混凝土箱型梁水化热的测试与分析.pdf

低温建筑技术 2 0 1 0 年第5 期( 总第 1 4 3 期) 混凝土箱型梁水化热 的测试 与分析 李德龙， 刘少辰， 刘新峰， 赵海滨， 贾艳敏 【 东北林业大学土木工程学院 。 哈尔滨1 5 o o 4 o) 【 摘要】 以哈尔滨市松浦大桥江心岛4 0 m预应力混凝土连续箱型梁工程为背景， 对混凝土连续箱型梁温 度进行了测试 ， 并对测试结果进行了分析， 得到了混凝土箱型梁初期水化热温度发展的特点。 【 关键词】 预应力混凝土； 箱型梁； 水化热； 高强混凝土 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 o 1 O ) 0 5 4 0 0 2 U D e - l o n g ，L I U S h a o - c h e n， L I U X i n f e n g ， Z H AO Ha i b i n ， J I A Y a n - mi n ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g， N o r t h e a s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y ， H a r b i n 1 5 0 0 4 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e t e mp e mr e i n Ha r b i n S o n g p u B r i d g e ，a4 0 me t e r - l o n g - s p a n p r e s t r e s s e d c o n c r e t e c o n t i n u O U S b o x g i r de r b r i d g e，i s me a s ur e d a n d a n a l y z e d T h e t e mp e r a t u r e d i s t r i b u t i o n r e s u l t e d f r o m t h e c o n c r e t e h e a t o f h y d r a t a t i o n i s o b t a i n e d Ke y wo r d s ： p res t r e s s e d c o n c r e t e ；b o x g i r d e r ；h e a t o f h y d r a t i o n ；h i g h s t r e n g t h c o n c r e t e 1 工程背景 松浦大桥长约 4 0 3 k in ( 主线桥梁长约 3 4 5 k in ) ， 其 中， 江心岛4 0 m梁 P M 3 5一P M 6 5 ， 上部结构采用预应力 混凝土连续箱梁方案， 跨径组合为 5 ( 6 4 0 ) m， 总长 度为 1 2 0 0 m 。双 向八车道横 向布置为： 2 O ( 人行道) + 0 5 ( 防撞 栏 )+0 5 ( 路 缘 带 )+( 3 7 5+3 53= 1 4 2 5 ) ( 机动车道) + 0 5 ( 路缘带) + 0 5 ( 防撞栏) x 2 + O 5 ( 中央间隔) 。主要施工工艺： 上部结构采用移动 模架逐跨施工， 下部基础采用钻孔灌注桩形式。 采用设计强度为 C 5 0的混凝土n J ， 配合比为： 胶体 1 ， 砂子 1 1 3 ， 石子 2 1 3 ， 水0 0 3 1 ， 外加剂 0 0 3 2 ， 1 0 的 防冻剂。每立方用量 ： 水泥 4 5 0 +2 0 k s 、 粉煤灰 7 0 l 【 g 、 砂 子 5 9 0 k g 、 石 子 1 1 1 0 k g 、 水 1 6 0 k g 、 外加 剂 ( 泵 送 剂) 1 6 6 4 k g 、 加入 1 0 的防冻剂 。入模温度为 l 1 。 基金项目 国家大学生创新性实验项 目 资助； 东北林业大学本科生创新性实验项 目 资助 5 鉴定 结论及维修加固措施 根据桥况检查 ， 该桥本身已存在许多 由于列车超 载所引起的超过规范限值的横向贯通裂缝， 在静载试 验时， 控制截面应变过大， 并且根据动载试验测得振 动频率也小于理论设计值， 但在静载试验过程中， 桥 跨扰度满足设计规范要求 ， 静载试验加载过程中扩展 的裂缝也能够在卸载后恢复。 综合考虑桥况检查、 静载试验和动载试验 的数 据 ， 在对拱 圈的施 工联 结缝 进行 修 复和 补强 处理 ， 并 修复拱圈裂缝后 ， 可以继续运营该桥的设计荷载 ， 若 交通量过大或进一步提高供承载力， 则需对主拱圈进 行加固。加固维修建议如下。 对主拱圈的施工联结缝进行修复和补强处理， 同 时对主拱圈进行套拱加固， 以增强主拱圈强度和整体 刚度， 若桥下行车净空不够， 可适 当降低桥下道路标 高。对拱脚和侧墙裂缝进行修复， 宽度过大的裂缝可 进行压浆处理 ， 提高桥梁的耐久性。 参考文献 1 陈大川 ， 卜 良桃 某公路桥承载力评估分析及加固方法 J 中 南公路工程， 2 O O 6 ， ( 6 ) 2 李侠， 陈刚， 高勇骏 湖州市某大桥荷载试验及承载力评估 J 中国市政工程 ， 2 O 0 6， ( 6 ) 3 李钊基于动载试验的桥梁结构检测评估 J 交通科技， 2 O O 9 ， ( 2 ) 4 T B 1 0 0 0 2 1 9 9 ， 铁路桥涵设计基本规范 s 收稿13 期 2 0 1 0 0 1 1 4 作者简介 狄生奎( 1 9 7 1 一) ， 男。 甘肃白银人， 博士， 教授， 现 从事土木工程专 业教学 与科学研究。 李德龙等 ： 混凝土箱型梁水化热的测试与分析 4 1 此梁段施工时间为 l O月末 ， 全天大气温度处在 0 1 0 间。 2 测点布置及测试 方法 由于混凝土为导热不 良体， 此箱梁为单箱二室结 构 ， 相对于箱梁的长度和宽度 ， 箱梁的高度较小， 所以 热量主要沿上下方向传递 ， 加之此箱梁采用二次分层 浇注成型， 第一次从底板浇注直至梁高约一半处， 因 此混凝土各部分存在温差， 所以产生较大温度应力的 可能性较大。 在此混凝土箱型梁距支座 l m处截面总共布置了 1 8 个温度传感器 ， 可以将其分为三类 ， 顶板温度传感 器如图 1 中的 1 、 3 、 1 1 、 1 2 、 1 3 、 1 4 、 2 0 ； 腹板 内部温度传 感器如图 1 中的4 、 5 、 9 、 1 0 、 1 5 、 1 6 ； 底板温度传感器， 其 中顶板温度传感器和底板温度传感器均距混凝土表 面5 0 r m a 处， 用来测量箱型梁接近表面的混凝土温度， 腹板内部传感器 4 、 1 0 、 1 5 距顶板表面约为 l m， 5 、 9 、 1 6 距底板表面约为 1 m， 用来测量混凝土 内部 的温度 。 L 2 J 采用温度采集仪 ， 温度传感器 ( J M T一3 6型温度传 感器) ， 测量大气温度采用普通温度计。 3 测量结果和分析 根据测得的温度数据， 可绘制出底板和顶板混凝 土的水化热温度随时间变化曲线如图 2 、 图 3 所示。 图2中大部分曲线的总体走势是先快速上升 ， 当 达到最高温度后， 大概在 2 02 5 h时达到最高温度 3 8 45 0 4o C 3 J ，然后开始缓慢下降， 1 6 0 h 之后趋近室 温。由图 2可见 8 号传感器的温度始终保持最高 ， 主 要是由于中腹板的混凝土的热量竖向传递， 使 8 号所 处混凝土的温度一直偏高。 6 0 0 4 0 0 簧 砌 0 0 28 5 6 8 4 l 1 2 1 4 0 1 68 J , a C C t h + 6 - - 7 8 图 2 底板混凝土水化热温度 曲线 图 3中曲线的大致走势与图 2基本相同， 但也有 着明显的不同点 ： ( 1 ) 图 3中混凝土达到最高温度的时间是 4 0 H 左右， 且最高温度为 2 1 6 4 4 8 C， 比底板混凝土的温 度要低 ， 原因可能是夜间温度下降引起的混凝土温度 偏低。 ( 2 ) 图 3中在前 2 0 h中， 曲线为下降趋势之后快 速上升达到最高温度。 图3中， 1 号和 2 0 号传感器的曲线明显偏低 ， 主要 是由于其处于箱型梁翼缘板内， 受大气影响较大 ， 比 较容易散热， 所以温度偏低L 4 J 。 6 0 1 0 4 0 o 赠2 0 0 0 0 2 8 5 6 8 4 l 1 2 1 4 0 1 6 8 小时数 ， l I 一1 3一 l 1 1 2 2 0 图 3 顶板混凝土水化热温度曲线 4结语 ( 1 ) 高强混凝土必须注意施工时混凝土的水化 热 问题 。 ( 2 ) 实测数据表 明， 单方混凝土用量 4 7 0 k g m 3 时 ， 箱梁中腹板混凝土内部水化热最高温度可达 5 O一 5 5 。 ( 3 ) 控制混凝土的升温开裂， 应有效地控制混凝 土内的升温 ， 尽最大可能减少混凝土各部分 间的温 差， 及混凝土内外温差。 参考文 献 1 S i d n e y M i n d e s s ( 加) ， J F r a n c i s Y m m g ( 美) ， D a v i d ( 美) c o n e r e t e M 北京： 化学工业出版社， 2 0 0 5 2 Y r G I ) 6 2 2 O O 4 ， 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范 S 3 李东， 潘育耕 混凝土水化热瞬态温度场数值计算过程中的水 化放热规 律 及 水化 速 率 问 题 J 西 安 建筑 科 技 大 学 学报 ， 1 9 9 9 ， ( 9 ) 4 赵镇南 传热学 M 北京： 高等教育出版， 2 0 0 3 ： 1 0 收稿日期】 2 0 1 0 0 2 0 4 作者简介】 李德龙( 1 9 8 8 一) ， 男， 哈尔滨人， 本科生， 研究方 向 ： 桥梁与岩土工程 。 一