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1、55#墩大体积承台水化热控制计算书一、工况概述我标段负责施工的55#墩单个承台平面尺寸为： 18.228.2m，厚度为：5.0m，混凝土方量为： 2566.2m3。承台混凝土施工时间安排在05 年 12 月，最高温度考虑为： 5, 最低温度考虑为0。大体积混凝土施工的温度控制计算，考虑两种温度应力，都应该满足混凝土抗裂的要求。、混凝土内外温差引起的内力(混凝土同一时间点横向温差)；、混凝土温度收缩应力( 不同时间点的纵向温差 )。现就两种应力进行计算：二、混凝土浇筑前裂缝控制施工计算（一） 、综合数据拟定、混凝土配合比承台混凝土采用C30, 用 425 号普通水泥 , 水泥用量为 295kg，
2、水灰比为 0.54。、基本数据取定与计算水泥水化热： Q=377J/kg；混凝土比热： C=0.96J/kg ；混凝土质量密度： =2400kg/m3。混凝土的弹性模量 :MPafccu455 100. 3307.342. 210 7.342. 210)E(标准状态下极限收缩值：401024. 3y（二） 、各龄期应力计算因为混凝土一般在天水化热温度达到最高，故需丛混凝土具有两天龄期时开始计算其温度应力。在温度上升阶段, 混凝土的弹性模量较低, 约束应力较小 , 故不必考虑其温度上升阶段的裂缝问题。混凝土内外温差应力计算采用相应抗拉强度标准值，而纵向混凝土温度收缩温差引起的应力采用抗拉强度设计
3、值，并考虑1.15 的安全系数，因为其产生的是必须避免的贯通性裂缝。、2 天龄期后应力计算（此时还没有拆除模板）混凝土的抗拉强度的最大、最小值为：MpatRRlb lb75.02lg1.28 .0lg8 .067.067. 0 )2(MpatRRll62.02lg75. 18 .0lg8. 067. 067.0 )2(考虑 1.15 安全系数的抗拉设计强度:MpaRl54.015.1/62.015. 1/)2(天龄期对应的弹性模量为：MpaEEt C9 .494111031209.0409.0 2（） 、混凝土内外温差引起的应力),( 11)31(220)(iyxttHhyTE上式中为对应龄期
4、混凝土的弹性模量为混凝土线膨胀系数，取110-5T0为混凝土内外温差为混凝土的泊松比，取0.15 当 y 与 h 相等时，在满足最大抗裂强度（0.75Mpa）时，混凝土表面与混凝土中心的允许最大温差为：7 .32593.01)15.01( 1019.4941275. 03 ),(1)1(235)( 0 iyx ttHET该温度包括了混凝土在两天龄期时的收缩变形当量温差，实际控制时应减去该温度值。（） 、混凝土温度收缩引起的约束应力混凝土 d 龄期水化热绝热温度及最大的水化热绝热温度为: 78.21718.21240096.037729523. 0 2）（）（T27.48)718.21(2400
5、96.0377295 maxT经查表相应天龄期时 ,混凝土收缩变形相应系数为：M4=1.294, M1 、 M2、M3、M5均为 1, M6=1.11, M7=0.825, M8=0.99, M9=1.1, M10=0.874 则 2 天龄期混凝土的收缩变形值为: 4209. 04 21060.0874. 01.199.0825. 011.1294. 1718.211024. 3）（）（混凝土 2d 收缩当量温差为 : 0 .6 100.11060.054 )2( 2）（YT露天养护期间， 混凝土入模温度仍为： 5,2 天龄期出现的最低气温考虑为 0, 则 2 天后混凝土的最大综合温差为: 5
6、2.2500 .678.21325T基础混凝土产生的降温收缩应力为：RSTEtt )()( 21）（MPaRMpal54.015.1/14.032.030.015.0152.251019.4941 )2(5）（其中：)(tS为相应龄期混凝土徐变影响的松弛系数，取0.3 R为混凝土的外约束系数，为一般地基，取0.32 混凝土的内外横向温差为：7.260 .67.32)2(0YTT综上，由计算知混凝土内外温差控制在26.7时不会出现表面裂缝，基础在露天养护 2 天时，混凝土不会出现温度收缩裂缝（贯通裂缝）。、同理计算 2 天龄期以后混凝土拉应力1砼最大拉应力Mpa1.021.201.321.421
7、.501.571.631.681.731.771.812砼最小拉应力Mpa0.851.001.101.181.251.311.361.401.441.471.503允许最大拉应力Mpa0.740.870.961.031.091.141.181.221.261.281.314弹性模量 E(t)Mpa 7098.69069.71087112518140221539716654178031885319812206895混凝土表面与中心 的允许最大温差30.9928.3526.1424.3923.0121.9121.0220.2919.6919.1918.776水化热绝热温度28.6433.7337.
8、5040.2942.3643.8945.0345.8746.4946.9547.297凝土的收缩变形值9E-050.00010.00010.00020.00020.00020.00020.00020.00020.00020.00038收缩当量温差8.6511.0513.2415.2517.0818.7520.2821.6822.9624.1325.209最大综合温差32.7438.5343.2447.1150.3253.0155.3057.2658.9560.4361.7310混凝土产生的降温 收缩应力Mpa0.260.390.530.670.800.921.041.151.261.351.4
9、411（3）-（10）0.480.470.430.360.290.220.140.070.00-0.07-0.1312安全性安全安全安全安全安全安全安全安全安全不安全不安全13各龄期混凝土参数表序号龄期（d）345678参数1011129说明：最大综合温差 =环境温度收缩当量温度水化热绝热温度2/3 由上表可以看出：当混凝土达到 12 天龄期计算状态时：允许最大拉应力（考虑了1.15 的安全系数）：1.35Mpa 允许最大混凝土内外横向温差为：60.43 基础混凝土产生的降温收缩应力为：1.351.28 Mpa( 不安全 )，此时就需采取保温养护措施，提高混凝土稳定后的表面温度，减小最大综合温
10、差。从以上计算分析可知，混凝土温度收缩应力只与入模温度、混凝土水化热温升值、混凝土达到稳定后的最低温度、外约束条件有关。而混凝土内外温差应力只与混凝土中心与表面的温差值有关，且该温差值正好符合规范温差要求： 混凝土内外温差不大于25-30, 从计算结果可知，内外温差允许值正好在这一范围内。由于实际混凝土最高温度值在天龄期时出现，故此时最容易出现内外温差超限情况，此后温差都较此时小。故实际施工时，我部仍然按25温差值控制。在计算保温层时，我部也按照25标准控制。（三） 、混凝土内部最高温度的估算 、混凝土内部最高温度估算按最大绝热温升值计算CQWTmax27.48 240096.0377295
11、maxT根据计算结果，取48.27 , 入模温度考虑10时，最高温升值为10+48.27=58.27 达到最大温升值时，混凝土表面的最低允许温度为：27.3325maxTTb2、保温材料厚度计算k TTTTHbqbii)()(5 .0maxi：保温材料导热系数，此处采用草袋；取值为0.14 qT：养护期间大气平均温度，取值为5；bT：混凝土表面温度，取值为33.27；maxT：混凝土水化热最高温度，取值为58.27；：混凝土的导热系数，取值为3。k：传热修正系数，取值为1.2 ；H：混凝土承台厚度，取值为5000mm 。mmi26.1412.1)27.3327.58(3)527.33(14.0
12、50005.0根据计算 , 应采用 3 层草袋，厚 14 厘米，进行覆盖养护。考虑草袋较厚，实施起来较为困难，即需要安装冷却水管进行混凝土内部降温，降低混凝土最高温升值。 内层采用用塑料薄膜， 然后在其上依次铺设土工布和2层草袋，养护时不要往草袋上加水，而要直接往塑料薄膜下浇水养护。三、混凝土的入模温度计算承台混凝土浇注时间为2005 年 12 月份，预计大气平均最高温度为5左右，根据规范要求，混凝土的入模温度不得低于5。所以必须提高混凝土的搅拌温度，计算如下：1、混凝土拌和物的最终温度混 凝 土 的 配 合 比 为 ： 水 泥 : 粉 煤 灰 : 砂 : 石 子 : 水 ： 外 加 剂=29
13、5:126:716:1074:160:5.052。 拌和水温为 20， 水泥出仓的温度为40。)()()()()(ggssgscggssggSswwccggss bWPWPbWWWWPWPBWPWPbWbtWtWtWtT=44.13 )1074716295(92.01602009.2)29540107457165(92.0其中：Tb为混凝土合成后的温度；WgWsWc,为水泥、砂、石的干燥质量；Ww为拌和加水的质量（不包括骨料中的含水）wgsctttt,为水泥、砂、石、水装入拌和机时的温度PgPs,为砂、石的含水率（可不计）为水泥及骨料的比热，取0.92KJ/KgK b、 B为水泥的比热及溶解热
14、， 当骨料温度 0时，b=4.19、 B=0；当骨料温度 0时， b=2.09、B=335 ； 2、混凝土拌和物在搅拌过程中的热量损失35.1) 544.13(16. 0)(16. 0dbTTTmTd为室外温度3、混凝土运输至成型的温度损失00.2)509.12() 1032.05 .21.0()(032.0(0dTTntTs0T为混凝土从搅拌机中倒出的温度, 取值为 (13.44-1.35=12.09) 所以混凝土的入模温度为：TsTmTdT=13.44-1.35-2.00=10.09。四、参考资料路桥施工计算手册周水兴何兆益等编著 2004.8 公路桥涵施工技术规范 （JTJ041-2000） 2004.8
