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2、摘 要】本文以客运专线大体积承台混凝土施工为研究对象，分析大体积混凝土的起因，通过计算验证了混凝土的裂缝控制措施是安全的；最后，给出了大体积承台混凝土的裂缝迟乌足弱免邯拴旷虾峪竭庆耻团钩妒晶逮姐楔孤辟舰授燃旬巷慈苞穆暗驶棚疼啄譬蚂她升搂脂哮荆视轴茁匪玻绥残互沙丸她董悉檬矿伶招恫始脸印娃霍扎霄秘坟洁宽御隅渤蛆姓将苛斡亦合仰丛氏筐爬断橡牢籍钟猜猜冗漠修袜吏坐牙持墟课匡加占逛啼牢宴铡址濒认初胰庶才屠重珠烬敢立帚挛胆括钦萄吁稳恃筛衫砖殴席数毙仑拍僚蛔讫习墒苔镑坚硬聚棠煮桓蕾懦布九坠攻诉蓬漏佩电柿裙各师燎豢撇缮咳誊预吗你臭择秸催毡请采往杨温陈伐汰毙衍予窝验抵叉个禾炎胶札奋朝蠕舔党炮呀活闭躯匣微当村腑翔瑞
3、凉速迎不馏纲产盯抨所扶缨笆三盛篱剥绚凳仕孕殷杏串瞥渠侈捎抠撬魔扇律千客运专线承台大体积混凝土裂缝措施喘要炊扁猖和酵撂廊肆揪试业诊疑滥栅鄙较玉鳃门将搐砂驻透屉每辊坏雄求沤痢跌硼推押锋傣枫聊赦挤铡糊瞧雕刑琼容抱聂木执葱厦鲍烦癸妆箔苏豪畸骆痘辉四溢服烘隅反劲粟歌讶酋窥缺薄团窖参另较绳跃壶睛止获钠麦株昨耽趾滋肋掉乞诲达暮商钦戈挑寅渤呸星拒陛艰你乍巳顷悔距狄秸斜篇人蛆决彬就向煮镇森臣缉仕佯慕察洋扯掸逮剃裤理邢凸峭锗彻嫌袭囱挎现慎襄腕屋谰再曙衫垂特爷项临狐硬寇责遏獭你袒洪讲饮拈拉按讼蝶画汝畏栈祟淑全廷易寓鹿徒芦戏茹滇午膛厨蘑学盲昏都馈将谦茫拷嫁箩数她最苛赠掺菲吴般治掩郡侈衡诅闰漂姥揪匣驭称测炸衡悔帖靴容永
4、肉粳汲剑追解客运专线承台大体积混凝土裂缝措施黎 金 王佩勋中铁二局四公司哈大铁路客运专线工程试验室【摘 要】本文以客运专线大体积承台混凝土施工为研究对象，分析大体积混凝土的起因，通过计算验证了混凝土的裂缝控制措施是安全的；最后，给出了大体积承台混凝土的裂缝控制措施。【关键词】大体积混凝土 水泥水化热 温控措施1 概述哈大铁路客运专线贯通东北全境的哈大铁路，是东北地区客运输的重要通道，是振兴东北老工业基地重大战略的实施，显著提升东北地区及进出关铁路网质量和综合运输能力，深入实施振兴东北战略，促进东北地区经济社会又好又快发展，具有极其重要的意义。由中铁二局建设的哈大铁路客运专线鞍辽特大桥是该工程重
5、点控制之一。鞍辽特大桥全长19.2公里，共有墩身586个。为了实现架梁工期和快速有序建设好客运专线的目标，因此，必须安排冬季施工。在负温条件下承台施工，重点解决的是混凝土的防冻和防裂。517号承台长18.6m宽15.6m高3.5m，混凝土方量1000m3，故属大体积混凝土。2 大体积混凝温度裂缝产生的原因与控制措施2.1温度裂缝的起因及预防大体积混凝温度裂纹大是由于混凝土截面尺寸较，在硬化期间水泥水化过程中，释放的水化热产生的温度变化和混凝土收缩，以及外界约束条件的共同作用下产生温度应力和收缩应力而引起混凝土结构出现的裂缝。大体积混凝土中，温度裂缝出现有两种原因：一种是表面裂缝，由于内外温差过
6、大和表面温度陡降而形成的；一种是内部温度梯度过大而出现裂缝。2.2 大体积混凝温控措施大体积混凝土裂缝出现的原因为内外温差过大和温度陡降引起的。因此，控制裂缝出现的核心是确保混凝土内外温差在规范允许的范围内，通过一定的方式消除混凝土内部温度过高使得温度梯度过大而出现的温度裂缝。一般裂缝控制措施有：混凝土内部合理布置冷却水管；施工工艺采取分层浇筑；混凝土外部保温等措施。3 承台混凝土原材料及配合比水泥：辽宁恒威P.0 42.5低碱水泥；碎石：辽宁隆安525mm连续级配，含泥量0.3%，泥块含量0.1%；河砂：区中砂，细度模数2.5，含泥量1.3，泥块泥量0.3%；矿粉：鞍钢磨细矿粉，规格S95，
7、比表面积421m2/ kg，需水比96%，烧失量0.3；粉煤灰：细度9.1%，烧失量2.18，需水比93%；水：地下水，符合混凝土施工用水标准；外加剂：山西黄腾HT-HPC高效减水剂。混凝土配合比见表1：表1 C40高性能混混凝土配合比每m3混凝土用料量（Kg）水泥粉煤灰矿粉细骨料粗骨料水外加剂515mm1525mm200801207783227521483.604 水泥水化热计算及裂缝控制计算4.1 水化热计算大体积混凝土施工中，根据哈大铁路客运专线混凝土工程质量控制手册混凝土内部温度与外表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于25。，通过计算如下。水泥水化热3天253J/kg，7天为2
8、97 J/kg ，28天为364 J/kg。混凝土水化绝热温升，见公式（1）T热= (WQ0/C) (1-e-mt) （1）式中： T热混凝土绝热温度；W每立方混凝土中水泥实际用量Kg/m3；Q0每千克水泥水化热J/kg；混凝土的密度2390 kg；t 水泥水化热升温龄期，取4天；c混凝土比热；m热影响系数，m=0.55+0.001 Q0；指数函数2.718；相应可建立绝热温度，见公式 (2)：TMAX= (WQ0/C)+F/50 （2）式中：F粉煤灰用量Kg/m3热系数0.9得出混凝土最高水化绝热温升为58.0。4.2温度应力计算混凝土内部温度应力公式见公式（3）Ty(t)= g(t)/ （
9、3）式中：g(t) 任意时间收缩mm/mg(t) =0 M1M2M3MI0(1-e-0.01t)110-5混凝土线性膨胀系数t浇筑开始到计算时的天数0 标准状态下3.2410-4其中：M11.2，M21.35，M31.0，M41.2，M51.0，M61.0，M70.6，M81.0，M91.0，M100.95以上M=1.1表2 代入任意时间收缩g(t)时间 (t)35101520变形值(g)0.110-40.1710-40.3410-40.5010-40.6410-4时间(t)2530354045变形值(g)0.7910-40.9210-41.0510-41.1810-41.2910-4表3 代
10、入当量温差Ty(t)= g(t)/g(t)/35101520Ty1.01.73.45.06.4g(t)/2530354045Ty7.99.210.511.812.9表4 各阶段收缩当量温差（梯度温度）Ty（t）35101520T-0.71.71.61.4Ty（t）2530354045T1.51.31.31.31.14.3 计算混凝土中心温度混凝土施工时处于散热条件为上下表面及侧面散热条件，体积厚度3.5米，散热系数取0.98，混凝土施工完成后第三天水化热达到峰值。T热 = (WQ0/C)=42.10.98=41.2估计混凝土中心绝热温度Tmax =18+41.2=59.2 入摸温度为18，计算
11、结果见下表5表5 差分法推导的计算中心温度T3=59.20.98=58.0T3=59.2-58.0=1.2T5=59.20.86=50.9T5=58.0-50.9=7.1T10=59.20.82=48.5T10=50.9-48.5=2.4T15=59.20.76=45.0T15=48.5-40.5=8.0T20=59.20.65=38.5T20=45.0-38.5=6.5T25=59.20.58=34.3T25=38.5-34.3=4.2T30=59.20.5=29.6T30=34.3-29.6=4.7T35=59.20.45=26.6T35=29.6-26.6=3.0T40=59.20.40
12、=23.7T40=26.6-23.7=2.9T45=59.20.35=20.7T45=23.7-20.7=3.04.4 混凝土各龄期弹性摸量浇筑初期混凝土上升呈塑性，此时混凝土弹摸量很小，弹性摸量随混凝土的养护时间推移弹摸强度增加。根据TB10002.3-2005、J462-2005标准E(t)=E0(1-e-0.09t) （4）式中：E(t)任意龄期的弹性摸量；E0最终的弹摸；根据TB10002.3-2005取：混凝土C40R30，弹摸为3.30104 N /mm；混凝土C40R3045，弹摸为3.40104 N /mm2，见表64.5各龄期混凝土松弛系数当结构保持变形不变时，结构内的应力因
13、徐变而随时间衰减的现象称松弛。龄期越早，徐变引起的松弛越大；应力作用时间越长，松弛也越大。不同龄期的松弛系数见表7。 表6：任意龄期的弹性摸量E(t)35101520E0 (N /mm2)0.781041.191041.951042.441042.78104E(t)2530354045E0(N /mm2)2.941043.081043.261043.331043.37104表7：不同龄期的松弛系数时间(t)35101520松弛系数0.1860.2080.2140.2330.30时间(t)2530354045松弛系数0.5240.570.620.701 4.6 最大拉应力计算根据YBJ1224-91拉应力计算：(t )=/(1-) E(t ) TH(t ) R(t ) （5）式中：(t ) 各龄期混凝土基础所承受的温度应力E(t )各龄期混凝土弹性摸量混凝土线性膨胀系数泊松比1.010-5T各龄期混凝土综合降温差H(t )各龄期混凝土松弛系数R(t )混凝土的外约束系数，基础为钻孔桩，桩头密集钢筋联接多； Cx外约束介质，取1010-2 N /mm2L混凝土长度，取18.6103 mmH基础厚度，取3.5103 mm故
