相对用量（%）8.54.936.044.06.50.1100.0表2.1-2承台混凝土（C30）每方材料用量表表2.1-2承台混凝土（C30）每方材料用量表材料名称水泥粉煤灰砂碎石水外加剂合计材料用量（kg）24016076010501603.22373.2相对用量（%）10.16.732.044.26.70.1100.0表2.1-3塔座混凝土（C40）每方材料用量表表2.1-3塔座混凝土（C40）每方材料用量表材料名称水泥粉煤灰砂碎石水外加剂合计材料用量（kg）31012074010651514.092390.09相对用量（%）13.05.031.044.66.30.2100.02.1.2混凝土力学性能2.1.2混凝土力学性能封底混凝土：

封底混凝土采用C20混凝土，28天强度为f28=31.6MPa；查公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范知弹性模量为Ec=2.55104MPa；泊松比：

u=0.2；密度：

=2353.5kg/m3；承台混凝土：

承台混凝土采用C30混凝土，28天强度为f28=40.3MPa；查公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范知弹性模量为Ec=3.0104MPa；泊松比：

u=0.2；密度：

=2373.2kg/m3；塔座混凝土：

塔座混凝土采用C40混凝土，3天强度为f3=31MPa，7天强度为f7=43.2MPa，28天强度为f28=50.0MPa；查公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范知弹性模量为Ec=3.25104MPa；泊松比：

u=0.2；密度：

=2390.1kg/m3。

泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案5中交第二公路工程局有限公司中交第二公路工程局有限公司CCCCSecondHighwayEngineeringCo.Ltd2.1.3混凝土热学性能2.1.3混凝土热学性能导热系数及比热参考大体积混凝土温度应力与温度控制第2.4节，在21条件下，各原材料的热学性能见表2.1-4。

表2.1-4原材料热学性能汇总表表2.1-4原材料热学性能汇总表材料名称水泥粉煤灰砂碎石水外加剂导热系数（kJ/（mh））4.4464.44611.12914.5282.1602.160比热c（kJ/（kg））0.4560.4560.6990.7494.1874.187根据上表按照重量百分比加权方法得出在21条件下，封底混凝土、承台混凝土及塔座混凝土的热学性能参数见表2.1-5。

表2.1-5混凝土热学性能汇总表表2.1-5混凝土热学性能汇总表材料名称封底混凝土承台混凝土塔座混凝土导热系数（kJ/（mh））0.920.920.90比热c（kJ/（kg））11.1410.8910.86热膨胀系数：

=110-5；绝热温升参考大体积混凝土温度应力与温度控制表2-5-2中查得普通硅酸盐水泥的水化热系数Q0=330kJ/kg，根据水泥水化热计算得承台混凝土的绝热温升计算公式如下：

0=Q0（W+kF）/c/式中：

0水泥绝热温升Q0水泥水化热W水泥用量k折减系数，对于粉煤灰取0.25。

F混合料用量C混凝土比热混凝土密度利用上式计算出承台混凝土绝热温升为42.3；塔座混凝土的绝热温升为51.9。

2.2施工条件2.2施工条件泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案6中交第二公路工程局有限公司中交第二公路工程局有限公司CCCCSecondHighwayEngineeringCo.Ltd根据总体工期的总体安排，承台在11月份进行施工，塔座在12月份进行施工。

根据气温统计，在11月份的平均温度为11.0，在12月份的平均气温为4.7。

混凝土浇筑温度：

按比浇注时的气温T高4进行控制，即T+4；承台的分区分层：

承台平面分两区，竖向分两层进行施工，分层厚度分别为3m+3m。

塔座采取一次性浇注，浇注高度为4m。

混凝土层间浇筑间歇时间为10天。

2.3边界条件2.3边界条件计算承台温度时，取以下三种边界条件：

在封底混凝土底面和周边与钢围堰和土体接触，可取封底混凝土温度等于环境温度；混凝土表面采用土工布进行覆盖养护，土工布的厚度为5mm，其导热系数为0.188kJ/（mh），属于第三类边界条件。

混凝土侧面采用钢模板进行施工，混凝土表面的放热系数为18.46kJ/（m2h）。

则混凝土侧面土工布的等效放热系数为s=1/（1/+h/）=1/（1/18.46+0.005/0.188）=12.38kJ/（mh）混凝土分层浇筑时,上下两层混凝土的结合面采取人工凿毛，并覆盖土工布养护。

混凝土表面的放热系数为21.06kJ/（m2h）。

则上下两层混凝土的结合面土工布的等效放热系数为s=1/（1/+h/）=1/（1/21.06+0.005/0.188）=13.50kJ/（mh）2.4主要降温措施2.4主要降温措施承台及塔座施工过程中，主要采用冷却水管进行内部降温。

参考主桥设计图纸，承台冷却管采用导热性好、并有一定强度的黑铁管，公称口径40mm（402.5mm）；冷却水管布置层距为1.0m，每层混凝土均布3层冷却水管，整个承台共埋设6层冷却水管，冷却水管平面间距1.0mm。

水管布置如图2.4-1所示。

泰州长江公路大桥北塔承台塔座温控方案泰州长江公路