承台大体积混凝土温控措施分析.pdf

l 雾 doi ：1 039694issn1 671-91 07201 505043 萝 承 台 大 体 积 混 凝 土 温 控 措 施 分 析 富 A n a l y s is o n T e m p e r a t u r e C o n tr o l o f M a s s C o n c r e t e o f B a n k P ie r 墼 李 明 亮 (重 庆 永 键 建 设 工 程 管 理 有 限 公 司 ，重 庆 400061) 摘要 ： 该文通过对采用冷却水 管冷却效果 的研 究、 介 绍了大体积混凝 土温度 场计 算的有 限元方 法， 用MI DA S C i I 软件模拟 了大跨 悬索桥 主塔承 台工程 对承 台的温度 场进行仿真 分析 。 通过 温控 计算分析 并经工程实践证明该措 施是 有效的 施 工中需根 据监 测结果 ， 严格控制 冷却水 管的流 量 加强对混凝土表 面的保 温措施 ， 减低 内外温差。 能够保证 大体 积混凝 土的浇筑质 量。 关键词 ： 大体积混凝土 ： 承 台； 冷却 水管； 收缩 裂缝 ； 温度控 制； 分析 中图分类号 ：U4 4 5 5 5 ： TU9 9 7 文献标 识码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 1 9 1 0 7 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 4 3 - 0 5 Abs t r a c t ： Ac c o r ding t o t h e s t u d y o n the c o o l i ng p e r f o r ma n c e o f c o o l i n g wa t e r pipe ， the F i n i t e El e me n t Me t h o d f o r c o mp ut i n g the t e mp e r a t u r e f i e l d o f ma s s c o n c r e t e i s i n t r o d u c e d ，a n d t h e t e m p e r a t u r e fie l d o f b a n k p i e r i s s i m u l a t e d a n d a n a l y z e d wit h t he s o ftwa r e o f M I DAS Ci v i l Ba s e d o n t h e t e mpe r a t u r e c o mp u t a t i o n a n d a n a l y s i s a nd t h r o ug h p r a c t i c a l c a s e s t h i s me a s u r e i s p r o ve d to b e e ffe c t i v e Th e flo w i n c o o l i ng wa t e r pi p e s h o u l d b e s t r i c t l y c o n t r o l l e d i n a c c o r da n c e wi th the s u r v e y r e s u l t s ， th e t h e r m a l i n s u l a t i o n o fc o n c r e t e s u r f a c e s h o u l d b e s t r e n g t h e n e d a n d t h e t e m p e r a t u r e d i ffe r e n c e b e t we e n the i n n e r an d t h e o u t e r C an b e a b a t e d S O t h a t t h e p o u r i n g q u a l i t y o fma s s c o n c r e t e c a n b e c o n fir me d Key wor ds ： ma s s c o n c r e t e ； b a n k pi e r ； c o ol i n g wa t e r p i p e ； s h r i n k a g e c r a c k； t e mpe r a t u r e c o n t r o l ； a n a l y s i s 0引言 随着我 国桥梁建设水 平的不 断提高 涌 现出越来越多 的 特大型桥梁 而在大体积混凝 土施 工过程 中的温控措施是工 程质量控 制的关键 内容 大体 积混凝土温度 裂缝产生主要 由 于水 泥水化 热 、 内外约 束条件 、 外 界气温 变化 、 混凝 土收缩 等 方面所致 水泥水化 热较大使混凝土 内部 与表面温差过 大时 ， 就会产 生温度应力和温度 变形 当温度应力 超过混凝土 内外 的约束力 ， 此时会产生各类裂缝【1 】 。表 面裂缝不影 响结构 ， 但会 影 响外 观质量 深层裂缝则对结构耐 久性 有一定危 害 ， 若 发展 为 贯穿裂缝则可能破 坏结 构的整体性和稳 定性 产生严 重危 害2 1 故 对大体积混凝 土温控措施的研究应高度重视。 重 庆寸滩长 江大桥主塔承台 、 塔 座 、 塔柱 底3 m 实 心段都属 于大体 积混凝 土 均按大体 积混凝 土工艺施 工 ， 鉴于此 本文 以承台为例 通过合 理布置冷却循环水 管并进行监测来 控制 温 度变化 经温控计算 分析并在工程 实践中证 明该措 施是有 效的 可 以进行 承台大体积混凝 土一次性浇筑闭 1工程概况 重 庆寸滩长江大桥 主桥为钢箱 梁单跨双塔悬索 桥 主跨 8 8 0 m， 主缆边跨2 5 0 m， 主跨矢跨 比1 8 8 ， 主塔基 础为分离式 承 台 每个 承台下 面布置2 1 根 2 0 m的钻孑 L 灌注桩 。主塔承 台采 用八边形 ， 纵横 向总长均为2 4 6 m， 承台厚6 m， 采用C 4 0 混凝土 ， 单个 承台混凝 土量为3 1 9 9 m， 承 台混 凝土一次浇筑完 成 ： 为改 善承 台、 塔底受力 ， 在承 台顶设2 0 m高的台式塔座 ， 采用C 5 0 混 凝土 单个塔座混凝土量为6 7 4 m 3 ， 一次浇筑完成 。 承台 、 塔 座 、 塔 柱底3 m实心段都 属于大体 积混凝 土 ， 均按 大体 积混凝 土工艺施工 需 采取有效的降温措施 ， 防止温 度应 力 、 混凝土收缩等引起 的裂 缝。其中承台一次性浇筑6 m， 温控 难 度较大 通 过布置冷 却水管 如图1 并进 行监测来 控制 温度 变化 承台冷却 管布置平面 图 图1承台冷却水管布置 图 收稿时间 ： 2 0 1 5 0 4 2 3 作者简介 ： 李 明亮 ( 1 9 8 6 一) ， 男 ， 山东潍坊人 ， 本科 ， 助理工程 师 ， 主要 从 事 桥 梁 施 工 与 建 设 管 理工 作。 2冷却水 管布置及温控指标 重 庆 建 筑 2 0 15 N 0 5 第 1 4 卷 总 第 13 9 期叠 _ 内部最高温度为6 7 5 表面最 高温度为4 4 0 温度峰值均出 现 在1 0 月 1 5日1 9 ： 0 0 内外 温差 控 制在 2 5 以 内 由 于 混 凝 土 浇 筑存在一个 时间差 每层混凝土 进 入高 峰期时 间和 降温时 间不 同 承 台内部温度监控成果见表 3 承台 内部温度变化 图见 图6 承台各层 表 面温度 监控成 果见 表4 承 台各层表面温度变化见 图7 【 l l _ 4 2控 制 冷 却 水 管 流 量 措 施 在 对 温 度 监 控 过 程 中 监 控 人 员须 和各 参建 单位密切联系 将 承 台内部温 度及 各层表 面温 度 及时反馈 施工人员根据测量 结 果 及 时 对 冷 却 水 管 流 量 进 行 调整 具体方法是通过调整进水 口处的阀门 然后观测 出水 口水 流 量 的情 况 来 调 节 水 流 量 大 小 之后再根据测量结果循环调 整 ， 达 到 温 控 目标 。从 上 游 承 台 拆模后 效果来看 承 台浇筑质量 较 好 ， 温控达到了 目标要求 。 5结论 本 文 以 寸 滩 长 江 大 桥 主塔 承台混凝 土 为例进 行温控 计算 分析 根据以上计算分析结果 得出以下结论 ( 1 )在设置 冷却 水管 的情 况下 大跨度悬索桥 主塔承台混 凝土 一次性 浇筑 的方 案是合 理 可行的 由温 度产 生的拉应力均 1 o B 1 4日 ( 2 4 ：0 0) 1 O 月 1 5日( 7 ：0 0 ) 1 0 B 1 5日 ( 1 0 ：0 0 ) 1 O 月 1 5日 ( 1 4 ：0 0) 1 0 月 1 5 日( 1 9 ：0 0) 1 O 月 1 5 日 ( 2 4 ：0 0) l 0 月 1 6日 ( 8 ： 0 0 ) l O ft 1 6 日 ( 1 1 ：0 0 ) 1 0, I 1 6日( 1 4 ：0 0 ) 1 0B 1 6日( 1 9 ：0 0 ) l 0 月1 6日( 2 4 ：0 0 ) 1 0 B 1 7日 ( 8 ： 0 0 ) 1 0 H 1 7日f 1 2 ：0 0 1 1 O 月 1 7日( 1 6 ：0 0 ) 1 0 H 1 7日( 1 9 ：0 0 ) 1 O 月 1 7日( 2 3 ：0 0 ) l o ft 1 8 日 f 8 ： 0 0 、 1 0 月l 8日( 1 2 ： 3 0 ) l O ft 1 8日f 1 6 ：0 0 ) 1 O 月 1 8日( 2 0 ：0 0 ) 1 0 B 1 9 E l ( 8 ： 0 0) 1 0 月 1 9日f 1 2 ：0 0 ) 1 0 月 1 9日( 1 6 ：0 0 ) l O B 1 9日( 2 0 ：0 0 ) 1 O 月 2 0日( 8 ： 0 0) l O B2 0日f 1 2 ：0 0 1 l O B 2 0日f 1 6 ：0 0 ) l O B 2 0日( 2 0 ：0 0 ) 1 O 月 2 1日( 8 ： 0 0) 1 O 月 2 1 日( 1 2 ： 0 0 ) 1 O 月 2 1 日( 1 6 ： 0 0 ) 1 0 月 2 1 日( 2 0 ： 0 0 ) 1 O 月 2 2日( 8 ： 0 0) 1 O 月 2 2日( 1 2 ： 0 0 ) 1 0 B 2 2日( 1 6 ： 0 0) l O ft 2 2日( 2 0 ： 0 0) 1 0 月2 3 日( 8 ： 0 0 ) l O ,q 2 3日( 1 2 ： 0 0 ) 35- 3 5 8 O 6 2 0 65 5 6 7 5 6 7 l3 65 0 6 4 5 6 3 5 62_ 3 6 0 0 5 8 5 58 0 5 6 3 55 8 5 4 8 5 2 0 5 0 5 4 9 5 48 5 4 6 0 44 5 44 0 4 3 0 40 8 4 0 3 3 9 5 3 8 8 3 6 _ 8 3 6 _ 3 3 5 5 3 5 0 3 4 0 3 3 5 33 0 3 3 0 3 2 0 31 8 3 3 _ 3 4 0 8 5 4 5 6 0 5 6 3 8 6 6 3 6 6 5 6 6 0 6 4 8 6 3 l 3 6 0 8 6 0 0 5 8 5 5 7 8 5 7 0 5 4 3 5 3 O 5 2 0 51 - 3 4 8 5 4 7 3 4 6 3 4 5 3 4 3 8 4 1 8 41 3 4 0 5 3 8 8 3 8 O 3 7 3 36 5 3 5 0 3 4 5 3 4 0 3 3 5 3 2 5 32 O 2 5- 3 2 9 5 4 3 3 5 7 5 5 9 0 6 0 8 6 2 5 6 2 0 61 5 6l 3 6 0 3 59 5 59 3 5 7 3 5 6 0 5 5 -3 54 5 5 2 0 50 8 49 8 4 9 3 46 8 4 6 8 46 5 45 8 4 5 0 4 4 5 4 4 0 43 0 4 0 0 3 8 8 3 7 5 3 7 0 3 6 O 3 5 8 29 3 40 5 4 6 5 5 3 8 6 0 O 6 3 0 64 5 64 0 6 3 5 62 5 6 2 O 5 9 0 5 7 5 5 6 5 5 5 5 5 2 5 51 0 5 0 O 4 9 5 46 5 4 6 0 4 5 0 4 4 0 4 1 5 4 0 5 4 0 0 3 9 0 3 7 5 3 7 5 3 7 0 3 7 0 3 6 0 3 5 5 24 8 2 6 0 2 9 _ 3 4 7 5 5 7 0 63 0 6 40 6 5 5 6 5 0 6 5 0 6 2 0 6 0 5 5 9 5 58 5 5 4 8 5 2 8 5 1 5 5 0 8 4 7 5 4 6 3 4 5 3 4 4 5 4 2 0 4 1 0 4 0 0 3 9 3 37 5 3 6 5 3 6 l3 3 5 _3 3 4 8 34 3 2 7 0 4 0 5 6 0 0 6 2- 3 6 5 5 65 5 65 5 6 2 O 6 1 O 5 9 5 58 0 5 3 5 51 8 5 0 8 49 8 46 5 4 5 3 4 4 3 43 0 40 3 39 3 3 8 - 3 3 7 3 35 5 34 8 3 4 5 3 4 0 3 2 8 3 2 5 在允许的范围以内 ， 不会对混凝 土产生破坏 。 Ch on g qi n g Ar c h it e c t u r e 2 01 5NO5 ( 2 ) 依据工程实际 中温度监控成果 ， 表 明冷却水管 的降温 效果 明显 ， 冷却水管布置合理 可行 。施工 中需根 据监测结果 ， 承 台大体积混凝土温控措施分析 罾 表4承 台表面温度监控成 果表 管布置 较疏 的角点部 位及靠 近冷 却水 雪 A层 表面温 B层表面温 c层表 面温 D层表面温 E层表面温 F层表 面温 管 出 水 口 位 置 ，且 浇 筑 后 第 3d达 至U温 度 一 时 间 度 度 度 度 度 度 峰值 ：浇筑完毕后 3 d内各层混凝土表 l o 月1 4 日( 1 5 ：o o ) 2 8 o 面拉应力值上 升较 快 应加强对混凝 土 1 n日 1 d日 n n m 、 ，Rn 冀士 亡 l 噶 杯沮龌4-沮兰 1 O 月 1 4日 ( 2 4 ：3 0 ) 1 0 月 1 5日 ( 7 ：0 0) 1 O 月 1 5日( 1 0 ： 0 0) 1 0 月 1 5日( 1 4 ： 0 0) l O 月1 5日( 1 9 ： 0 0) 1 0 B 1 5日( 2 4 ： O 0) l 0 月 1 6日( 8 ：0 0 ) 1 0 B 1 6日 ( 1 1 ：0 0) l O 月 1 6日( 1 4 ：0 0) 1 O 月 1 6 日 ( 1 9 ：0 0 ) 1 0 月 1 6日( 2 4 ：0 0 ) 1 0 月 1 7日 ( 8 ： 0 0) l O 月 1 7日( 1 2 ： 0 0) 1 O 月 1 7日( 1 6 ： 0 0) 1 0 月1 7日( 1 9 ：0 o) l O 月 1 7日 ( 2 3 ：0 0) l O 月 1 8日( 8 ：0 0) 1 0 月 1 8日( 1 2 ： 3 0 ) l 0 月 1 8日( 1 6 ： 0 0 ) 1 0 B 1 8日( 2 0 ： 0 0 ) t o,q1 9 日 ( 8 ： 0 0) 1 O 月 1 9日( 1 2 ： 0 0) 1 0 B 1 9日( 1 6 ：0 0) l 0 月 1 9日 ( 2 0 ：0 0) l 0 月 2 0日 ( 8 ： 0 0 ) 1 O 月2 O日( 1 2 ：0 0 ) 1 0 ft 2 0日 ( 1 6 ：0 0 ) 1 O 月 2 0日( 2 0 ： 0 0) 1 O月2 1日( 8 ：0 0 ) 1 O 月 2 1 日( 1 2 ：0 0) 1 0 月 2 1 日( 1 6 ：0 0) 1 O 月 2 1 日 ( 2 0 ：0 0) 1 0 B 2 2日( 8 ： 0 0 ) l O 月 2 2日( 1 2 ：0 0 ) l O月2 2日( 1 6 ： 0 0) 1 O月2 2日( 2 0 ： 0 0) l O ft 2 3日( 8 ： 0 0 1 2 9 o 3 6 o 3 9 0 4 2 o 4 4 O 4 3 o 4 1 o 4 0 o 39 o 3 8 O 3 6 0 3 5 o 35 o 33 o 3 2 O 3 2 o 2 9 o 2 8 O 2 7 o 2 6 o 2 5 o 2 4 0 2 4o 2 3 o 2 2 0 2 2 o 2 2 o 2 2 o 21 o 21 o 2 1 O 2 0 O 2 0 0 2 1 O 2 2 o 2 1 O 1 9 o 1 0 B 2 3日( 1 2 ： 0 0 ) 2 0 0 2 5 5 3 0 0 3 6 0 3 g O 41 0 4 2 0 4 2 0 4 2 0 4 1 0 4 0 0 3 8 0 3 7 0 3 6 0 3 5 0 3 4 0 3 2 0 3 1 0 3 0 0 2 9 0 2 7 0 2 6 0 2 5 0 2 4 0 2 2 0 2 2 0 22 0 2 2 0 21 0 21 0 2 1 O 2 0 0 2 0 0 2 1 0 22 0 2 1 O 1 9 0 2 0 0 1 9 0 2 1 O 2 9 0 3 6 0 3 8 O 39 0 4 0 0 4 0 0 3 9 0 3 9 0 38 0 3 7 0 37 0 36 0 35 0 3 4 0 3 3 0 31 O 3 0 0 2 9 0 28 0 2 6 0 2 6 0 2 5 0 2 4 0 2 3 0 22 0 2 1 0 2 0 0 2 0 0 2 1 0 2 2 0 2 1 O 1 9 O 2 0 0 l 8 O 2 6 0 3 0 0 3 6 0 3 9 O 4 0 0 4 1 0 4 0 0 40 0 3 9 O 38 0 3 6 0 3 5 0 3 4 0 33 0 30 0 28 0 2 7 0 2 6 0 2 4 0 2 4 O 2 3 0 2 2 0 2 1 0 2 1 0 2 1 0 2 0 0 2 0 0 2 1 0 22 0 2 1 O 1 9 O 2 0 0 l 9 0 1 9 0 2 1 0 3 3 O 3 8 0 41 0 4 1 0 4 2 0 4 2 O 4 2 0 3 9 0 3 8 O 37 0 3 6 O 3 3 0 31 0 3 0 0 2 9 0 26 0 2 5 0 2 4 0 23 0 2 1 0 21 0 2 1 0 2 0 0 2 0 O 21 0 2 2 0 21 0 1 9 0 2 0 0 21 O 2 7 O 3 9 0 4 1 0 42 0 4 2 O 42 0 3 9 0 3 8 0 3 7 0 3 6 O 3 3 0 3 1 O 3 0 0 2 9 0 2 6 O 25 0 2 4 0 2 3 0 2 1 0 21 0 2 1 0 2 0 0 20 0 2 1 0 2 2 0 2 1 0 1 9 0 2 00 该 项 目中以跨 江悬索 桥 主塔承 台 混凝 土为例 进行大体积混凝 土温 控计 算分 析得 出的结论 ， 可以为同类型大体 积混凝 土工艺施 工 的温度监 控提供 借 鉴。 严格控制冷却水管的流量 。 ( 3 ) 承 台混凝 土出现 温度最 高点 的位置 一般位 于冷 却水 参考文献 ： 【 1 】 刘离榕 ， 梁 峰 大体积 承台混凝 土温 度监测控 制技术及应 用 J 1 水利 与 建设工程学报 2 0 1 2 ( 0 1 ) ： 5 8 6 2 2 】 张秋 信 大体积混凝 土承台一次 浇筑施工技术研究【 D 】 西安 ： 长安大学 ， 2 0 1 0 3 中铁 大桥勘测设计 院有限公 司 重 庆寸滩 长江 大桥 施 工 图第二 分册 【 G 】 武汉 ， 2 0 1 2 4 】 刘洪泉 大体 积混凝土施 工探讨 J 中 国高 新技 术 企业 ， 2 0 1 0 ( 1 2 ) ： 1 3 7 1 3 8 5 G B 5 0 4 9 6 2 0 0 9 大体积混凝土施 工规范 【 S 北京 中国计划 出版社 ， 2 0 0 9 【 6 中铁大桥勘测设计 院有限公司 重 庆寸滩 长 江大 桥施 工 图第一 分册 【 G 武汉 ， 2 0 1 2 7 】 张威 大体 积混凝土水化 热温控 分 析【 D 】 武汉 ： 华 中科技大学 ， 2 0 1 2 【 8 】王贺庆 ， 虞 明松 颍 河大桥 承 台 施工 的温度控制及 理论分 析 J 工程 与 建设 2 0 1 0 ( 0 6 ) ： 3 2 3 6 【 9 彭立海 大体积混凝 土温控 与防 裂 【 M】 河 南郑 州 ：黄河 水利 出版社 ， 2 00 7 【 1 0 】 王军礼 青 草背大 桥锚碇 大体 积混凝 土水化 热分 析与温 控措施 研究 【 D 】 重庆 ： 重庆交通大学 ， 2 0 1 2 1 1 重 庆交通 大学 重庆 寸滩长 江 大桥施工监控月报【 R 重庆 ， 2 O l 3 责 任 编 辑 ： 孙 苏 。 李 红 重 庆 建 筑 2 0 l5 lN 0 l5 第 14 卷 总 第 1 39 期 匝