南京長江第四大橋錨碇大體積混凝土溫度控制研究

西堠門大橋南錨碇大體積混凝土溫度控制 于旭東1,葉　碩2,朱治寶2 (1.浙江省舟山連島工程建設(shè)指揮部,浙江舟山316000; 2.中鐵大橋局集團(tuán)橋科院有限公司,湖北武漢430034) 摘　要:西堠門大橋南錨碇為重力式嵌巖結(jié)構(gòu),混凝土方量大,為典型的超大體積混凝土塊體。通過精選混凝 土配料,優(yōu)化混凝土配合比;視氣溫情況調(diào)整混凝土入倉溫度,控制混凝土溫度峰值;合理埋設(shè)冷卻水管,結(jié)合監(jiān)測 控制冷卻水進(jìn)水溫度和流量;重視保溫、養(yǎng)護(hù)等措施,降低水化熱,減小混凝土的絕熱溫升,確保混凝土質(zhì)量。 關(guān)鍵詞:懸索橋;錨碇;大體積混凝土;溫度控制 中圖分類號:u443.24;u445.57文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a文章編號:1671-7767(2007)03-0072-04 收稿日期:2007-04-20 作者

南京長江第四大橋北錨碇沉井基礎(chǔ)封底分4個(gè)區(qū)域,逐次進(jìn)行對稱施工,一次性澆注混凝土方量大,對施工組織及各關(guān)鍵工序要求高,清基施工和水下混凝土封底施工難度大。

宜昌長江大橋錨碇大體積混凝土溫度控制技術(shù)

第1頁共12頁 大體積混凝土溫度控制 特征碼標(biāo)簽特征碼] 大體積混凝土溫度控制 為了確保黑龍江省綏芬河市五花山水庫溢洪道工程中大體積泵 送混凝土的施工質(zhì)量，受黑龍江省水利第二工程處委托，黑龍江省水 利科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料研究所根據(jù)委托方的技術(shù)要求，針對工程實(shí) 際，研究、設(shè)計(jì)五花山水庫溢洪道工程大體積泵送混凝土的配合比及 工程控制措施，為工程提供技術(shù)支持和質(zhì)量保障。 各種大型水工建筑物就其尺寸和體積來說，都是大體積混凝土。 水工混凝土大體積澆筑時(shí)水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部易產(chǎn)生溫 升過高。當(dāng)混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土表面的溫度差超過規(guī)范規(guī)定的 上限時(shí)，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混 凝土的早期抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會被拉裂，產(chǎn)生溫差裂縫。造成這 種結(jié)果的主要原因一是混凝土體積大，收縮量大，易產(chǎn)生收縮裂縫。 二是混凝土量大，水泥水化熱產(chǎn)生的熱量大

大體積混凝土溫度控制技術(shù)

大體積混凝土溫度控制措施

以在建閱江大橋?yàn)槔?詳細(xì)介紹了施工時(shí)采取的降溫措施和溫度監(jiān)測方法,并以監(jiān)測數(shù)據(jù)分析混凝土溫度的變化情況,采取有效措施,防止溫度裂縫的出現(xiàn)。

近年來,隨著高層建筑物,大跨度空間建筑物、構(gòu)筑物的不斷出現(xiàn),大體積混凝土在建筑中的應(yīng)用已越來越普遍。與普通混凝土相比,大體積混凝土特點(diǎn)是:內(nèi)部水泥水化熱大,內(nèi)部溫度上升較快且難于散發(fā)。當(dāng)內(nèi)外溫差過大,由于邊界約束和自身約束的存在,混凝土不能產(chǎn)生自由變形,從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。若混凝土的拉應(yīng)變超過混凝土極限抗拉應(yīng)變時(shí),混凝土就會開裂。因此,對于大體積混凝土內(nèi)外溫差的控制至關(guān)重要。本文主要分析大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因及應(yīng)對措施,并結(jié)合工程案例重點(diǎn)闡述了通水冷卻溫差的控制措施并評價(jià)其效果。

溫度控制計(jì)算書 依據(jù)>。 一、計(jì)算公式: 保溫材料所需厚度計(jì)算公式： 式中i----保溫材料所需厚度(m)； h----結(jié)構(gòu)厚度(m)； λi----結(jié)構(gòu)材料導(dǎo)熱系數(shù)(w/m.k)； ----混凝土的導(dǎo)熱系數(shù),取2.3w/m.k； tmax---混凝土中心最高溫度(℃)； tb---混凝土表面溫度(℃)； ta---混凝土表面溫度(℃)； k---透風(fēng)系數(shù)。 二、計(jì)算參數(shù) (1)混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)=2.3(w/m.k)； (2)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)i=0.03(

對大體積混凝土溫度的控制直接關(guān)系到混凝土的施工質(zhì)量,而且還關(guān)系到相關(guān)構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的概率。如何對大體積混凝土的溫度予以合理有效的控制是施工單位始終面臨的一個(gè)重要難題,作者從事這方面的研究與實(shí)踐已經(jīng)有多年的時(shí)間,理論知識相對豐富,同時(shí)又不乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),接下來對大體積混凝土的溫度控制措施進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究,希望對讀者產(chǎn)生或多或少的借鑒意義與參考價(jià)值。

南京長江第四大橋a4標(biāo)北錨碇所在區(qū)地處長江下游南京江北龍袍鎮(zhèn),場址區(qū)中心距北大堤距離約100m,錨碇中心樁號為ak16+613.278。采用矩形沉井基礎(chǔ),沉井尺寸為69m×58m×52.8m,設(shè)計(jì)沉井底標(biāo)高為-48.5m。采用矩形沉井基礎(chǔ),目前北錨碇封底施工已完成,從沉井施工中產(chǎn)生約20萬方細(xì)砂、中砂、粉砂、礫砂棄渣,目前分別堆放于北接線主線收費(fèi)站廣場和北錨碇出渣口附近,各約10萬m3,初步估算可供實(shí)際利用方約15萬m3,占用了周邊大面積農(nóng)田,且由于粉砂較細(xì)隨風(fēng)即起揚(yáng)塵,對周邊的自然生態(tài)環(huán)境造成直接破壞。受南京長江第四大橋建設(shè)協(xié)調(diào)指揮部的委托,江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司工程質(zhì)量檢測中心南京長江第四大橋中心試驗(yàn)室承擔(dān)了南京長江第四大橋北錨碇棄渣利用研究。

溫度控制是橋梁施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),控制的好壞直接影響著橋梁的質(zhì)量和使用性能,特別是大體積混凝土施工。為避免承臺內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生裂縫,本文結(jié)合工程實(shí)際,從計(jì)算模擬溫度場進(jìn)行仿真分析,在施工中布設(shè)溫度監(jiān)控點(diǎn),理論計(jì)算結(jié)合實(shí)際測值,優(yōu)化施工方案,有效的做好了大體積混凝土溫度控制,防止了溫度裂縫的產(chǎn)生。

教師簽名：第1頁 第二節(jié)大體積混凝土溫度控制 一般把結(jié)構(gòu)最小尺度大于2m的混凝土稱為大體積混凝土。大體積混凝土要求控制水泥水化產(chǎn)生的熱 量及伴隨發(fā)生的體積變化，盡量減少溫度裂縫。 一、混凝土溫度變化過程 水泥在凝結(jié)硬化過程中，會放出大量的水化熱。水泥在開始凝結(jié)時(shí)放熱較快，以后逐漸變慢，普通水 泥最初3d放出的總熱量占總水化熱的50%以上。水泥水化熱與齡期的關(guān)系曲線如圖10-11。圖中qo為水泥 的最終發(fā)熱量(j/kg)，其中m為系數(shù)，它與水泥品種及混凝土入倉溫度有關(guān)。 圖10-11 混凝土的溫度隨水化熱的逐漸釋放而升高，當(dāng)散熱條件較好時(shí)，水化熱造成的最高溫度升高值并不大， 也不致使混凝土產(chǎn)生較大裂縫。而當(dāng)混凝土的澆筑塊尺寸較大時(shí)，其散熱條件較差，由于混凝土導(dǎo)熱性能 不良，水化熱基本上都積蓄在澆筑塊內(nèi)，從而引起混凝土溫度明顯升高，有時(shí)混凝土塊體中部溫度可達(dá)

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南京長江第四大橋主橋?yàn)殡p塔三跨懸索橋,其南錨碇基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)為\"∞\"形地下連續(xù)墻,分ⅰ期、ⅱ期2種槽段,槽段采用銑接法連接。施工前先進(jìn)行地質(zhì)水文詳勘與封排水設(shè)計(jì)、地基加固、修筑導(dǎo)墻及試驗(yàn)槽段施工。按隔墻、北外墻、y形槽段、南外墻順序施工地下連續(xù)墻,先施工ⅰ期槽段,再施工ⅱ期槽段。ⅰ期槽段采用三銑成槽,ⅱ期槽段采用一銑成槽,y形槽段采用五銑成槽。在外墻預(yù)埋鋼管進(jìn)行墻底帷幕灌漿?；娱_挖前進(jìn)行抽水試驗(yàn),結(jié)果表明基坑日滲水量≤150m3;基坑開挖過程中,圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和周邊土體的沉降均小于預(yù)警值,說明地下連續(xù)墻施工質(zhì)量良好。

（1）、混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上溫升值不宜大于50℃； （2）、混凝土澆筑體的里表溫度（不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度）不 宜大于25℃； （3）、混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d； （4）、混凝土澆筑表面與大氣溫差不宜大于20℃；

南京長江第四大橋北錨碇沉井鋼殼為矩形布置,長69m,寬58m,高6m,是目前世上平面尺寸最大的陸地沉井鋼殼,共103塊段,鋼殼加工及拼裝的焊接技術(shù)要求高,且鋼殼運(yùn)輸及吊裝難度相當(dāng)大,主要介紹了鋼殼加工和拼裝的技術(shù)要點(diǎn)和控制方法。

第1頁共6頁 南京長江第四大橋 特征碼標(biāo)簽特征碼] 南京長江第四大橋，位于南京長江第二大橋下游約10公里處， 是中國跨境最大雙塔三跨懸索橋，在同類橋型中居世界第三，被譽(yù)為 中國的金門大橋，是南京第四座跨江公路橋，總投資68億余元。 南京長江四橋線路全長28.996公里。其中跨江大橋長約5.448km， 南北接線長21.86公里，主跨為1418m三跨吊懸索橋，橋面寬33m， 為雙向六車道，全線采用6車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)速120公里。 凈空寬度則按代表船隊(duì)及5萬噸級海輪單孔雙向通航布設(shè)。 2012年12月24日，南京長江四橋正式通車。因其外觀類似著 名的美國舊金山的金門大橋，被譽(yù)為中國的金門大橋，但其主跨比金 門大橋還要長130多米。 地理位置 南京長江第四大橋是中國首座三跨吊懸索橋，被譽(yù)為中國的金門 大橋，起于六合區(qū)橫梁鎮(zhèn)以東與

16 中國水科院科學(xué)技術(shù)獎2012年度獲獎成果匯編 1.4大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制 ?簡要信息 【獲獎類型】理論特等獎 【任務(wù)來源】從1955年開始，結(jié)合梅山、響洪甸、新安江、古田、劉家峽、小 灣、三峽等數(shù)十座混凝土壩設(shè)計(jì)與施工的實(shí)踐進(jìn)行研究 【課題起止時(shí)間1995年～2012年 【完成單位】中國水利水電科學(xué)研究院 【主要完成人】朱伯芳 ?立項(xiàng)背景 本書作者1951～1957年參加我國第一批三座混凝土壩（佛子岺壩、梅山壩、 響洪甸壩）的設(shè)計(jì)和施工，這些工程根據(jù)當(dāng)時(shí)國外文獻(xiàn)的介紹，都采取了與國外 類似的水管冷卻等溫控防裂措施，但實(shí)際上都產(chǎn)生了裂縫。使作者認(rèn)識到溫控防 裂是混凝土壩建設(shè)中的一個(gè)比較復(fù)雜、值得深入研究的課題。 1957年底作者被調(diào)到中國水利水電科學(xué)研究院，分工擔(dān)任混凝土高壩研究。 當(dāng)時(shí)已進(jìn)入水利水電建設(shè)的高潮，三門峽、新安江、古田、劉家峽等數(shù)

文章介紹了某大橋在北錨碇工程的施工過程中,采用了冷卻水管降溫、原材料降溫、混凝土施工過程控制等多項(xiàng)溫控措施,大體積混凝土的溫度控制取得了良好效果,成功地避免了混凝土有害裂縫的出現(xiàn)。

文章針對大體積混凝土溫度裂縫形成原因,說明大體積混凝土溫度控制的必要性。并結(jié)合橋梁基礎(chǔ)承臺大體積混凝土的溫度控制與溫控實(shí)例,從材料選用、配合比控制、溫控措施和施工工藝方面介紹了具體的溫度控制方法、措施。

懸索橋重力式錨碇大體積混凝土溫度控制——從原材料角度分析了影響懸索橋錨碇大體積混凝土溫度上升的內(nèi)部因素，由此得出大體積混凝土的原材料選擇原則與配合比設(shè)計(jì)階段降低混凝土內(nèi)部溫升的方法。同時(shí)，通過施工實(shí)測分析大體積混凝土的溫度發(fā)展變化歷程，溫度發(fā)...