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1、1大体积混凝土水化热方案计算单大体积混凝土水化热方案计算单一、工程概况一、工程概况XX特大桥，其主桥主墩承台最大尺寸长、宽、高分别为42.5米、15米、5米，混凝土标号为C30，施工时最低气温为5。二、大体积混凝土的温控计算二、大体积混凝土的温控计算1、相关资料、相关资料（1）配合比及材料承台混凝土：C：W：S：G=1：0.533：2.513：3.62：0.011材料：每立方混凝土含海螺P.O30水泥300Kg、赣江中砂754 Kg、湖北阳新525mm连续级配碎石1086 Kg、深圳五山WS-PC高效减水剂3.4Kg、拌合水160 Kg。（2）气象资料桥址区位于亚热带大陆季风性气候地区，具有四
2、季分明，无霜区长，日照充足，水源充足，湿光同季，雨热同季的气候特征。年平均气温17.6，极端最高气温为40.1，极端最低气温为-9.7。（3）混凝土拌和方式采用自动配料机送料，拌和站集中拌和，混凝土泵输送混凝土至模内。2 2、承台混凝土的温控计算、承台混凝土的温控计算2.1 混凝土最高水化热温度及混凝土最高水化热温度及 3d3d、7d7d 的水化热绝热温度的水化热绝热温度承台混凝土：C=300Kg/m3；水化热Q=250J/ Kg，混凝土比热c=0.96J/ Kg，混凝土密度=2423 Kg/m3承台混凝土最高水化热绝热升温：2Tmax=CQ/ c=(300 285)/（0.96 2423）=
3、32.243d的绝热温升T（3）=32.24 （1-e-0.3*3）=19.13T（3）=19.13-0=19.137d的绝热温升T（7）=32.24 （1-e-0.3*7）=28.3T（7）=28.3-19.13=9.172.2 承台混凝土各龄期收缩变形值计算承台混凝土各龄期收缩变形值计算 2101. 00 )()1 (MMet yty10M式中：为标准状态下的最终收缩变形值；为水泥品种修正系数；0 y1M为水泥细度修正系数；为骨料修正系数；为水灰比修正系数；2M3M4M为水泥浆量修正系数；为龄期修正系数；为环境温度修正系数；5M6M7M为水力半径的倒数(cm-1),为构件截面周长(L)与截
4、面面积(A)之比:8Mr=L/A；为操作方法有关的修正系数；为与配筋率Ea、Aa、Eb、Ab有9M10M关的修正系数,其中Ea、Eb分别为钢筋和混凝土的弹性模量(MPa),Aa、Ab分别为钢筋和混凝土的截面积(mm2)。查表得：=1.10，=1. 0，=1. 0，=1.21，=1.20， 1M2M3M4M5M=1.09（3d） ，=1.0（7d） ，=0.93（15d） ，6M6M6M=0.7，=1.4，=1.0，=0.895，7M8M9M10M则有：=1.10 1.0 1. 1M2M3M4M5M7M8M9M10M0 1.21 1.20 0.7 1.4 1.0 0.895=1.40110 3d
5、的收缩变形值=3.24 10-4=0.146 10-4603. 00 )3(401. 1)1 (Meyy09. 1401. 1)1 (03. 0e20 7d的收缩变形值=3.24 10-4=0.307 10-4607. 00 )7(401. 1)1 (Meyy0 . 1401. 1)1 (07. 0e2.3 承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差10 3d龄期46. 1100 . 1/ )10146. 0(/)3(54 )3(yyT320 7d龄期07. 3100 . 1/ )10307. 0(/)7(54 )7(yyT2.4 承台混凝土各龄期内外温差计算
6、承台混凝土各龄期内外温差计算假设入模温度：T0=10，施工时环境温度：Th=510 3d龄期= T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/3 19.13+1.46-5=19.21T20 7d龄期= T0+2/3T(t)+Ty(t)- Th =10+2/3 28.3+3.07-5=26.94T由以上计算可知，承台混凝土内外温差最大为26.94，略大于我国铁路混凝土与砌体工程施工规范 （TB10210-2001）中关于大体积混凝土温度内外温差为25的规定。若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。3 3、冷却管的布置及混凝土的降温计算、冷却管的布置及混凝土的降
7、温计算3.1 承台混凝土承台混凝土（1）水的特性参数：水的比热：c水=4.2 103J/ Kg；水的密度 水=1.0 103 Kg/m3；冷却管的直径：D=5cm（2）承台混凝土冷却管的布置形式承台混凝土埋设冷却管，上下左右冷却管相临间距为1米。其中40#承台按上下左右1米布置，共计4层。分别设置4个进出水口。(3)主桥承台混凝土体积（除去冷却管后）40#承台混凝土：体积V=42.5 15 5-3.14 (0.05/2)2 4 40.5 10.5=3187.5-3.5=3184 m3（4）承台混凝土由于冷却管作用的降温计算砼砼砼水水水水 cVcTtQT式中：冷却管中水的流量水Q4冷却管通水时间
8、t水的密度水进出水口处的温差水T水的比热水c混凝土的体积砼V混凝土的密度砼混凝土的比热砼c10 3d龄期冷却管通水时间：持续通水（按t=1d计算） ，出水管和进水管的温差：=20TXX特大桥承台混凝土：7 . 296. 024233184102 . 420100 . 112401. 0cct33 砼砼砼水水水水 VTQT20 7d 龄期冷却管通水时间：持续通水（按t=3d 计算） ，出水管和进水管的温差：=20TXX特大桥40#承台混凝土：17. 896. 024233184102 . 420100 . 132401. 0cct33 砼砼砼水水水水 VTQT（5） 、预埋冷却管后各龄期承台混凝
9、土内外温差值：XX特大桥40#承台混凝土：10 3d龄期19.21-2.7/2=17.86 （安全系数为2.0）T20 7d龄期26.94-8.17/2=22.86 （安全系数为2.0）T三、结论及建议三、结论及建议3.13.1 结论结论5承台大体积混凝土在浇注过程中，由于混凝土在结硬过程中内部产生大量的热量使其内部温度升高，当内外温度相差过大时就容易出现温度裂缝，若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。计算表明：混凝土中埋设冷却管后内外温差均小于25，满足混凝土结构工程施工及验收规范 （GB50204-92）中的规定。3.23.2 建议建议1、浇注混凝土避免阳光直
10、晒，一般选择在傍晚开始直至第二天十点以前。对粗骨料进行喷水和护盖，施工现场设置遮阳设施，搭设彩条布棚。2、承台混凝土冷却管按间隔一米埋设，上下左右冷却管相临间距严格控制在1米以内，严格观察入水口和出水口的水温差，根据水温差，及时调整泵水速度。水温差大时，提高水速；水温差小时，降低水速。通过冷却排水，带走混凝土体内的热量，本计算方案表明，此方法使大体积混凝土体内的温度降低3-4。3、浇注混凝土时，采用分层浇注，控制混凝土在浇注过程中均匀上升，避免混凝土拌和物局部堆积过大，混凝土的分层厚度控制在20-30cm。4、浇注混凝土后，搭设遮阳布棚，避免阳光爆晒混凝土表面。混凝土表面用土工布覆盖保湿保温，要十分注意洒水养生，使混凝土缓慢降温，缓慢干燥，减少混凝土内外温差。5、浇注混凝土后，每2小时测量混凝土表面的温度和冷却管的出水温度，及时调整养护措施。
