文档介绍：苏通长江大桥C2标主塔墩承台
大体积混凝土温控方案
1概述
m, m,,下部为哑铃型,上部(两端)为八面棱台型,混凝土方量42271m3。具有平面尺寸特大、混凝土方量多、形状复杂的特点。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。为防止温度裂缝,保证工程质量,必须进行温度控制,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 计算依据与参数
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、弹性模量及气温由路桥集团第二公路工程局苏通长江大桥C2标项目总经理部提供,其余参数参考有关工程资料并根据笔者经验选取。
混凝土性能
混凝土材料的配合组成
承台大体积混凝土的设计强度等级为C35, ,南通华能粉煤灰开发公司的Ⅱ级粉煤灰;石料为湖北武
穴产5~25mm连续级配石灰岩碎石;砂子为赣江Ⅱ区中砂;外加剂为南京水科院生产的NA—F2型高效泵送剂,每方混凝土的材料用量如表1所示。
表1 承台混凝土每方材料用量表
材料名称
水泥
粉煤灰
砂
碎石
水
外加剂
合计
材料用量(kg)

相对用量(%)

混凝土弹性模量
××104MPa,根据该试验结果,不同龄期的弹性模量E按(1)式计算:
(t≥3) (1)
混凝土弹性模量随龄期增长的曲线如图1所示。
图1 弹性模量变化线
混凝土抗压强度
混凝土3天、7天和28天的抗压强度分别为:R3= MPa, R7= MPa,R28= MPa,
混凝土绝热温升
混凝土的绝热温升根据水化热计算, 3天和7天的水化热分别为
264J/g和280J/g,据此可估算混凝土的最终绝热温升,取q0=℃。凝土不同龄期的绝热温升用(2)式计算:
(2)

式中 t—龄期(天);
q—在龄期t的绝热温升。
混凝土的绝热温升曲线如图2所示。
图2 混凝土绝热温升曲线
混凝土导温系数
混凝土的导温系数a依据上面配合比计算取值: a=。
,×10-6(1/℃)。
温度初始条件与边界条件
在不同的日期浇筑混凝土时,应选取不同的气温和浇筑温度。常熟市前3年(2001年~2003年)的月平均气温如表2所示。
表2 常熟市月平均气温
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
平均气温

承台计划在2005年2月~5月浇筑,温度计算时,根据表2取各层的混凝土浇筑温度以及对应的气温和长江水温表如3所示。
表3 混凝土浇筑温度及边界温表
层次
1
2
3
4
5
6
备注
气温

水温

浇筑温度

温度计算时混凝土均设置冷却水管,冷却水管的层间间距和水平间距均为1m左右。
3 温度和应力计算

计算温度时,由于主墩承台的厚度与平面尺寸相比都较小,可简化为一维问题计算,考虑到封底混凝土和下部结构的影响以及应力计算的方便,仍采用三维有限元法计算,将温度场和应力场纳入一个统一的网格和程序计算。计算方法参照文献[1]。