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1、禹齐特大桥承台大体积砼施工裂缝控制计算一、工程概况 禹齐特大桥跨晏黄路连续梁主墩533#、534#、535#承台尺寸均为：12.5*9.1*2.5m，加台尺寸为9.6*5.4*1.5m；532#、536#边墩承台尺寸均为：10.4*6.8*2m，加台尺寸均为7.4*4*1m。承台混凝土设计强度等级为C45，配合比：水泥：砂：碎石：外加剂：粉煤灰：水=315：672：1008：4.50：135：158，水胶比0.35。承台浇注分两次浇注，主墩浇注混凝土分别为：284.375 m3、77.76 m3；边墩浇注混凝土分别为：141.44 m3、29.6 m3。2、 大体积混凝土施工裂缝计算 1)承台
2、浇筑厚度2m1、混凝土水泥最大水化热绝热升温值计算假定结构物四周没有任何散热和热损失条件，水泥水化热全部转化成温升后的温度值，则计算公式参考建筑施工计算手册（第二版）612页Tmax=mcQC其中mc每立方混凝土水泥用量（Kgm3）Q每千克水泥水化热（JKg）可参考建筑施工计算手册（第二版）613页，查表11-9知Q=377JKgC混凝土的比热容在0.841.05kJ（kg.K）之间，一般取0.96kJ（kg.K）混凝土质量密度，取2400Kgm3则Tmax=3153770.962400=51.542、混凝土内部中心温度计算参考建筑施工计算手册（第二版）614页计算公式Tmax=T0+T（t）
3、.Tmax混凝土内部中心最高温度T0混凝土浇注入模温度,取25T（t）在t龄期时混凝土的绝热温升不同浇筑块厚度的温降系数，=TmTn，按照614页表11-12，11-13查用。Tm混凝土由水化热引起的实际温升Tn混凝土最终绝热温升值e常数2.718m与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，由表11-10查得，一般取0.20.4。温度为30时取0.406。根据经验知大体积混凝土最大水化热绝热升温值一般在龄期4d时最高，浇筑块混凝土厚度为2m,查表11-12知=0.57T（t）= mcQC(1-e-mt) =51.54（1-0.197） =41.387Tmax=T0+T（t）. =30+41.
4、3870.57=53.593、温差计算（构件中心与混凝土表面的温差）t=Bi(Bi+2)(Tmax-Tw)Tmax构件内部温度Tw环境温度，取30Bi毕渥准则数Bi=kbk构件围护层的传热系数，因混凝土表面覆盖一层朔料薄膜，查有关资料得知k=12W（m2.k）混凝土导热系数,取2.91 W（m.k）b构件中心至表面距离,22=1mBi=kb =1212.91=4.12t=Bi(Bi+2)(Tmax-Tw) =4.12(4.12+2)(53.59-30) =15.88202)承台浇筑厚度2.2m1、混凝土水泥最大水化热绝热升温值计算假定结构物四周没有任何散热和热损失条件，水泥水化热全部转化成温升
5、后的温度值，则计算公式参考建筑施工计算手册（第二版）612页Tmax=mcQC其中mc每立方混凝土水泥用量（Kgm3）Q每千克水泥水化热（JKg）可参考建筑施工计算手册（第二版）613页，查表11-9知Q=377JKgC混凝土的比热容在0.841.05kJ（kg.K）之间，一般取0.96kJ（kg.K）混凝土质量密度，取2400Kgm3则Tmax=3153770.962400=51.542、混凝土内部中心温度计算参考建筑施工计算手册（第二版）614页计算公式Tmax=T0+T（t）.Tmax混凝土内部中心最高温度T0混凝土浇注入模温度,取25T（t）在t龄期时混凝土的绝热温升不同浇筑块厚度的温
6、降系数，=TmTn，按照614页表11-12，11-13查用。Tm混凝土由水化热引起的实际温升Tn混凝土最终绝热温升值e常数2.718m与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，由表11-10查得，一般取0.20.4。温度为30时取0.406。根据经验知大体积混凝土最大水化热绝热升温值一般在龄期4d时最高，浇筑块混凝土厚度为2m,查表11-12知=0.61T（t）= mcQC(1-e-mt) =51.54（1-0.197） =41.387Tmax=T0+T（t）. =30+41.3870.61=55.243、温差计算（构件中心与混凝土表面的温差）t=Bi(Bi+2)(Tmax-Tw)Tmax
7、构件内部温度Tw环境温度，取30Bi毕渥准则数Bi=kbk构件围护层的传热系数，因混凝土表面覆盖一层朔料薄膜，查有关资料得知k=12W（m2.k）混凝土导热系数,取2.69 W（m.k）b构件中心至表面距离,2.22=1.1mBi=kb =121.12.69=4.91t=Bi(Bi+2)(Tmax-Tw) =4.91(4.91+2)(55.24-30) =17.93520构件中心温度与构件表面温度之差大于20，则在混凝土内部采用预埋钢管循环冷却水降温的方式减小温差，防止构件表面出现裂缝。现设定冷却水管采用内径40mm，壁厚2.5mm钢管加工，现场焊接头采用套管焊接成型沿高度范围内布置2层，每层
8、间距1m，水平间距1m，水管距承台底部、顶部均为75cm，水管在同一平面、不同位置转弯时采用弯头进行连接。管长L=198m,水流量qw=5000Kgd(每天控制)导温系数=C其中C材料表面的辐射系数取5.0密度,取2400Kgm3取2.33=C=2.3352400=0.0002=LCWw qw=2.331984.1810005000=0.0005k=2.09-1.35+0.322=2.089b=KD2=2.0890.000212=0.00042混凝土龄期4天时w=m(m-b)( e-bt - e-mt) =1.003(0.995-0.197)=0.800Tw=0.80056.9=45.52混凝
9、土内部温度Tmax=T0+T（t）. =30+45.520.65=59.588实际承台表面是散热的，混凝土内部温度小于Tmax=59.588，由经验知混凝土表面的温度一般比大气温度高1215，取中间值12.5，则混凝土表面温度为30+12.5=42.5，所以混凝土内外表面温差为：59.588-42.5=17.08820通过以上计算可知，承台浇筑厚度在2.5m及以上的需要预埋冷却水管，浇筑厚度在2.5m以下的不需要预埋冷却管。三、混凝土保温养护裂缝控制措施（隔热材料厚度计算）i=0.5Hi（Tb-Ta）K（Tmax-Tb）i保温材料所需厚度（m）H结构厚度i保温材料（草袋）的导热系数w（m.K）
10、参考建筑施工计算手册（第二版）按表11-20取用混凝土的导热系数,取2.33W(m.K)Tmax混凝土中心最高温度(浇筑后4天取用)Tb混凝土表面温度(浇筑后4天取用)Ta混凝土浇注4天空气平均温度0.5中心温度向边界散热的距离,为结构物厚度的一半K传热系数的修正值,即透风系数。易透风的保温材料取2.6或3.0，对不易透风材料取1.3或1.5i=0.5Hi（Tb-Ta）K（Tmax-Tb） =0.53.50.14（32.5-20）2.62.33（48.27-20）=0.12m=12cm则保温措施：承台顶面覆盖一层朔料薄膜，其上覆盖12cm厚草袋，草袋上下错开，搭接压紧。四、混凝土蓄水养护裂缝控
11、制计算R=XM(Tmax-Tb)K(700T0+0.28mcQ(t)R混凝土表面的热阻系数（kW）X混凝土维持到预定温度的延续时间（h）M混凝土结构物的表面系数（1m）Tmax混凝土中心最高温度(浇筑后4天取用)Tb混凝土表面温度(浇筑后4天取用)K传热系数修正值，可取1.3700混凝土热容量，即比热与密度之乘积（KJm3.k)T0混凝土浇注、振捣完毕开始养护时的温度（）2、裂缝防治的途径此次承台施工，浇筑厚度较大，内部水化热温升值也大。由于约束作用，冷却收缩的拉应力也大，当其超过混凝土的抗拉强度时，将产生内部裂缝，部分地切断结构断面，具有一定的危害性；表面温度骤降和干缩也将产生拉应力。二者叠加，可能导致表面裂缝发展为贯穿裂缝，对结构的整体性和稳定性产生不良影响。据此分析，大体积混凝土施工的裂缝防治有两个途径：提高混凝土本身的抗裂性能；采取有效措施，以降低大体积混凝土在施工、养护过程中内部及其表面的拉应力。3、原材料的选用水泥采用信阳金龙325号普通硅酸盐水泥，其
