承臺大體積砼施工前的溫度應力估算及采取的裂縫控制技術(shù)措施

1、承臺大體積砼施工前的溫度應力估算及采取的裂縫控制技術(shù)措施 摘 要：介紹重慶白果渡嘉陵江大橋主橋承臺大體積砼施工前溫度應力的估算，并根據(jù)驗算結(jié)果采取相應的施工技術(shù)措施。 關(guān)鍵詞：大體積砼 承臺 裂縫控制 溫度應力 施工技術(shù)措施 1 引言 白果渡嘉陵江大橋是國道212線四川武勝至重慶合川高速公路橫跨嘉陵江的一座特大橋，全橋長1433米，主橋為（130+230+130）m預應力砼連續(xù)剛構(gòu)，單箱單室，下部結(jié)構(gòu)為16根24米長230cm的群樁基礎(chǔ)，上接大體積分離式承臺。單幅承臺結(jié)構(gòu)尺寸為18.7mx10.2mx5m，單幅承臺砼方量為953.7m3，一次澆注完成。2簡述2.1溫度應力的主要成因：2.1.1

2、大體積砼在硬化期間，水泥水化后釋放大量的熱量，使砼中心區(qū)域溫度升高，而砼表面和邊界由于受氣溫影響溫度較低，從而在斷面上形成較大的溫差，使砼的內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力（稱為內(nèi)部約束應力）。 2.1.2當砼的水化熱發(fā)展到37d達到溫度最高點，由于散熱逐漸產(chǎn)生降溫產(chǎn)生收縮，且由于水分的散失，使收縮加劇，這種收縮在受到基巖等約束后產(chǎn)生拉應力（稱為外部約束應力）。2.2 溫度應力在承臺砼內(nèi)的分布如下圖所示：綜上所述，在承臺大體積砼施工前，必須進行砼的溫度變化，應力變化的估算，以確定養(yǎng)護措施、分層厚度、澆筑溫度等施工措施，并以此來指導施工。3C30承臺大體積砼砼裂縫控制的施工計算3.1相關(guān)資料：3.

3、1.1 配合比 水泥：粉煤灰：砂子：碎石：水：NNO -減水劑 369： 50 ：677 ：1148：176：3.661： 0.136：1.835：3.111：0.48：1%3.1.2 材料：水泥：騰輝F.032.5級水泥碎石：草街連續(xù)級配碎石（531.5mm）混合中砂：機制砂40%，渠河細砂60%粉煤灰：硌黃華能電廠級粉煤灰外加劑：達華NNO-型緩凝減水劑3.1.3氣象資料相對濕度8082%；年平均氣溫17.517.6，最高氣溫40.5，夏熱期（59月份）平均氣溫20。3.1.4采用自動配料機送料，裝載機加料，拌和站集中拌和，混凝土泵輸送砼至模內(nèi)。3.2砼最高水化熱溫度及3d 、7d的水化熱

4、絕熱溫度C=369kg/m3；粉煤灰32.5水泥：水化熱Q7d=257J/kg，Q28d=222J/kg（騰輝水泥廠提供的數(shù)據(jù)）；c=0.96 J/kg.k；=2400 kg/m3。3.2.1砼最高水化熱絕熱溫升Tmax=CQ/c=(366*257)/(0.96*2400)=40.833.2.23d的絕熱溫升T（3）=40.83*(1-e-0.3*3)=24.23T（3）=24.23-0=24.23 3.2.37d的絕熱溫升T（7）=40.83*(1-e-0.3*7)=35.83T（7）=35.83-24.23=11.6 (4)15d的絕熱溫升T（15）=40.83*(1-e-0.3*15)=

5、40.38T（15）=40.38-35.83=4.55 3.3砼各齡期收縮變形值計算y（t）=y0（1-e-0.01t）*M1*M2*M10查表得：M1=1.10，M2=1.0，M3=1.0，M4=1.21，M5=1.2，M6=1.11(1d)、1.09(3d)、1.0(7d)、0.93(15d) ， M7=0.7， M8=1.4，M9=1.0，M10=0.895則有：M1M2M3M4M5M7M8M9M10 =1.10*1.0*1.0*1.21*1.2*0.7*1.4*1.0*0.895=1.4013.3.13d收縮變形值y（3）=y0*（1-e-0.03）*1.401*M6 =3.24*10

6、-4*（1-e-0.03）*1.401*1.09=0.146*10-43.3.27d收縮變形值 y（7）=y0*（1-e-0.07）*1.401*M6 =3.24*10-4*（1-e-0.07）*1.401*1.0=0.307*10-43.3.315d收縮變形值 y（15）=y0*（1-e-0.15）*1.401*M6 =3.24*10-4*（1-e-0.15）*1.401*0.93=0.588*10-43.4砼收縮變形換算成當量溫差3.4.13dT（y）（3）=-y（3）/=(-0.146*10-4)/(1.0*10-5)=-1.463.4.27dT（y）（7）=-y（7）/=(-0.307

7、*10-4)/(1.0*10-5)=-3.073.4.315dT（y）（15）=-y（15）/=(-0.588*10-4)/(1.0*10-5)=-5.883.5各齡期砼模量計算E（t）=Ec*（1-e-0.09t）3.5.13d齡期 E（3）=3.0*104*（1-e-0.09*3） =7.1*103N/mm23.5.27d齡期 E（7）=3.0*104*（1-e-0.09*7） =1.40*104N/mm23.5.315d齡期 E（15）=3.0*104*（1-e-0.09*15） =2.22*104N/mm23.6砼的溫度收縮應力計算砼強度換算f（n）=f（28）*lgn/lg28，砼抗

8、拉強度ft=0.23*f2/3cu 對于C30砼f（28）=15 N/mm23d齡期: f（3）=f（28）*lg3/lg28=15* lg3/lg28=8.76 N/mm2ft=0.23f2/3(3)=0.23*4.952/3=0.668 N/mm27d齡期: f（7）=f（28）*lg7/lg28=15* lg7/lg28=8.76 N/mm2ft=0.23f2/3(7)=0.23*8.762/3=0.98 N/mm2由于在七月份澆注承臺砼，氣溫較高，假設(shè)入模溫度To=30，Th=25 3.6.1 3d齡期 H（t）=0.57,R=0.35,V=0.15 T= To+2/3T(t)+Ty(

9、t)-Th=30+2/3*24.23+1.46-25=22.61 =-(7.1*103*10*10-6*22.61*0.57*0.35)/(1-0.15) =0.377 N/mm2(0.668/1.15)=0.581 N/mm2 可3.6.27d齡期 H（t）=0.502,R=0.35,V=0.15 T= 30+2/3*35.83+3.07-25=31.96 =-(1.4*104*10*10-6*31.96*0.502*0.35)/(1-0.15) =0.93 N/mm20.98N/mm2 抗裂安全系數(shù)：K=0.98/0.93=1.051.15 4 裂縫控制的施工技術(shù)措施通過以上分析可知，承臺

10、基礎(chǔ)在露天養(yǎng)護期間，7d齡期時，抗裂安全系數(shù)K值稍小于1.15，此時砼有可能出現(xiàn)裂縫，因此，在設(shè)計配合比、砼施工過程及養(yǎng)護期間應采取一定措施，以減小砼表面與內(nèi)部溫差值，使得砼表面與砼內(nèi)部溫差小于25，/（1.15）ft，則可控制裂縫的不出現(xiàn)。采取如下措施：4.1采用雙摻技術(shù)，摻入粉煤灰和NNO-II型緩凝減水劑，粉煤灰摻入采用超量代換法，減水劑的緩凝時間15個小時（通過實驗室測定結(jié)果表明），延緩砼的初凝時間，延緩砼水化熱峰值的出現(xiàn)。4.2通過技術(shù)性能比較，石灰?guī)r碎石的線膨脹系數(shù)較小，彈模低，極限拉伸值大，據(jù)相關(guān)資料表明，在相同溫差下，溫度應力可減小50%，能提高砼的抗拉強度，因此，選用石灰?guī)r碎

11、石作為粗骨料；控制骨料（砂、石）的含泥量，以減小砼的收縮，提高極限拉伸。4.3嚴格控制砼的入模溫度在30左右。選擇在傍晚開始澆注承臺砼，對粗骨料進行噴水和護蓋；施工現(xiàn)場設(shè)置遮陽設(shè)施，搭設(shè)彩條布棚，避免陽光直曬；在水箱中加入冰塊，降低拌和水的溫度；在基坑內(nèi)設(shè)一大功率的鼓風機進行通風散熱。4.4埋設(shè)6層冷卻管，每層冷卻管配一潛水泵，在第一批開始砼初凝時由專人負責往冷卻管內(nèi)注入涼水降溫，冷卻水流速應大于15L/min，冷卻水采用嘉陵江水，持續(xù)養(yǎng)生7天。通過冷卻排水，帶走砼體內(nèi)的熱量，許多工程實踐表明，此方法可使大體積砼體內(nèi)的溫度降低34攝氏度。4.5澆注砼時，采用薄層澆注，控制砼在澆注過程中均勻上升

12、，避免砼拌和物堆積過大高差，砼的分層厚度控制在2030cm。4.6設(shè)10臺插入式振搗器，加強振搗，以期獲得密實的砼，提高密實度和抗拉強度，澆注后，及時排除表面積水，進行二次抹面，防止早期收縮裂縫的出現(xiàn)。4.7砼澆注后，搭設(shè)遮陽布棚，避免陽光曝曬承臺表面。4.8砼澆注后，砼表面用土工布覆蓋保溫，并灑水養(yǎng)生，使砼緩慢降溫、緩慢干燥，減少砼內(nèi)外溫差。4.9砼澆筑后，每2小時量測冷卻管出口的水溫和砼表面溫度，若溫差大于20時，及時調(diào)整養(yǎng)護措施，如加快冷卻水的流通速度等措施，以控制溫差小于25。5 溫度監(jiān)測承臺砼入模溫度為3034，1.5d后中心溫度最高達50，溫升達20，3d后中心溫度達5760，溫升2730，經(jīng)過1012d降溫階段后，中心溫度基本穩(wěn)定。承臺中心與側(cè)面中心溫度的最大溫差為10，與承臺表面的最大溫差為17左右，因此，在養(yǎng)護階段必須做好承臺表面的