1226合肥李焕刚桥梁大体积混凝土温控与防裂研究.doc

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1、 桥梁大体积混凝土温控与防裂研究摘要：在桥梁工程中，温度裂缝不仅会降低混凝土结构的承载能力，还会降低混凝土的耐久性能。从而给桥梁工程带来极大的麻烦。本文对桥梁工程大体积混凝土温度裂缝的成因进行了分析，并且对温控与防裂提出了相应的对策。关键词：桥梁；大体积砼；温控；防防裂一、工程概括合福铁路安徽段站前标三分部工程管段为合福铁路安徽段正线部分，起讫里程为DK1+250DK7+525，管段全长6.275 km。特别是跨合宁高速90+180+90m连续梁拱承台及墩身混凝土体积较大，施工过程中要采取温控措施，避免因温度应力而产生的裂缝。二、桥梁大体积混凝土产生裂缝的原因 （一）混凝土内外温差过大 混凝土

2、在浇筑过程中以及浇筑完成后，由于其内部的水化过程中，会释放大量的水化热，引起混凝土内部和混凝土表面的温差过大，从而导致裂缝的产生。 （二）混凝土收缩 混凝土的收缩引起收缩裂缝的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量, 用水量和水泥用量越高, 混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同, 其干缩、收缩的量也不同。 （三）温度突变 桥梁工程的主梁在浇筑完成后其侧面容易受到太阳的暴晒，使得该部位的混凝土温度明显高于其他部位，或者是遇到突降大雨、冷空气侵袭等天气因素导致表面温度突降，形成温度梯度，从而使混凝土产生裂缝。三、桥梁大体积混凝土温控与防裂措施 （一）优化设计 桥梁工程的设计过程中，应该根据工程

3、所在地的气候条件来进行混凝土配合比的合理选择，并且应该在容易产生温度裂缝的部位设置一些温度钢筋来进行抗拉、同时钢筋的保护层厚度应该尽量选取规范允许的较小值，以避免因为保护层度过大而导致温度裂缝的产生。 （二）做好混凝土浇筑前裂缝控制理论计算 （1）计算不同龄期混凝土的内部温度假定结构物四周没有任何散热和热损失条件，水泥水化热全部转化成温升后的温度，水泥水化热引起的混凝土绝热温升可按下式计算： T(t)=WQ/ C（1-e-mt） T(t)-混凝土龄期为t时的绝热温升（） W-每立方米混凝土的胶凝材料用量（kg/m3） C-混凝土的比热，一般为0.921.0kJ/(Kg. ) -混凝土的质量密度

4、，24002500kg/ m3 t-混凝土龄期（d） Q每千克水泥水化热量 ，本工程使用普通425#水泥，查表的Q取值377。此处计算按照最大值，即最终温升值计算Tmax=mcQ/C=287*377/0.95*2450=46.48()以下计算不龄期混凝土绝热升温 -0.3*1-0.3*1 -0.3*3-0.3*3 -0.3*7-0.3*5 -0.3*15-0.3*15 （2）混凝土收缩值当量温度计算y（t）=y0（1-e）*M1M11y（t）龄期为T时混凝土收缩引起的相对值y0 标准状态下混凝土最终收缩的相对值。 取值4.0*10-4 M1M11：考虑各种条件的修正系数,查表可得 Ty（t）=

5、y（t）/ ：线性膨胀系数取值1.0*10-5 Ty(3)= y（1）/=4.0*10-4(1- e-0.01*3)* 1.0*1.13*1.0*1.2*1.09*1.1*1*0.76*1*0.86*1/1.0*10-5 Ty(7)= y（1）/=4.0*10-4(1- e-0.01*7)* 1.0*1.13*1.0*1.2*1*1.1*1*0.76*1*0.86*1/1.0*10-5 Ty(15)= y（1）/=4.0*10-4(1- e-0.01*15)* 1.0*1.13*1.0*1.2*0.93*1.1*1*0.76*1*0.86*1/1.0*10-5 （3）混凝土弹性模量 Et=*E

6、0(1-e) E3=0.99*1*3.15*104(1- e-0.09*3)=7378(N/mm2) E7=0.99*1*3.15*104(1- e-0.09*7)=14575(N/mm2) E15=0.99*1*3.15*104(1- e-0.09*15)=23099(N/mm2) （4）温度应力计算计算混凝土浇筑前温度收缩应力：根据路桥计算手册=（E(t) * *T/(1-v)）*St*R式中：z混凝土由于温差产生的最大拉应力 E(t)：混凝土对应龄期的弹性模量 ：混凝土的热膨胀系数 T:混凝土最大综合温差。T=T0+2/3Tt+ Ty（t）-Th 式中：T0混凝土入模温度，取值24摄氏度

7、，Th：混凝土浇筑后达到稳定时的温度，根据合肥地区的气温情况，取值20摄氏度 （三）埋设温控监测元件在混凝土浇筑期间埋设温控检测元件，以能真实反映出混凝土浇筑体内的最高温升，芯部与表层温差、降温速率及环境温度。监测点的布置范围以所选混凝土平面图对称轴线的半条轴线为测试区，在测试区内监测点的布置应考虑其代表性，按平面分层布置，在基础平面对称轴线上，监测点不宜少于4处。沿混凝土浇筑体厚度方向，应布置外表、底面和中心温度测点，其余测点布设间距不宜大于600mm。混凝土表层温度，宜以混凝土表面以内50mm处温度为准。 大体积混凝土的浇筑体芯部与表层温差、降温速率、环境温度的测量，在混凝土浇筑后，每昼夜

8、应不少于4次，入模温度的测量，每工班不少于2次。 图为117#承台监测点布置图 （四）在混凝土内部埋设循环冷却管，以降低混凝土养护期间的芯部温度。采用直径48mm壁厚为2mm的钢管，结合直接头、弯接头作为冷却管，在混凝土施工前，冷却管均需经过通水试压确保管路不漏水。冷却管采用回旋形布置即“U”行布置，并形成回路，共设4层，由于管路较长，每二层均设独立的进水口及出水口，使每个回路独立循环，确保散热效果。 混凝土浇筑超过结构物高度一半时，即进行通水散热，循环水利用现场既有水塘，采用水泵抽至散热管进水口，再接管将出水口热水流至水塘。散热管保持不间断通水，根据现场埋设的测温元件，当混凝土内外温差小于3

9、0摄氏度时候，可以停止水循环。 图为承台散热管平面布置图四、 总结 尽管我国国民经济不断发展，城市基本建设规模越发朝着大型化方面发展，其新技术不断的涌现，但是大体积混凝土施工仍是我们今后要面对的严峻课题。我们应该在施工中加强控制，逐步摸索出一套成熟的经验，以此跟上时代发展地方步伐。参考文献：1张小川.桥梁大体积混凝土温控与防裂D.2006.2农世林.市政桥梁工程大体积混凝土温控与防裂措施探讨J.城市建设理论研究（电子版）,2012,(15)3罗碧辉.桥梁工程大体积混凝土的温控与防裂对策分析J.城市建设理论研究（电子版）,2011,(35)4郜祝明,戴文玉,赵仕淞.桥梁结构大体积混凝土温控及防裂研究J.科技创新与应用,2011,(24)5徐黎明.广州黄埔大桥承台大体积混凝土温控研究D.2007.