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1、田师府至桓仁铁路新建工程TH-1标段谢家崴子特大桥挖井基础大体积混凝土温升控制检算书中铁九局集团有限公司总工办2013年8月10日田师府至桓仁铁路新建工程TH-1标段谢家崴子特大桥挖井基础大体积混凝土温升控制检算书检 算： 审 批： 中铁九局集团有限公司2013年8月10日目 录一、工程概况1、桥梁概况2、挖井基础结构情况3、当地自然气候条件二、编制依据三、挖井基础大体积混凝土施工温升控制方案四、大体积混凝土温升控制计算（一）、基础参数（二）、混凝土水化热热工计算1、混凝土拌和物的温度计算To（oC）：2、混凝土拌和物的出罐温度T1（oC）：3、混凝土拌和物经运输至成型完成（入模）时的温度T2
2、（oC）：4、考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度T3（oC）：5、混凝土水化热最终绝热温升值Tmax (oC)：6、混凝土浇筑后水化热开始至任一时刻龄期t（d）的核心温度7、挖井基础中心内部混凝土温度变化曲线五、大体积混凝土施工注意事项 一、工程概况1、桥梁概况田师府至桓仁铁路新建工程TH-1标段谢家崴子太子河特大桥，位于辽宁省本溪县谢家崴子村境内，主要为跨越太子河、耕地和道路而设。中心里程为DK14+452，孔跨布置：1孔32m简支T梁+27孔64m简支箱梁+1孔32m简支T梁，桥全长1873.74m。本桥基础均为挖井基础，0#台、29#桥台的基础为矩形，其中0#台的基础横宽6m
3、、纵宽14.06m、高13m，29#台的基础横宽5.8m、纵宽13.86m、高13m。1#-28#墩的基础为圆端形，基础的圆形直径分部于8.5m14.75m的范围内（共21个大小不等的尺寸），基础设计高度为8m18m（其中4个基础的高度小于10m、24个基础的高度大于10m），基础上部为砾土、下部为岩层（其中砾土深度为4m11m、岩层深度为2m20m）。位于河道中的挖井基础为9、10号墩，8、11号墩位于河滩上。本桥的两座桥台设计为T型桥台，28#墩高墩设计采用圆端形实心墩、其余1#-27#墩身设计均采用圆端型空心墩，墩高26m71m，平均48.5m，26#墩最高71m。2、挖井基础结构情况本
4、桥挖井基础最小挖深9m、最大挖深20.4m，基础的圆形直径分部于8.5m14.75m的范围内。按相关规范标准本基础均属于大体积混凝土。挖井基础设计为C30钢筋混凝土。一般分为两次浇筑成型：深入岩石不需要护壁部分浇筑一次，岩石以上部分立模浇筑一次。挖井基础结构如图1所示。图1、挖井基础结构示意图3、当地自然气候条件桓仁满族自治县位于辽宁东部山区，浑江中下游，东经1242712540，北纬40544132，东接吉林省集安市，南临辽宁省宽甸县，北靠辽宁省新宾县、吉林省通化市。气候属于温带大陆性湿润季风气候，四季分明，年平均气温7.4，平均活动积温3184，年平均相对湿度66%，平均无霜期153天左右
5、，多年平均日照时数2538小时，多年平均降水量870毫米。本桥挖井基础混凝土浇筑施工期预计在2013年9月下旬开始，至2014年6月。在此期间，自然气温按Ta=+15oC估算（每天平均气温）。二、编制依据1、DK14+452.00谢家崴子太子河特大桥施工图（图号：桥施A0628）；2、铁路混凝土工程施工技术指南【铁建设2010241号】；3、铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB10002.4-2005）；4、铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）；5、新建田师府至桓仁铁路工程TJ-1标段实施性施工组织设计；三、挖井基础大体积混凝土施工温升控制方案施工现场搭设混凝土集中拌合
6、站。混凝土拌合站工作条件应满足今冬明春负温气候条件施工要求。最低应满足气候温度-15oC以上的条件工作。拌合站应确保砂石料保温、拌合水加温的暖棚或棚护条件。确保混凝土搅拌出灌温度不低于+10oC要求。负温气候混凝土运输罐车采用覆盖保温防寒措施。挖井基础在正温条件施工时，根据气温条件，可采用蓄水保护法，温度稍低时采用覆盖保温法养护；在冬季负温气候条件下施工时，挖井基础混凝土养护采用暖棚蓄热养护法。在基础上搭设防寒棚或保温棚。主题思想是控制混凝土搅拌温度及浇筑成型温度，通过控制混凝土搅拌温度达到保证混凝土结构体与外界温差不大于20oC。以达到基础结构不产生收缩裂缝。控制的主要措施是：参加粉煤灰，降
7、低水化热量；按规范参加片石，减少水化热量；积极安排在低温季节施工，控制混凝土入模温度；在夏季高温条件施工时，搅拌水加冰屑，降低混凝土出灌温度；混凝土浇筑采取延缓混凝土的凝固硬化时间-拉长混凝土的水化热峰值，混凝土缓凝时间按10小时设计施工配比。四、大体积混凝土温升控制计算（一）、基础参数1、挖井基础（C35）混凝土配合比（kg/m3）水泥砂石子水矿渣粉粉煤灰外加剂P.O：42.5中砂5-16、16-25地下水S95F类高性能减水剂NOS-AS（标准型）2157631097160581174.48每立方混凝土质量约2414kg。注：挖井基础设计为C30混凝土，暂时没有C配合比，暂按墩身的C35配
8、合比计算。（二）、混凝土水化热热工计算1、混凝土拌和物的温度计算To（oC）： To =14.5（oC）上式中：Ww、Wc、Ws、Wg水、水泥、砂、石的用量（kg）； Tw、Tc、Ts、Tg水、水泥、砂、石的温度（oC）。水温度按地下水+10 oC计算，水泥温度按+20 oC计算，砂、石子温度平均按+15 oC计； Ps、Pg砂、石的含水率，砂含水5%，碎石含水1%； C1、C2水的比热容（kJ/kg.K）及溶解热（kJ/kg）。 当骨料温度0 oC时，C1=4.2，C2=0。按普通硅酸盐水泥计算。2、混凝土拌和物的出罐温度T1（oC）： T1=To-0.16（To-Tb）=15.4（oC）
9、式中：Tb搅拌机棚内温度+20oC。3、混凝土拌和物经运输至成型完成（入模）时的温度T2（oC）： T2=T1-（at+0.032n）（T1-Ta）=15.4（oC） 式中：t混凝土自运输至浇筑入模的时间，大约45分钟，则0.75小时； n混凝土转运次数，1次到位； Ta 运输时的环境温度，按+15oC计； 温度损失系数（hm-1），本工程混凝土运输罐车，取0.10。4、考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度T3（oC）：T3=(CcWcT2+CtWtTt+CgWgTg)/(CcWc+CtWt+CgWg)=15.4（oC）式中：Cc、Ct、Cg混凝土、模板、钢筋的比热容（kJ/kg.K
10、），Cc=1.05，模板采用钢模板取Ct=Cg=0.63； Wc每立方米混凝土的质量（kg）； Wt、Wg与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋的质量。估算配筋率和模板面积估算为Wt=6.2kg，Wg=169kg； Tt、Tg模板、钢筋的温度，温度不低于+15oC。5、混凝土水化热最终绝热温升值Tmax (oC)：=43.0（oC）公式中：Tmax混凝土的绝热温升值（oC）； mc每立方米混凝土水泥用量（kg/m3）；Q每公斤水泥水化热量（kJ/kg），普通P.O42.5水泥461（kJ/kg）。混凝土的质量密度，取2400kg/m3；C混凝土的比热，取0.96（kJ/kgK）；6、混凝土浇筑后水
11、化热开始至任一时刻龄期t（d）的核心温度挖井基础浇筑后任一龄期内部中心温度计算表龄期t（d）成型温度T3温降系数各龄期温升Tmax（oC）各龄期内部温度T（t）=To+Tmax（oC）315.4（oC）0.74430.74=31.847.2615.4（oC）0.73430.73=31.446.8915.4（oC）0.72430.72=31.046.41215.4（oC）0.65430.65=28.043.41515.4（oC）0.55430.55=23.739.11815.4（oC）0.46430.46=19.835.22115.4（oC）0.37430.37=15.931.32415.4（o
12、C）0.30430.30=12.928.32715.4（oC）0.25430.25=10.826.23015.4（oC）0.24430.24=10.325.77、挖井基础中心内部混凝土温度变化曲线图2、挖井基础中心混凝土温度变化曲线从图2中可以看出，本工程挖井基础大体积混凝土安排在秋冬季节施工，对温度控制较易控制，结构核心最高温度不超过+50oC，基础不必采用冷却管降温。表面覆盖保护，完全能够使得结构外表温差控制在20oC以内。当环境气温高于+20oC，应格外对砂石料、拌合水温加以控制；再高的环境气温时可采用添加冰屑办法降低混凝土出灌温度。从图2可知，混凝土的水化热前10天水化热温度处于高峰期
13、，以后慢慢散热降温。第6天至第15天逐渐减缓，第15天水化热温度达到峰值，之后水化热反应速度开始减弱，温度逐渐下降。因此，应加强覆盖保护，覆盖时间一般不少于20天。五、大体积混凝土施工注意事项铁路混凝土工程施工技术指南【铁建设2010241号】的相关要求： 浇筑混凝土应符合下列基本规定：1 在炎热气候条件下，混凝土入模时的温度不宜超过30。应避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40。宜安排在傍晚开始浇筑，不宜在早上浇筑以免气温升到最高时加剧混凝土内部温升。2 当工地昼夜平均气温连续3d 低于5或最低气温低于-3时，应按冬期施工办理，混凝土的入
14、模温度不应低于5。3 新浇混凝土入模温度与邻接的己硬化混凝土或岩土、钢筋、模板介质间的温差不得大于15。与新浇筑混凝土接触的己硬化混凝土、岩土介质、钢筋和模板的温度不得低于2。4 在相对湿度较小、风速较大的环境条件下，可采取场地洒水、喷雾、挡风等措施，或在此时避免浇筑有较大暴露面积的构件。5 混凝土应分层浇筑，分层厚度（指捣实后厚度）应根据搅拌与运输能力、浇筑速度、振捣能力和结构特点等条件确定。泵送混凝土的最大摊铺厚度不宜大于600mm，其它混凝土最大摊铺厚度不宜大于400mm。在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时，应在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。上下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。在倾斜面上浇筑混凝土时，应从低处开始逐层扩展升高，保持水平分层。6 混凝土浇筑应连续进行。当因故间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间。对不同混凝土的允许间歇时间应根据环境温度、水泥性能、水胶比和外加剂类型等条件通过试验确定。当超过允许间歇时间时，应按浇筑
