C~C大体积混凝土温度控制方案报告篇94

武汉天兴洲长江大桥承台大体积混凝土温控报告PAGEPAGE15武汉理工大学一、概述武汉天兴洲大桥是公铁两用特大型桥梁，正桥跨度在同类型桥梁中世界第一，建成之后将成为连接大江南北的交通枢纽工程。中铁十二局天兴洲大桥标段桥墩承台主要有三种尺寸类型，分别为：029~045、067~070墩的承台平面尺寸为21m×10.8m，高3.5m，046~049承台平面尺寸为21m×11.6m，高4m，050~061墩的承台平面尺寸为23.1m×15.3m，高5m为防止混凝土水化热温升而产生温度裂缝，以满足设计要求，保证大桥的长期安全使用，受中铁十二局天兴洲大桥项目经理部的委托，武汉理工大学承担了该标段承台大体积混凝土温控施工方案和现场监控工作。承台在施工前，进行了温控设计。采用大体积混凝土施工期温度场和温度应力场分析程序包进行了温度场和温度应力场计算，根据计算，提出了防止产生温度裂缝的温控标准和温控措施，并对承台进行了内部温度的检测和监控，以便分析评估和指导混凝土灌注工艺的进行。承台现场监控时间为2005年12月7日至2006年6月23日二、检测实施方案及所用仪器1、检测工作顺序检测工作按下列框图进行：标定具中器中器具器具器选购温度传感器标定具中器中器具器具器选购温度传感器具中器中器具器具器接长电缆具中器中器具器具器选购屏蔽电缆接长电缆具中器中器具器具器选购屏蔽电缆具中器中器具器具器预埋传感器具中器中器具器具器预埋传感器具中器中器具器具器购保护材料具中器中器具器具器电缆保护电缆保护具中器中器具器具器接驳仪器接驳仪器具中器中器具器具器实施测量实施测量具中器中器具器具器成果整理分析具中器中器具器具器成果整理分析具中器中器具器具器温控效果分析具中器中器具器具器温控效果分析具中器中器具器具器2、检测所用仪器温度传感器为PN结温度传感器，温度检测仪采用采用LD218型多路数据巡记录控制仪，温度传感器的主要技术性能：（1）测温范围 -50℃～150（2）工作误差 ±0.5（3）分辨率 0.1（4）平均灵敏度 -2.1(mV/℃)3、检测布置及检测基本要求根据温控计算成果，为做到信息化施工，真实反映各层混凝土的温控效果，以便出现异常情况及时采取有效措施，按合同在30#、32#、48#、49#、55#和56#墩承台混凝土中布设温度测点，共在承台中布置了200个温度测点，测点布置分别布置在1/4范围，测点布置在1/4范围并沿水平方向布置，测点布置见图1~3。图1天兴洲大桥030和032墩承台测温点平面示意图图2天兴洲大桥048和049墩承台温控布点平面示意图图3天兴洲大桥055和056墩承台温控布点平面示意图在检测混凝土温度变化的同时，还对气温、混凝土的出机温度、入仓温度、浇筑温度等均进行了监测。各项监测项目在混凝土浇筑后立即进行，连续不断。混凝土的温度监测，在升温阶段每隔2h巡回监测各点温度一次。到达峰值后每隔4h监测一次，持续5天，随着混凝土温度变化减小，逐渐延长监测间隔时间，直至温度变化基本稳定。三、承台施工配合比1、混凝土原材料①水泥：华新P.O42.5水泥；②粉煤灰：采用青山电厂的Ⅱ级粉煤灰，需水量比102%；③砂：河砂，细度模数2.7，属中粗砂；④碎石：5-31.5mm连续级配碎石⑤外加剂：武汉浩源外加剂厂高效减水剂，减水率23%；⑥水：长江水2、施工配合比见表1。表1承台混凝土施工配合比砼设计标号水灰比每立方米各材料用量（kg）坍落度（mm）抗压强度（MPa）外加剂参量（kg）水水泥砂碎石粉煤灰7天28天C300.45173251759114013520031.743.22.51四、温度控制标准根据计算成果，在施工期内为保证承台不出现有害温度裂缝，宜采取如下温控标准：1、混凝土最大水化热温升≤25℃2、混凝土最大内表温差不超过≤25℃3、允许混凝土最大降温速率≤2.0℃五、承台砼内部温度监测及成果分析1、混凝土现场施工情况简介承台采用泵送混凝土工艺浇筑，30#、32#、48#、49#和56#墩的承台施工时采用一次性浇筑，55#墩的承台施工时施工时分两层浇筑，浇筑高度分别为3.5m和1.5m。混凝土浇筑时间为2005年12月7日2：54时至2006年6月18日8：15，承台混凝土浇筑情况见表2。表2承台混凝土浇筑情况表项别部位层厚（m）砼标号浇筑日期年：月：日：时：分浇筑砼方量（方）砼浇筑时气温（℃）间歇期（天）30#墩承台3.5C302005：12：07：13：55~2005：12：08：13：007930.3～15.8-32#墩承台3.5C302006：01：02：20：00~2006：01：03：05：007931.8～6-48#墩承台4.0C302006：05：17：22：00~2006：05：18：22：2085214.3～24.4-49#墩承台4.0C302006：06：13：02：30~2006：06：14：03：0085218～19.4-55#墩承台第1次砼3.5C302006：04：04：01：30~2006：04：05：01：30123712.7～17.6-55#墩承台第1次砼1.5C302006：04：10：07：20~2006：04：10：16：4053014.9～23.2556#墩承台5C302006：04：10：22：35~2006：04：12：12：0017677.1～16-承台混凝土埋设了冷却水管，30#、32#墩承台埋设了三层冷却水管，48#、49#、55#和56#墩的承台埋设了四层冷却水管。冷却水管采用φ48mm的薄壁钢管，冷却水管布置见图4~6。图4天兴洲大桥030和032墩承台冷却水管平面示意图图5天兴洲大桥048和049墩承台冷却水管平面示意图图6天兴洲大桥050~061墩承台冷却水管平面示意图2、主要温控措施（1）优化砼配合比，降低水化热温升合理选择混凝土原材料，选择级配良好的砂、石料，适量掺入粉煤灰，降低水泥用量，优化混凝土配合比是降低砼内部水化温升的重要环节。（2）砼浇筑温度的检测混凝土开盘之前，量测水泥、粉煤灰、砂、石和水的温度，计算其出机温度和浇筑温度。（3）保温和养护大体积混凝土的保温和前期养护是温控工作的重要环节。混凝土在反应过程中需要较多的结合水，为了混凝土强度正常增长和减少收缩裂缝，现场监控十分重视混凝土的养护，混凝土终凝后立即在承台顶面蓄水保温养护，混凝土侧模采用模板进行保温。3、混凝土温控施工现场监测（1）传感器的埋设、安装将传感器固定在∠30×30的角钢固定架上，传感器与角钢之间垫上隔热材料，浇筑混凝土前安装完毕。在浇筑过程中，混凝土及振捣器均未直接冲击或触及传感器及引出电缆；（2）主要监测成果①承台各层混凝土测温记录及内表温差计算（见表3）；②承台各层混凝土断面平均温度过程线（见图7-图12）。4、综合成果及分析 承台混凝土温度监测综合成果一览表（表3~8）。表330#墩承台温度检测综合成果一览表项目部位内部最高温度（℃）最高温度出现时间（h）温峰持续时间（h）断面平均最高温度（℃）断面最大内表温差（℃）砼入仓温度（℃）冷却水管层数冷却水平均温度（℃）进出水温差平均值（℃）进水出水第一排测点39.970241.122.115.6～18.5315.5.～2217～281.5～6第二排测点41721043.621.4第三排测点34.972235.917.8表432#墩承台温度检测综合成果一览表项目部位内部最高温度（℃）最高温度出现时间（h）温峰持续时间（h）断面平均最高温度（℃）断面最大内表温差（℃）砼入仓温度（℃）冷却水管层数冷却水平均温度（℃）进出水温差平均值（℃）进水出水第一排测点3755234.421.513.9～14.6311～1713～212～4第二排测点43.353236.824第三排测点32.77823116.3表548#墩承台温度检测综合成果一览表项目部位内部最高温度（℃）最高温度出现时间（h）温峰持续时间（h）断面平均最高温度（℃）断面最大内表温差（℃）砼入仓温度（℃）冷却水管层数冷却水平均温度（℃）进出水温差平均值（℃）进水出水第一排测点48.73624724.925.2～26423.6.～32.426.4～412.8～8.6第二排测点51.436249.421.1第三排测点50.636248.617.2表649#墩承台温度检测综合成果一览表项目部位内部最高温度（℃）最高温度出现时间（h）温峰持续时间（h）断面平均最高温度（℃）断面最大内表温差（℃）砼入仓温度（℃）冷却水管层数冷却水平均温度（℃）进出水温差平均值（℃）进水出水第一排测点5736453.224.729.7～31.6430.1.～35.834.1～44.74～8.9第二排测点54.822252.621.2第三排测点53.826251.119.8表755#墩承台温度检测综合成果一览表项目部位内部最高温度（℃）最高温度出现时间（h）温峰持续时间（h）断面平均最高温度（℃）断面最大内表温差（℃）砼入仓温度（℃）冷却水管层数冷却水平均温度（℃）进出水温差平均值（℃）进水出水第一层砼第一排测点55.342250.823.925.4～26.5322.5～3526～43.54～8.5第二排测点54.766252.122.4第三排测点41.740239.723.8第二层砼第四排测点513824922.521～21.5117～3523～436～8表856#墩承台温度检测综合成果一览表项目部位内部最高温度（℃）最高温度出现时间（h）温峰持续时间（h）断面平均最高温度（℃）断面最大内表温差（℃）砼入仓温度（℃）冷却水管层数冷却水平均温度（℃）进出水温差平均值（℃）进水出水第一排测点53.754250.924.622～22.5417～2.327～47.510～19.5第二排测点57.464255.224.7第三排测点52.646450.224.5第四排测点44.764242.118.9根据监测结果，可以看出：（1）内部温度变化的一般规律①中心部位的温度变化，都有急剧的升温和缓慢降温的特征，直到最后达到稳定阶段。混凝土升温阶段为2天左右，升温达到峰值后，高温峰值要稳定一段时间，随后即开始缓慢下降，各承台混凝土的峰值温度多少和混凝土入仓温度成正比关系。30#、32#、48#、49#、55#和56#墩承台混凝土峰值温度分别为41.0℃、43.3℃、51.4℃、54.8℃、54.7℃和57.4℃。30#、32#、48#、49#、55#和56#墩承台混凝土断面平均最高温度分别为43.6℃、36.8℃、与升温阶段相比，降温阶段要长得多。承台混凝土早期在6天内降温速度较快，后期降温缓慢。经过升温、降温这两个阶段后，温度状态逐渐过渡到准稳定状态。在此状态下，承台内部温度的变化是外界气温变化所引起的，且承台内部的温度的变化滞后于边界温度的变化。②边缘部位温度变化与中心部位不尽相同。边缘部位砼温度经急剧升温后，所达到的峰值比中心部位峰值低，且峰值持续时间短（2h左右），然后很快进入降温阶段，并在很短的时间里即达到准稳定状态。（2）分层施工时对承台混凝土温度变化规律的影响55#墩承台分层施工时，第一层混凝土在施工间歇期内，其温度先是急剧升温，然后缓慢降温，当被第二层新浇砼覆盖以后，由于第二层新浇砼的急剧升温，使第一层混凝土温度回升，产生第二个峰值，此峰值低于第