1、四川省宜瀘高速公路工程項目施工技術方案報審表 監表67承包單位：四川公路橋梁建設集團 施工標段：E8監理單位：中國船級社實業公司 編 號：致：監理工程師現報上 南溪長江大橋北錨碇錨體大體積混凝土溫控 的技術、工藝方案，方案詳細說明和圖表，請予審查和批準。附件：技術、工藝方案說明和圖表。 承包人： 日期： 年 月 日審查意見：監理工程師： 日期：審查意見：（總）駐監理工程師： 日期：附注：特殊技術、工藝方案要經總監理理工程師批準，一般由駐地監理工程師審批宜瀘高速公路TJ合同段E8分部南溪長江大橋北錨碇錨體大體積混凝土溫控方案 復 核： 負責人： 四川路橋宜瀘高速公路TJ合同段E8分部二O一O年八

2、月南溪大橋北錨碇錨體大體積混凝土溫控方案中交武漢港灣工程設計研究院2010年07月目 錄述12. 大體積混凝土溫度應力仿真計算.1 氣象資料.1設計資料.1導熱方程.2導熱方程的初始條件和邊界條件.3基本假設.4計算考慮的荷載和邊界條件5混凝土結構的開裂風險5混凝土設計參數取值6錨碇混凝土仿真計算.6錨體 eq oac(,1)基礎7錨體 eq oac(,1)錨塊.11錨體基礎.15錨體錨塊.183. 溫控標準234. 現場溫度控制措施.24混凝土配制.24混凝土澆筑溫度的控制.25澆筑溫度計算.25夏季施工澆筑溫度控制.27冬季施工澆筑溫度控制.28冷卻水管的埋設及控制.29水管位置.29冷卻

3、水管使用及其控制.29控制混凝土澆筑間歇期.30內外溫差控制.30裂縫控制措施.30澆筑和振搗.30養護.305. 現場監控.32監測儀器及元件.32監測元件.32監測元件的埋設.33現場觀測.34現場監測內容及要求.34溫控監測流程.34現場監測的應對措施.3538目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc267151771 1. 概述 PAGEREF _Toc267151771 h 1 HYPERLINK l _Toc267151772 2. 大體積混凝土溫度應力仿真計算 PAGEREF _Toc267151772 h 1 HYPERLINK l _Toc26

4、7151773 氣象資料 PAGEREF _Toc267151773 h 1 HYPERLINK l _Toc267151774 設計資料 PAGEREF _Toc267151774 h 2 HYPERLINK l _Toc267151775 導熱方程 PAGEREF _Toc267151775 h 2 HYPERLINK l _Toc267151776 2.導熱方程的初始條件和邊界條件 PAGEREF _Toc267151776 h 4 HYPERLINK l _Toc267151777 基本假設 PAGEREF _Toc267151777 h 5 HYPERLINK l _Toc26715

5、1778 計算考慮的荷載和邊界條件 PAGEREF _Toc267151778 h 5 HYPERLINK l _Toc267151779 混凝土結構的開裂風險 PAGEREF _Toc267151779 h 6 HYPERLINK l _Toc267151780 混凝土設計參數取值 PAGEREF _Toc267151780 h 6 HYPERLINK l _Toc267151781 錨碇混凝土仿真計算 PAGEREF _Toc267151781 h 7 HYPERLINK l _Toc267151782 錨體 eq oac(,1)基礎 PAGEREF _Toc267151782 h 8 H

6、YPERLINK l _Toc267151783 2.3.2錨體 eq oac(,1)錨塊 PAGEREF _Toc267151783 h 12 HYPERLINK l _Toc267151784 錨體 eq oac(,2)基礎 PAGEREF _Toc267151784 h 17 HYPERLINK l _Toc267151785 錨體 eq oac(,2)錨塊 PAGEREF _Toc267151785 h 22 HYPERLINK l _Toc267151786 3. 溫控標準 PAGEREF _Toc267151786 h 27 HYPERLINK l _Toc267151787 4.

7、 現場溫度控制措施 PAGEREF _Toc267151787 h 27 HYPERLINK l _Toc267151788 混凝土配制 PAGEREF _Toc267151788 h 28 HYPERLINK l _Toc267151789 混凝土澆筑溫度的控制 PAGEREF _Toc267151789 h 29 HYPERLINK l _Toc267151790 4.2.1 澆筑溫度計算 PAGEREF _Toc267151790 h 29 HYPERLINK l _Toc267151791 4.2.2 夏季施工澆筑溫度控制 PAGEREF _Toc267151791 h 31 HYPE

8、RLINK l _Toc267151792 4.2.3 冬季施工澆筑溫度控制 PAGEREF _Toc267151792 h 32 HYPERLINK l _Toc267151793 冷卻水管的埋設及控制 PAGEREF _Toc267151793 h 33 HYPERLINK l _Toc267151794 水管位置 PAGEREF _Toc267151794 h 33 HYPERLINK l _Toc267151795 冷卻水管使用及其控制 PAGEREF _Toc267151795 h 33 HYPERLINK l _Toc267151796 控制混凝土澆筑間歇期 PAGEREF _To

9、c267151796 h 34 HYPERLINK l _Toc267151797 內外溫差控制 PAGEREF _Toc267151797 h 34 HYPERLINK l _Toc267151798 裂縫控制措施 PAGEREF _Toc267151798 h 35 HYPERLINK l _Toc267151799 澆筑和振搗 PAGEREF _Toc267151799 h 35 HYPERLINK l _Toc267151800 養護 PAGEREF _Toc267151800 h 35 HYPERLINK l _Toc267151801 5. 現場監控 PAGEREF _Toc267

10、151801 h 37 HYPERLINK l _Toc267151802 監測儀器及元件 PAGEREF _Toc267151802 h 37 HYPERLINK l _Toc267151803 監測元件 PAGEREF _Toc267151803 h 37 HYPERLINK l _Toc267151804 .2監測元件的埋設 PAGEREF _Toc267151804 h 38 HYPERLINK l _Toc267151805 現場觀測 PAGEREF _Toc267151805 h 39 HYPERLINK l _Toc267151806 現場監測內容及要求 PAGEREF _Toc

11、267151806 h 39 HYPERLINK l _Toc267151807 溫控監測流程 PAGEREF _Toc267151807 h 40 HYPERLINK l _Toc267151808 現場監測的應對措施 PAGEREF _Toc267151808 h 401. 概述宜瀘渝高速公路南溪長江大橋建設是宜瀘渝高速公路宜賓段的重要控制性工程之一，投資為億元，預計2012年年底建成通車。其北橋頭位于長江北岸南溪縣羅龍鎮金雞村王家嘴，南橋頭位于長江南岸南溪縣江南鎮和馬家鄉交界處的灌口。橋梁總長度米，主橋為820米，寬米，橋梁形式為雙塔門式懸索橋，雙向四車道，設計時速為80公里。北錨碇錨體

12、由基礎、錨塊、前錨室、后錨室、散索鞍支墩等五部分構成。其中基礎、錨塊、散索鞍支墩均為大體積混凝土施工，因此其溫度裂縫為施工重點控制內容。為保證混凝土施工質量，避免產生溫度裂縫，確保大橋的使用壽命和運行安全，中交武漢港灣工程設計研究院對錨碇混凝土（基礎+錨塊）進行了溫控方案設計，計算了混凝土的內部溫度場及仿真應力場，并根據計算結果制定了不出現有害溫度裂縫的溫控標準和相應的溫控措施。2. 大體積混凝土溫度應力仿真計算2.1氣象資料橋址所在的宜賓市屬中亞熱帶濕潤季風氣候區的四川“盆南”氣候類型，具春旱夏熱、秋冬綿雨、雨量充沛、無霜期長的特征。該地區年平均氣溫，最低1月份平均，最高7月份平均；年平均總

13、降雨量為11081184毫米，降水集中在59月；平均相對濕度8183%；主導風向為北西，最大風速。1996.012010氣候統計資料見圖2-1。 特征統計圖 圖2-1 宜賓地區氣候統計資料設計資料導熱方程設有一均勻各向同性的固體，從中取出一無限小的六面體，如下圖。在單位時間內從左界面流入的熱量為，經右界面流出的熱量為，流入的凈熱量為。圖2-2 溫度傳導小六面體示意圖在固體的熱傳導中，熱流量（單位時間內通過單位面積的熱量）與溫度梯度成正比，但熱流方向與溫度梯度方向相反， (公式2-1)式中 導熱系數，kJ/(mh)；是的函數，將展成泰勒級數并取前兩項，得： (公式2-2)沿方向流入的凈熱量為 同

14、理，沿方向和方向流入的凈熱量分別為 及 水泥水化熱作用在單位時間內單位體積中發出的熱量為，則在體積內發出的熱量為。在時間內，此六面體溫度升高所吸收的熱量為 其中，混凝土比熱，；時間，；密度，。由熱量的平衡，從外界流入的凈熱量與內部水化熱之和必須等于溫度升高所吸收的熱量，即 (公式2-3)簡化，得固體導熱方程如下： (公式2-4)式中導溫系數，。在絕熱條件下混凝土的溫度上升速度為導熱方程可改寫為 (公式2-5).2導熱方程的初始條件和邊界條件導熱方程建立了物體的溫度與時間、空間的關系，但滿足導熱方程的解無限多，為了確定我們所需要的溫度場，還必須知道初始條件和邊界條件。初始條件為在初始瞬時物體內部

15、的溫度分布規律。邊界條件包括周圍介質與混凝土表面相互作用的規律及物體的幾何形狀。混凝土初始瞬時的溫度分布認為是均勻的，即邊界條件可以用以下四種方式給出：（1）第一類邊界條件：混凝土表面溫度是時間的已知函數，即 (公式2-6)混凝土與水接觸時，表面溫度等于已知的水溫，屬于這種邊界條件。（2）第二類邊界條件：混凝土表面的熱流量是時間的已知函數，即 (公式2-7)式中 表面法線方向。若表面是絕熱的，則。（3）第三類邊界條件：當混凝土與空氣接觸時，表面熱流量與混凝土表面溫度和氣溫之差成正比，即 (公式2-8)式中 放熱系數，。當放熱系數趨于無限時，即轉化為第一類邊界條件。當放熱系數時，又轉化為絕熱條件

16、。（4）第四類邊界條件：當兩種不同的固體接觸時，如果接觸良好，則在接觸面上溫度和熱流量都是連續的，邊界條件如下： (公式2-9)如果兩固體之間接觸不良，則溫度是不連續的，須引入接觸熱阻的概念，邊界條件如下： (公式2-10)式中，因接觸不良產生的熱阻，由實驗確定。.3基本假設由于影響施工期混凝土開裂的因素很多，所以在實際計算中作以下假設：1) 假定混凝土為均質各向同性材料，結構在溫度和靜力作用下，材料處于彈性范圍，結構構件的溫度變形符合貝努力平面假定；2) 本結構在溫度場范圍內，材料特性不隨溫度而改變；3) 模板變形對混凝土體不產生影響，混凝土收縮變形均勻分布；4) 熱源的放熱率是時間的函數，

17、而與空間變量無關。.4計算考慮的荷載和邊界條件大體積混凝土施工期所受的荷載主要為溫度荷載、混凝土自重以及混凝土收縮變形所產生的荷載。收縮變形所產生的荷載轉化為溫度荷載。計算錨碇溫度場時，基礎底部采用第二類邊界條件，取絕熱狀態；頂部采用第三類邊界條件（與空氣接觸）；錨碇內對稱截斷面采用第二類邊界條件的絕熱狀態；對于外表面，考慮拆模前后對混凝土表面的散熱影響，拆模前是粗糙表面與空氣熱對流邊界條件，拆模后是光滑表面與空氣熱對流邊界，拆模后用土工布養護時，為土工布表面與空氣熱對流邊界，這些邊界屬于第三類熱學邊界條件。計算應力場時，基礎底部取固定約束，側面和對稱截面給與該表面的位移約束。.5混凝土結構的

18、開裂風險目前對于混凝土在溫度應力場分析驗算的抗裂安全系數，即混凝土的劈裂抗拉強度與計算溫度應力之比有不同的取值。在歐洲一般采用開裂風險的概念，即混凝土計算拉應力與對應齡期劈裂抗拉強度的比值，并對開裂風險作了規定。丹麥在其1991年出版的“早齡期開裂控制”系列報告中指出：混凝土內部產生的拉應力超過80%的劈裂抗拉強度時生成少數裂縫，應力小于80%的劈裂抗拉強度時，沒有觀察到裂縫。厄勒海峽隧道和丹麥大海帶橋梁中要求計算溫度應力與劈裂抗拉強度不得大于，即劈裂抗拉強度與溫度應力比不得小于，現場監測結果表明混凝土沒有出現溫度裂縫，溫控效果良好。在日本規范中采用抗裂安全系數來評價混凝土的開裂風險，并要求劈

19、裂抗拉強度與計算溫度應力比不得小于。即將頒布的交通部行業標準水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規程（報批稿）規范編寫組統計了二十余個大體積混凝土溫控工程的開裂情況，發現劈裂抗拉強度與相應齡期計算的溫度應力值之比不小于時，開裂概率小于5%；劈裂抗拉強度與相應齡期計算的溫度應力值之比不小于時，開裂概率小于15%。考慮到本工程抗裂的重要性和錨碇溫控的特點，擬控制溫控抗裂安全系數大于1.3。溫控抗裂安全系數的定義為標準養護條件下的混凝土劈裂抗拉強度試驗值與對應齡期溫度應力計算最大值之比。.6混凝土設計參數取值錨體混凝土設計強度等級C30，配合比見表2-1，原材料選擇如下：水泥：；粉煤灰：瀘州江北電廠

20、I級灰；砂：中砂；碎石：16mm為35% ，16為65%；外加劑：RB高效泵送劑。表2-1 承臺C30混凝土配合比(kg/m3)水泥粉煤灰砂碎石水外加劑18815473012321383.4其劈裂抗拉強度參考值及物理熱學參數根據配合比計算并參考經驗值，見表2-2，表2-3。計算時考慮徐變對混凝土應力的影響，混凝土的徐變取值按經驗數值模型，如下所示： (公式2-11)式中：C1/E2，C2/E2，E2為最終彈模。表2-2 混凝土劈裂抗拉強度參考值（MPa）齡期(d)372860C30備注:若有試驗值，該參考值根據實際試驗值確定。表2-3 錨碇混凝土物理熱學參數工 程部 位最終彈模（MPa）熱脹系

21、數(1/)比熱(kJ/kg. )混凝土絕熱溫升()錨碇混凝土3.51048.010-6836.0錨碇混凝土仿真計算錨體由基礎、錨塊、前錨室、后錨室、散索鞍支墩等五部分構成，其立面示意圖見圖2-3，平面示意圖見圖2-4。施工設計要求對錨體基礎、錨塊、散索鞍支墩進行溫度控制設計，因錨體前基礎與散索鞍支墩均為空心箱式結構且分層澆筑（見圖2-3），其水化熱量累積較慢，只要做好保溫保濕養護工作應能避免混凝土出現有害溫度裂縫，故不對其進行溫控計算。由于錨碇平面尺寸較大，為避免錨塊和基礎澆筑施工后出現收縮與溫度裂縫，錨塊和基礎分成五塊進行澆注（見圖2-3），各塊之間設置了2m寬的補償收縮混凝土后澆帶。根據結

22、構對稱性，選擇錨體 eq oac(,1)（后基礎+錨塊）、錨體 eq oac(,2)（后基礎+錨塊）進行溫控計算，并根據計算結果給出相應溫控措施。圖2-圖2-3 錨體立面示意圖圖2-4 錨體平面示意圖錨體 eq oac(,1)基礎.1模型參數 根據結構對稱性，取錨體 eq oac(,1)基礎混凝土的1/2進行溫度應力計算，計算模型網格剖分圖見圖2-5。 錨體 eq oac(,1)基礎混凝土高10.5m，斷面尺寸m(29)m，擬分7次澆筑成型，分層高度為m7。 錨體 eq oac(,1)基礎混凝土澆筑溫度按表2-3取值。 參考氣候資料，風速按6m/s 沿厚度方向布置10層32mm的冷卻水管，水平

23、管間距為m。計算時考慮冷卻水管降溫效果。 溫度及應力計算從澆筑開始，模擬之后半年的溫度應力發展。圖2-5 錨體 eq oac(,1)基礎之1/2塊有限元剖分圖（附帶基巖約束）2.3.1.2計算結果在以上設定條件下，錨體 eq oac(,1)基礎內部最高溫度為58.2，溫峰出現時間為澆筑后第23天。錨體 eq oac(,1)基礎最高溫度包絡圖見圖2-6，各層內部最高溫度見表2-4。錨體 eq oac(,1)基礎溫度應力場分布見圖2-7，應力計算結果見表2-5。表2-4 錨體 eq oac(,1)基礎各層內部最高溫度（）層 數1234567預計工期9.29環境溫度澆筑溫度2828282828282

24、7最高溫度圖2-6 錨體 eq oac(,1)基礎最高溫度包絡圖A1: 錨體 eq oac(,1)基礎第一層3天應力場B1: 錨體 eq oac(,1)基礎第一層7天應力場C1: 錨體 eq oac(,1)基礎第一層28天應力場A2: 錨體 eq oac(,1)基礎第七層3天應力場B2: 錨體 eq oac(,1)基礎第七層7天應力場C2: 錨體 eq oac(,1)基礎第七層28天應力場混凝土溫度穩定后應力場分布圖2-7 錨體 eq oac(,1)基礎應力場分布圖（單位：）表2-5 錨體 eq oac(,1)基礎混凝土溫度應力場結果（MPa）部位齡期部位齡期3d7d28d半年第一層8第二層第

25、三層第四層第五層第六層第七層最小安全系數從圖2-6可以看出混凝土內部溫度較高、散熱慢，應加強通冷卻水，注意表面保溫。由表2-5和圖2-7可知，該基礎混凝土早期溫度應力集中于側面及上表面，后期溫度應力迅速由表面向內部發展，至28d后增長趨緩?；A第二層以上早期、后期溫度應力均較穩定；第一層混凝土因受封底約束影響而應力偏大，早期(7d)安全系數較低(1.3)，側面及上表面存在因溫度應力引起裂縫的風險，后期在與封底交界處產生應力集中，需要特別注意加強這些部位的保溫養護工作。應加大早期冷卻水通水流量，增強混凝土升溫期的降溫效果，建議有條件時，采取蓄水養護措施（非冬季施工）。需根據工況采取科學而有效的溫

26、控措施，嚴格控制內表溫差，特別是做好表面保溫保濕養護工作，以避免錨體 eq oac(,1)基礎混凝土出現有害溫度裂縫。2.3.2錨體 eq oac(,1)錨塊2.3.2.1 根據結構對稱性，取錨體 eq oac(,1)錨塊混凝土的1/2進行溫度應力計算，計算模型網格剖分圖見圖2-8。 錨體 eq oac(,1)錨塊混凝土高16m，斷面尺寸(29)m，擬分11次澆筑成型，分層高度為m10+1m。 錨體 eq oac(,1)錨塊混凝土澆筑溫度按表2-5取值計算。 參考氣候資料，風速按6m/s考慮。 沿厚度方向布置14層32mm的冷卻水管，水平管間距為。計算時考慮冷卻水管降溫效果。 溫度及應力計算從

27、澆筑開始，模擬之后半年的溫度應力發展。圖2-8 錨體 eq oac(,1)錨塊之1/2塊有限元剖分圖（附帶基巖約束）.2計算結果在以上設定條件下，錨體 eq oac(,1)錨塊內部最高溫度為57.6，溫峰出現時間為澆筑后第23天。錨體 eq oac(,1)錨塊最高溫度包絡圖見圖2-9，各層內部最高溫度見表2-6。錨體 eq oac(,1)錨塊溫度應力場分布見圖2-10，應力計算結果見表2-7。表2-6 錨體 eq oac(,1)錨塊各層內部最高溫度（）層 數123456預計工期10.05-10.0910.1010.15-10.1910.2010.25-11.29環境溫度澆筑溫度27272625

28、2424最高溫度層 數7891011預計工期10.3011.04-11.08911.14-11.189環境溫度澆筑溫度2423222120最高溫度圖2-9 錨體 eq oac(,1)錨塊最高溫度包絡圖A1: 錨體 eq oac(,1)錨塊第一層3天應力場B1: 錨體 eq oac(,1)錨塊第一層7天應力場C1: 錨體 eq oac(,1)錨塊第一層28天應力場A2: 錨體 eq oac(,1)錨塊第十一層3天應力場B2: 錨體 eq oac(,1)錨塊第十一層7天應力場C2: 錨體 eq oac(,1)錨塊第十一層28天應力場混凝土溫度穩定后應力場分布圖2-10 錨體 eq oac(,1)錨

29、塊應力場分布圖（單位：）表2-7 錨體 eq oac(,1)錨塊混凝土溫度應力場結果（MPa）部位齡期部位齡期3d7d28d半年第一層2.022.512.13第二層0.541.901.95第三層1.911.941.79第四層第五層第六層第七層第八層第九層第十層第十一層最小安全系數從圖2-9可以看出混凝土內部溫度較高、散熱慢，應加強通冷卻水，注意表面保溫。由表2-6和圖2-10可知，該錨塊混凝土早期溫度應力集中于錨塊側面及上表面，后期溫度應力迅速由表面向錨塊內部發展，至28d后漸趨穩定。錨塊第二層以上早期、后期溫度應力均較穩定；第一層混凝土因受封底約束影響在邊角處出現應力集中點，該處應力計算值偏

30、大，早期安全系數較低(1.3)。分析可知可能出現裂縫的位置是各層側面及上表面，尤其是錨塊第一層與封底約束交接的位置，需要特別注意加強這些部位的保溫養護工作。應加大早期冷卻水通水流量，增強混凝土升溫期的降溫效果，建議有條件時，采取蓄水養護措施（非冬季施工）。需根據工況采取科學而有效的溫控措施，嚴格控制內表溫差，特別是做好表面保溫保濕養護工作，以避免錨體 eq oac(,1)錨塊混凝土出現有害溫度裂縫。2.3.3錨體 eq oac(,2)基礎2.3.3.1 根據結構對稱性，取錨體 eq oac(,2)基礎混凝土的1/2進行溫度應力計算，計算模型網格剖分圖見圖2-11。 錨體 eq oac(,2)基

31、礎混凝土高10.5m，斷面尺寸30m，擬分7次澆筑成型，分層高度為m7。 錨體 eq oac(,2)基礎混凝土澆筑溫度按表2-7取值計算。 參考氣候資料，風速按6m/s考慮。 沿厚度方向布置11層32mm的冷卻水管，水平管間距為。計算時考慮冷卻水管降溫效果。 溫度及應力計算從澆筑開始，模擬之后半年的溫度應力發展。圖2-11 錨體 eq oac(,2)基礎之1/2塊有限元剖分圖（附帶基巖約束）2.3.3.2在以上設定條件下，錨體 eq oac(,2)基礎內部最高溫度為58.9，溫峰出現時間為澆筑后第23天。錨體 eq oac(,2)基礎最高溫度包絡圖見圖2-12，各層內部最高溫度見表2-8。錨體

32、 eq oac(,2)基礎溫度應力計算結果見表2-9，應力場分布見圖2-13。表2-8 錨體 eq oac(,2)基礎各層內部最高溫度（）層 數1234567工 期9.29環境溫度澆筑溫度28282828282827最高溫度圖2-12 錨體 eq oac(,2)基礎最高溫度包絡圖A1: 錨體 eq oac(,2)基礎第一層3天應力場B1: 錨體 eq oac(,2)基礎第一層7天應力場C1: 錨體 eq oac(,2)基礎第一層28天應力場A2: 錨體 eq oac(,2)基礎第七層3天應力場B2: 錨體 eq oac(,2)基礎第七層7天應力場C2: 錨體 eq oac(,2)基礎第七層28

33、天應力場混凝土溫度穩定后應力場分布圖2-13 錨體 eq oac(,2)基礎應力場分布圖（單位：）表2-9 錨體 eq oac(,2)基礎混凝土溫度應力場結果（MPa）部位齡期部位齡期3d7d28d半年第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層最小安全系數從圖2-12可以看出混凝土內部溫度較高、散熱慢，應加強通冷卻水，注意表面保溫。由表2-9和圖2-13可知，該基礎混凝土早期溫度應力集中于側面及上表面，后期溫度應力迅速由表面向內部發展，至28d后漸趨穩定?；A第二層以上早期、后期溫度應力均較穩定；第一層混凝土因受封底約束影響在邊角處出現應力集中點，該處應力計算值偏大，7d安全系數較低(1.3)

34、。分析可知可能出現裂縫的位置是各層側面及上表面，尤其是基礎第一層與封底約束交接的位置，需要特別注意加強這些部位的保溫養護工作。應加大早期冷卻水通水流量，增強混凝土升溫期的降溫效果，建議有條件時，采取蓄水養護措施（非冬季施工）。需根據工況采取科學而有效的溫控措施，嚴格控制內表溫差，特別是做好表面保溫保濕養護工作，以避免錨體 eq oac(,2)基礎混凝土出現有害溫度裂縫。2.3.4錨體 eq oac(,2)錨塊2.3.4.1 根據結構對稱性，取錨體 eq oac(,2)錨塊混凝土的1/2進行溫度應力計算，計算模型網格剖分圖見圖2-14。 錨體 eq oac(,2)錨塊混凝土高m，斷面尺寸30mm

35、，擬分17次澆筑成型，分層高度為m16+。 錨體 eq oac(,2)錨塊混凝土澆筑溫度按表2-9取值計算。 參考氣候資料，風速按6m/s考慮。 沿厚度方向布置20層32mm的冷卻水管，水平管間距為。計算時考慮冷卻水管降溫效果。 溫度及應力計算從澆筑開始，模擬之后半年的溫度應力發展。圖2-14 錨體 eq oac(,2)錨塊之1/2塊有限元剖分圖（附帶基巖約束）2.3.4.2在以上設定條件下，錨體 eq oac(,2)錨塊內部最高溫度為55.8，溫峰出現時間為2天齡期。錨體 eq oac(,2)錨塊最高溫度包絡圖見圖2-15，各層內部最高溫度見表2-10。錨體 eq oac(,2)錨塊溫度應力

36、場分布見圖2-16應力計算結果見表2-11。表2-10 錨體 eq oac(,2)錨塊各層內部最高溫度（）層 數123456工 期10.05-10.0910.1010.15-10.1910.2010.25-11.29環境溫度澆筑溫度272726252424最高溫度層 數789101112工 期10.3011.04-11.08911.14-11.1891.28環境溫度澆筑溫度242322212019最高溫度層 數1314151617工 期9-12.03環境溫度澆筑溫度1918171616最高溫度圖2-15 錨體 eq oac(,2)錨塊最高溫度包絡圖A1: 錨體 eq oac(,2)錨塊第一層3

37、天應力場B1: 錨體 eq oac(,2)錨塊第一層7天應力場C1: 錨體 eq oac(,2)錨塊第一層28天應力場A2: 錨體 eq oac(,2)錨塊第十一層3天應力場B2: 錨體 eq oac(,2)錨塊第十一層7天應力場C2: 錨體 eq oac(,2)錨塊第十一層28天應力場混凝土溫度穩定后應力場分布圖2-16 錨體 eq oac(,2)錨塊應力場分布圖（單位：）表2-11 錨體 eq oac(,2)錨塊混凝土溫度應力場結果（MPa）部位齡期部位齡期3d7d28d半年第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層第八層第九層第十層第十一層第十二層第十二層第十三層第十四層第第十五層第十六

38、層第十七層安全系數從圖2-15可以看出混凝土內部溫度較高、散熱慢，應加強通冷卻水，注意表面保溫。由表2-11和圖2-16可知，該錨塊混凝土早期溫度應力集中于錨塊側面及上表面，后期溫度應力迅速由表面向錨塊內部發展，至28d后漸趨穩定。錨塊第二層以上早期、后期溫度應力均較穩定；第一層混凝土因受封底約束影響在邊角處出現應力集中點，該處應力計算值偏大，3d、7d安全系數均較低(1.3)。分析可知可能出現裂縫的位置是各層側面及上表面，尤其是錨塊第一層與封底約束交接的位置，需要特別注意加強這些部位的保溫養護工作。應加大早期冷卻水通水流量，增強混凝土升溫期的降溫效果，建議有條件時，采取蓄水養護措施（非冬季施

39、工）。需根據工況采取科學而有效的溫控措施，嚴格控制內表溫差，特別是做好表面保溫保濕養護工作，可以避免錨體 eq oac(,2)錨塊混凝土出現有害溫度裂縫。3. 溫控標準混凝土溫度控制的原則是：1) 控制混凝土澆筑溫度；2) 盡量降低混凝土的溫升、延緩最高溫度出現時間；3) 控制溫峰過后混凝土的降溫速率；4) 降低混凝土中心和表面之間、新老混凝土之間的溫差以及控制混凝土表面溫度和氣溫之間的差值。溫度控制的方法和制度需根據氣溫、混凝土配合比、結構尺寸、約束情況等具體條件確定。根據本工程的實際情況，制定如下溫控標準： 錨碇混凝土內部最高溫度60； 混凝土最大內表溫差25； 養護過程中，混凝土表面養護

40、水溫度與混凝土表面溫度之差15； 溫峰過后混凝土緩慢降溫，通過保溫控制砼最大降溫速率2.0/d。4. 現場溫度控制措施在混凝土施工中，將從混凝土的原材料選擇、配比設計以及混凝土的拌和、運輸、澆筑、振搗到通水、養護等全過程進行控制?；炷僚渲茷槭勾篌w積混凝土具有良好的抗侵蝕性、體積穩定性和抗開裂性能，混凝土原材料選用及配合比應遵循一定的原則，經過橋址周邊地區調研和實地考察、材料性能試驗，選定工地原材料如下： 采用低水化熱的膠凝材料體系在水運工程中，為了降低混凝土的水化熱同時又能提高混凝土的密實性，大多采用粉煤灰和?；郀t礦渣粉復摻，可選用礦渣硅酸鹽水泥加粉煤灰的組合或普通硅酸鹽水泥加礦渣、粉煤灰

41、的組合，其中不同摻量粉煤灰、礦粉對膠凝材料水化熱調整系數見表4-1。本構件采用礦渣硅酸鹽水泥摻粉煤灰的配合比配制，見表2-1。表4-1 不同摻量礦物摻合料水化熱調整系數摻量0%10%20%30%40%50%60%70%粉煤灰水化熱調整系數1/?；郀t礦渣粉水化熱調整系數1注：表中摻量為礦物摻合料占膠凝材料總用量的百分比。水泥應符合硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥(GB175)標準中相應等級要求，宜采用C2S含量相對較高的水泥，且比表面積不得超過400m2/kg。經過周邊調研和材料性能試驗，水泥選用。粉煤灰必須來自燃煤工藝先進的電廠，應選用組分均勻、各項性能指標穩定的低鈣灰（F類），不得使用高鈣灰。應

42、首先注重燒失量和需水量比，其指標應符合國家標準用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GB/T1596)中級粉煤灰的規定。粉煤灰選用瀘州江北電廠I級灰。應綜合考慮混凝土絕熱溫升、收縮、強度、工作性等因素，優選絕熱溫升低、收縮小、抗拉強度高、施工性能好的配合比。 選用優質聚羧酸類高性能緩凝減水劑高性能聚羧酸緩凝減水劑兼顧減水、引氣和緩凝效果，可以延緩水化熱的峰值期并改善混凝土的和易性，降低混凝土水灰比以達到減少水化熱的目的。聚羧酸高性能減水劑減水率應不低于28%，含固量應大于20%，混凝土2h坍損小于初始值的10%，泌水率比不大于60%，28d收縮率比不大于110%。聚羧酸高性能減水劑應摻加優質引氣劑，控制

43、混凝土含氣量在34%左右，可改善混凝土和易性、均質性，提高混凝土變形性能和抗開裂性能力。外加劑選用RB高效泵送劑。 選用級配良好、低熱膨脹系數、低吸水率的粗骨料優質骨料體積穩定性好、用水量小，可減小混凝土的收縮變形。粗骨料宜采用兩級配單粒級石子，最大粒徑不應超過25mm。粗骨料表觀密度不低于2600kg/m3，吸水率不宜大于2%，含泥量不得超過0.5%。碎石選用兩級配碎石，16mm為35% ，16為65%。 拌合用水用深層江水或井水夏季澆筑大體積混凝土應盡可能降低混凝土澆筑溫度，冬季澆筑混凝土為避免混凝土受凍應保證混凝土澆筑溫度不低于5。深層江水或井水冬暖夏涼，常年保持在415，對降低夏季混凝

44、土澆筑溫度、提高冬季混凝土澆筑溫度比較有利。 使用低流動性混凝土在滿足施工的前提下，盡可能使用坍落度相對較低的混凝土，有利于減少混凝土用水量，降低溫升、減少干縮，提高抗開裂性能。大體積混凝土坍落度宜控制在1822cm之間。配合比設計優化的目標是：采用優質原材料，在滿足強度要求和工作性能的前提下，配制出抗滲性能好、體積收縮小、絕熱溫升盡可能低的優質混凝土?；炷翝仓囟鹊目刂?控制混凝土的澆筑溫度對控制混凝土裂縫非常重要。相同混凝土，入模溫度高的溫升值要比入模溫度低的大許多。本橋錨碇施工對大體積混凝土澆筑溫度的要求為：夏季施工不超過28，冬季施工不低于5。選擇合適的時間進行混凝土澆筑比較重要。北

45、錨碇預計工期為8月下旬至次年4月下旬，前期經歷夏季施工，后期經歷冬季施工。 澆筑溫度計算澆筑溫度主要受原材料溫度、氣溫等影響。在混凝土澆筑之前，可通過測量水泥、粉煤灰、砂、石、水的溫度，考慮環境溫度來估算澆筑溫度?；炷翝仓囟瓤砂聪率接嬎悖篢pT0+(TaT0)(+)+Tf (公式4-1)式中：Tp混凝土澆筑溫度()；T0混凝土出機口溫度()；Ta環境溫度()；Tf 泵送混凝土時的摩擦升溫()，按每百米泵送距離溫度升高計算；1 混凝土裝、卸和轉運時的溫度變化系數；2 混凝土運輸時的溫度變化系數；3 混凝土澆筑時的溫度變化系數；1、2、3的數值按如下方法確定：(1)混凝土裝、卸和轉運，每次按計

46、算；(2)混凝土運輸時2A，為運輸時間，以分鐘計，A取值參照表4-2；(3)澆筑過程中3，為澆筑振搗時間，以分鐘計。表4-2 混凝土運輸時冷量(或熱量)損失計算參數A值運輸工具容積（m3）A(min-1)混凝土攪拌車612吊斗1.66513注：對于混凝土攪拌車和吊斗，容量小時取上限值，反之取下限值。其中，混凝土出機口溫度可按下式計算：T0=(公式4-2)式中：T0混凝土出機口溫度()；Qs砂的含水量，以重量百分比計(%)；Qg石的含水量，以重量百分比計(%)；Ws每立方米混凝土中砂的重量(kg)；Wg每立方米混凝土中石的重量(kg)；Wc每立方米混凝土中膠凝材料的重量(kg)；Ww每立方米混凝

47、土中水的重量(kg)；Ts砂的溫度()；Tg石的溫度()；Tc膠凝材料的溫度，為水泥和礦物摻合料溫度的重量加權平均()；Tw水的溫度()。根據混凝土配合比，在不考慮各原料含水量的前提下計算得該混凝土出機口溫度為：T0=(146Ts +246.4Tg +68.4Tc +138Tw (公式4-3)按照泵送距離50m、運輸時間30min、攪拌車容量10m3、振搗時間1min計算澆筑溫度為：Tp =TaT0 (公式4-4)根據公式4-3、公式4-4進行計算，可得以下結果：1) 膠凝材料溫度升/降1，混凝土澆筑溫度Tp升/降2) 砂子溫度升/降1，混凝土澆筑溫度Tp升/降3) 碎石溫度升/降1，混凝土澆

48、筑溫度Tp升/降4) 拌合水溫度升/降1，混凝土澆筑溫度Tp升/降4.2.2 夏季施工澆筑溫度控制夏季施工若澆筑溫度超出控制要求，則應通過熱工計算采取相應措施來降低各原材料溫度，從而降低澆筑溫度，使其不超過28。降低混凝土澆筑溫度的措施如下：1) 水泥溫度控制60。水泥應放置至充分冷卻后使用，禁止使用剛出廠的新水泥2) 骨料溫度控制30。粗細骨料堆場應搭設遮陽棚，堆高并從底層取料；粗骨料可在保證工作性的前提下噴淋降溫，或3) 拌合水溫度控制154) 利用溫度較低時段施工。避免在溫度超過305) 減少混凝土在運輸和澆筑過程中的溫度回升。應加快運輸和澆筑速度，在混凝土輸送容器、管道外用帆布遮陽并經

49、常灑水降溫； 6) 避免模板和新澆筑混凝土受陽光直射，入模前的模板與鋼筋溫度以及附近的局部氣溫不超過40，倉面降溫可采取噴霧或灑水措施熱工計算算例如下：1) 假設氣溫為Ta、砂子溫度高于氣溫1、碎石溫度高于氣溫2、膠凝材料溫度為60、夏季深層江水溫度為20，若使Tp28，根據公式4-3、公式4-4即夏季使用深層江水拌合混凝土，氣溫在2以下時不需要對澆筑溫度進行特別控制，氣溫若超過2則需要按照夏季施工執行降低混凝土澆筑溫度的措施。2) 假設氣溫為Ta、砂子溫度高于氣溫1、碎石溫度高于氣溫2、膠凝材料溫度為60、夏季井水溫度為15，若使Tp28，根據公式4-3、公式4-4即夏季使用井水拌合混凝土，

50、氣溫在2以下時不需要對澆筑溫度進行特別控制，氣溫若超過2則需要按照夏季施工執行降低混凝土澆筑溫度的措施。使用井水作為拌合用水，溫度較穩定，澆筑溫度滿足要求的氣溫條件更寬松，推薦使用井水拌合混凝土。根據結果，綜合考慮經濟性、易操作性及不影響混凝土性能，冷卻拌合水對混凝土澆筑溫度的控制最為有利，拌合水溫度降1，混凝土澆筑溫度Tp可。設為通過加入冰塊冷卻拌合水，其中水的比熱為4200J/kg、冰塊的價格約為300元/噸，不考慮冰融化吸熱，則若使1m3混凝土澆筑溫度降1需造成的成本增加為：1/4200J/kg138 kg /(4200J/kg281000kg/噸) 300 冬季施工澆筑溫度控制冬季施工

51、為防止混凝土遭遇凍害，要求將混凝土澆筑溫度控制到5。若澆筑溫度不在控制要求內，則應通過熱工計算采取相應措施來增加各原材料溫度，從而提高澆筑溫度，使其不低于5。可保證混凝土澆筑溫度的措施如下：1) 采用熱水拌制混凝土；2) 拌站原材料儲罐包裹保溫防寒被；3) 防止混凝土在運輸過程中受凍，運輸罐車覆蓋保溫防寒被；4) 送泵管用雙層土工材料包裹，防止輸送間歇受凍堵管。冬季施工算例如下：1) 假設氣溫為Ta、砂子溫度高于氣溫1、碎石溫度高于氣溫2、膠凝材料溫度為60、冬季深層江水溫度為4，若使Tp5，根據公式4-3、公式4-4計算得氣溫Ta即冬季使用深層江水拌合混凝土，氣溫在以上時不需要對澆筑溫度進行

52、特別控制，氣溫若則需要按照夏季施工執行提高混凝土澆筑溫度的措施。2) 假設氣溫為Ta、砂子溫度高于氣溫1、碎石溫度高于氣溫2、膠凝材料溫度為60、冬季井水溫度為12，若使Tp5，根據公式4-3、公式4-4計算得氣溫Ta即冬季使用井水拌合混凝土，氣溫在以上時不需要對澆筑溫度進行特別控制，氣溫若低于則需要按照冬季施工執行提高混凝土澆筑溫度的措施。使用井水作為拌合用水，溫度較穩定，澆筑溫度滿足要求的氣溫條件更寬松，推薦使用井水拌合混凝土。根據結果，綜合考慮經濟性、易操作性及不影響混凝土性能，加熱拌合水對混凝土澆筑溫度的控制最為有利，拌合水溫度升1，混凝土澆筑溫度Tp可。設為通過電加熱拌合水，其中水的

53、比熱為4200J/kg、電的價格約為元/度，則若使1m3混凝土澆筑溫度升1需造成的成本增加為：4200J/kg138kg/(10003600J/度) 元/度=冷卻水管的埋設及控制水管位置根據混凝土內部溫度分布特征，錨體 eq oac(,1)基礎混凝土沿厚度方向布置10層32mm的冷卻水管，錨體 eq oac(,1)錨塊混凝土沿厚度方向布置14層32mm的冷卻水管，錨體 eq oac(,2)基礎混凝土沿厚度方向布置11層32mm的冷卻水管，錨體 eq oac(,2)錨塊混凝土沿厚度方向布置20層32mm的冷卻水管，水平管間距為。每根冷卻水管長度為150200m，冷卻水管進出水口集中布置，以利于統

54、一管理。冷卻水管布置見附圖1、附圖2。冷卻水管使用及其控制圖4-1 冷卻水管分水器 在錨碇后澆段蓄深層江水做冷卻水。用分水器將各層各套水管從水箱集中分出，分水器設置相應數量的圖4-1 冷卻水管分水器 冷卻水管使用前進行壓水試驗，防止管道漏水、阻水。 對水管的焊接位置采取一定的保護措施，施工過程中嚴禁施工人員踩踏水管。 每層循環冷卻水管被混凝土覆蓋并振搗完畢后即可通水，通水時間根據測溫結果確定。一般最上層混凝土降溫過快（超過4/d）且溫峰不高（50）時可停止通最上層冷卻水，以防止混凝土垂直方向內表溫差過大；內部最高溫度降到45以下，連續3天降溫速率小于/d時可全面停止通冷卻水。上層混凝土澆筑后為

55、避免前一層混凝土的溫度回升，對前一層混凝土進行二次通水，混凝土內部最高溫度降到40 冷卻水流量根據測溫結果確定。升溫時段通水流量應使流速達到/s以上，流量達25L/min以上，形成紊流；降溫時段，可通過水閥控制減緩通水，使流速減半，水流平緩，以層流狀態冷卻混凝土。 控制進出水溫度，冷卻水的進水溫度以1525為宜。夏季采用循環水受太陽輻射影響，水溫容易升高，進水口溫度30 待冷卻水管停止循環水冷卻并養生完成后，先用空壓機將水管內殘余水壓出并吹干冷卻水管，然后用壓漿機向水管壓注水泥漿，以封閉管路。 混凝土澆筑間歇期一般控制在7天左右，最長不得超過10天。對于大體積混凝土，由于水化放熱會使溫度持續升

56、高，在升溫的一段時間內應加強內部散熱，如加大冷卻水通水流量、降低通水溫度等。當混凝土處于降溫階段則要表面保溫覆蓋以減小降溫速率，通過外保內散措施將混凝土內表溫差控制在一定范圍內。錨碇上表面待混凝土初凝后可采用灑水并覆蓋塑料薄膜進行保溫保濕，天氣較冷時可于塑料薄膜之上加蓋帆布或草袋，冬季必須于塑料薄膜之上加蓋棉被或土工布進行保溫保濕?；炷帘爻浞?、時間足夠長，讓混凝土慢慢冷卻，直到溫差達到允許范圍，溫度應力會在混凝土內部分松馳掉，可有效控制有害裂縫的產生。4.6裂縫控制措施影響混凝土開裂的原因很復雜，往往不是單一因素造成的?；炷潦┕さ母鱾€環節對于控制早期裂縫、減小后期開裂傾向、實現設計的混凝

57、土結構耐久性是至關重要的。4.6.1澆筑和振搗混凝土按規定厚度、順序和方向澆筑，分層布料厚度不超過30cm。若使用溜槽施工，布料口的設置應盡量避免集中在錨體中心位置，避免流向模板邊緣部位的漿料過多、骨料較少，水化程度大、水化熱量高，因模板部位熱交換較快，易積累溫度應力。需改善砼澆筑工藝，使混凝土均勻分布。正確進行混凝土拌和物的振搗，振動棒垂直插入，快插慢拔，振搗深度超過每層的接觸面一定深度，保證下層在初凝前再進行一次振搗。振搗時插點均勻，成行或交錯式前進，振搗至混凝土不再下沉為止，避免過振或漏振，避免用振搗棒橫拖趕動混凝土拌和物，以免造成離下料口遠處砂漿過多而開裂。4.6.2養護混凝土養護包括

58、濕度和溫度兩個方面。結構表層混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取決于施工養護過程中的溫度和濕度養護。因為水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土強度和耐久性的微結構。為保證養護質量，對混凝土表面進行潮濕養護。濕養護的同時，還要控制混凝土的溫度變化，以保證混凝土內表溫差、氣溫與混凝土表面的溫差在控制范圍內。裸露混凝土表面的散熱系數約在70170kJ/(m2h)（風速35m/s），而表面覆蓋厚度為5cm的麻袋后散熱系數只有10.4kJ/(m2h)，可見在混凝土表面覆蓋一定的保溫層對抑制溫度散失、保持表面溫度是有效的。根據混凝土內部最高溫度計算結果及內表溫差要求，保溫層厚度可按下式計算： = （公

59、式4-5）式中：保溫層厚度(m)；h混凝土結構厚度(m)；保溫材料導熱系數kJ/(mh)，可按表4-3取值；混凝土導熱系數kJ/(mh)，可取8.28kJ/(mh)；Tmax混凝土內部最高溫度()；混凝土內表溫差控制值()；Ta,min混凝土內部達到最高溫度時的最低氣溫()；傳熱修正系數，可按表4-4取值。表4-3 常用保溫材料的導熱系數kJ/(mh)材料名稱材料名稱木模草袋鋼模麻袋磚砌體泡沫塑料板粘土泡沫混凝土干砂棉織毯濕砂水空氣普通紙板塑料薄膜土工布表4-3 傳熱修正系數序號保溫層的種類1保溫層完全由容易透風的保溫材料組成2保溫層由容易透風的保溫材料組成，但混凝土上再鋪一層不透風的材料3保

60、溫層由容易透風的保溫材料組成，并在保溫層上再鋪一層不透風的材料4保溫層由容易透風的保溫材料組成，而在保溫層上、下各鋪一層不透風的材料5保溫層完全由不易透風的保溫材料組成注：1、為風速小于4m/s(相當于3級以下)、結構物高出地面不大于25m情況下的系數。2、為風速和高度均大于注1情況的系數。混凝土的外部保溫可以采取如下措施：1) 混凝土澆筑后應立即覆蓋保溫層（麻袋或土工布），避免塑性開裂。2) 拆模后混凝土的表面溫度與環境溫度相差大于15時，應采取保溫措施，保溫層及保溫層厚度的選擇根據公式4-5計算。一般混凝土側面可首先用一層塑料薄膜覆蓋，然后再覆蓋一層土工布保溫；3) 終凝后應盡早開始濕養護