承臺大體積混凝土施工前的溫度應力估算及防裂技術措施？
1，簡介
白果渡嘉陵江大橋是國道212線四川武勝至重慶合川高速公路嘉陵江上的壹座特大橋。大橋全長1433m，主橋為(130230130)m單箱單室預應力混凝土連續剛構，下部結構為16 24m長ф232；。單個承臺結構尺寸為18.7mx10.2mx5m，單個承臺混凝土體積為953.7m3，壹次性完成。
2.簡介
2.1，溫度應力的主要原因:
2.1.1.大體積混凝土在硬化過程中，水泥水化後釋放出大量的熱量，使混凝土中心區域的溫度升高，而混凝土表面和邊界的溫度由於氣溫的影響而降低，從而在截面上形成較大的溫差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力(稱為內部約束應力)。
2.1.2.混凝土水化熱在3 ~ 7天達到最高溫度時，因散熱而逐漸降溫，因失水而收縮加劇。這種收縮受基巖約束後產生拉應力(稱為外約束應力)。
2.2.承臺混凝土的溫度應力分布；
綜上所述，承臺大體積混凝土施工前，需要預估混凝土的溫度變化和應力變化，以確定養護措施、分層厚度、澆築溫度等施工措施，從而指導施工。
3C30承臺大體積混凝土裂縫控制的施工計算
3.1，相關信息:
3.1.1，配合比
水泥、粉煤灰、砂、碎石、水、NNO-ⅱ減水劑。
369:50:677:1148:176:3.66
1:0.136:1.835:3.111:0.48:1%
3.1.2，材料:
水泥:騰輝F.032.5水泥。
礫石:草街連續級配礫石(5~31.5mm)
混合中砂:機制砂40%，運河細砂60%。
粉煤灰:華能電廠二級粉煤灰。
外加劑:大華NNO-ⅱ緩凝減水劑。
3.1.3，氣象數據
相對濕度為80 ~ 82%；年平均氣溫17.5~17.6℃，最高氣溫40.5℃，酷暑期(5 ~ 9月)平均氣溫20℃。
3.1.4，自動加藥機投料，裝載機投料，攪拌站集中攪拌，混凝土輸送泵輸送混凝土入模。
3.2.混凝土的最高水化熱溫度和3d、7d水化熱的絕熱溫度。
c = 369kg/m3；粉煤灰32.5水泥:水化熱Q7d=257J/kg，Q28d=222J/kg(數據由騰輝水泥廠提供)；c = 0.96j/kg . k；ρ= 2400千克/立方米.
3.2.1，混凝土的最高水化熱的絕熱溫升
tmax = CQ/cρ=(366 * 257)/(0.96 * 2400)= 40.83℃
3.2.2三維絕熱溫升
t(3)= 40.83 *(1-e-0.3 * 3)= 24.23℃
δT(3)= 24.23-0 = 24.23℃
3 . 2 . 3 7d絕熱溫升
t(7)= 40.83 *(1-e-0.3 * 7)= 35.83℃
δT(7)= 35.83-24.23 = 11.6℃
(4)絕熱溫升4)15d
t(15)= 40.83 *(1-e-0.3 * 15)= 40.38℃
T(15)=40.38-35.83=4.55℃
3.3、混凝土各齡期收縮變形值的計算
εy(t)=εy0(1-e-0.01t)* m 1 * M2 *……* m 10
查表:M1=1.10，M2=1.0，M3=1.0，M4=1.21，M5=1.2，M6 = 1.11(1d)，1
有:m 1mm 23m 4m 5m 7m 8m 9m 10。
=1.10*1.0*1.0*1.21*1.2*0.7*1.4*1.0*0.895=1.401
3.3.1和3d收縮變形值
εy(3)=εy0*(1-e-0..03)*1.401*M6
=3.24*10-4*(1-e-0..03)*1.401*1.09=0.146*10-4
3.3.2、7d收縮變形值
εy(7)=εy0*(1-e-0..07)*1.401*M6
=3.24*10-4*(1-e-0..07)*1.401*1.0=0.307*10-4
3 . 3 . 3 15d收縮變形值
εy(15)=εy0 *(1-e-0.15)* 1.401 * M6
=3.24*10-4*(1-e-0..15)*1.401*0.93=0.588*10-4
3.4、混凝土收縮變形換算成等效溫差。
3.4.1、3d
t(y)(3)=-εy(3)/α=(-0.146 * 10-4)/(1.0 * 10-5)=-1.46℃
3.4.2、7d
t(y)(7)=-εy(7)/α=(-0.307 * 10-4)/(1.0 * 10-5)=-3.07℃
15d
t(y)(15)=-εy(15)/α=(-0.588 * 10-4)/(1.0 * 10-5)=-5.88℃
3.5.不同齡期混凝土模量的計算E (t) = EC * (1-E-0...09噸)
3.5.1，3d年齡
e(3)= 3.0 * 104 *(1-e-0..09*3)
= 7.1 * 103牛/平方毫米
第7天年齡
e(7)= 3.0 * 104 *(1-e-0..09*7)
= 1.40 * 104牛頓/平方毫米
3.5.3，15d年齡
e(15)= 3.0 * 104 *(1-e-0..09*15)
= 2.22 * 104牛頓/平方毫米
3.6、混凝土溫度收縮應力計算
混凝土強度換算f(n)=f(28)*lgn/lg28，混凝土抗拉強度ft=0.23*f2/3cu對於C30混凝土f(28)=15N/mm2。
3d年齡:f(3)= f(28)* lg3/lg28 = 15 * lg3/lg28 = 8.76n/mm2。
ft = 0.23 F2/3(3)= 0.23 * 4.952/3 = 0.668牛/平方毫米
7d年齡:f(7)= f(28)* lg7/lg28 = 15 * lg7/lg28 = 8.76n/mm2。
ft = 0.23 F2/3(7)= 0.23 * 8.762/3 = 0.98牛頓/平方毫米
由於7月份澆築承臺混凝土時溫度較高，故假定入模溫度To=30℃，Th=25℃。
3.6.1，3d年齡:H(t)=0.57，R=0.35，V=0.15。
δT = To2/3T(T)Ty(T)-Th = 302/3 * 24.231.46-25 = 22.61℃
σ=-(7.1*103*10*10-6*22.61*0.57*0.35)/(1-0.15)
= 0.377牛頓/平方毫米<(0.668/1.15)= 0.581牛頓/平方毫米
3.6.2，7齡:H(t)=0.502，R=0.35，V=0.15。
δT = 302/3 * 35 . 833 . 07-25 = 31.96℃
σ=-(1.4*104*10*10-6*31.96*0.502*0.35)/(1-0.15)
= 0.93牛頓/平方毫米< 0.98牛頓/平方毫米
抗裂安全系數:k = 0.98/0.93 = 1.05
4、裂縫控制施工技術措施
由以上分析可知，7d齡期時，承臺基礎抗裂安全系數k略小於1.15，此時混凝土可能出現裂縫。因此，在配合比設計、混凝土施工工藝和養護期等方面應采取壹定的措施來減小混凝土表面與內部的溫差，使混凝土表面與內部的溫差小於25℃，σ/(1采取以下措施:
4.1.采用雙摻技術，摻入粉煤灰和NNO-ⅱ緩凝減水劑，粉煤灰采用超量取代法摻入。減水劑的緩凝時間為15小時(根據實驗室測定結果)，延緩了混凝土的初凝時間和混凝土水化熱峰值的出現。
4.2.通過技術性能比較，石灰巖碎石線膨脹系數小，彈性模量低，極限拉伸值大。據相關資料顯示，在相同溫差下，溫度應力可降低50%，可提高混凝土的抗拉強度。因此，粗骨料選用石灰石碎石。控制骨料(砂、石)的含泥量，以減少混凝土的收縮，提高極限拉力。
4.3、嚴格控制混凝土入模溫度在30℃左右。選擇傍晚開始澆築承臺混凝土，並灑水覆蓋粗骨料；施工現場設置遮陽設施，搭建彩條布棚，避免陽光直射；向水箱中加入冰塊，降低混合水的溫度；基坑內設置大功率風機，用於通風散熱。
4.4.冷卻管應埋置六層，每層冷卻管應配備壹臺潛水泵。當第壹批混凝土開始凝固時，由專人負責向冷卻管註入冷水進行冷卻。冷卻水的流量應大於1.5l/min，冷卻水應為嘉陵江水，並保持7天。通過冷卻和排水，帶走混凝土體內的熱量。許多工程實踐表明，這種方法可以降低大體積混凝土體內的溫度3~4攝氏度。
4.5、澆築混凝土時，采用薄層澆築，澆築過程中控制混凝土均勻，避免混凝土拌合物堆積過高，混凝土的分層厚度控制在20~30cm。
4.6.設置10插入式振搗器加強振搗，以獲得密實的混凝土，提高密實度和抗拉強度。澆築後及時排除表面水，進行二次抹灰，防止早期收縮裂縫。
4.7、混凝土澆築後，搭設遮光布棚，避免陽光曝曬在承臺表面。
4.8.混凝土澆築後，在混凝土表面覆蓋土工布保溫，並灑水養生，使混凝土慢慢降溫幹燥，減小混凝土內外溫差。
4.9混凝土澆築後，每2小時測量壹次冷卻管出口水溫和混凝土表面溫度。如果溫差大於20℃，及時調整維修措施，如加快冷卻水的循環速度，以控制溫差小於25℃。
5.溫度監控
承臺混凝土的澆築溫度為30℃ ~ 34℃。1.5d後，中心溫度達到50℃，溫度上升到20℃。3d後，中心溫度達到57℃ ~ 60℃，溫度上升到27℃ ~ 30℃。10 ~ 12d降溫階段後，中心溫度基本穩定。
承臺中心和側面的最大溫差為65438±00℃，承臺中心和表面的最大溫差約為65438±07℃。因此，在養護階段，必須對承臺表面采取保溫措施，延緩承臺表面的降溫速度，減小溫差。
6.結束語
通過提前進行裂縫控制驗算，周密考慮裂縫控制方案，成功控制了承臺裂縫。施工後，檢查承臺混凝土表面整體光滑，無收縮裂縫。從本工程的裂縫控制來看，裂縫控制應以合理的結構設計為基礎，從合理的選材入手，提前檢查裂縫控制情況，采取適當的控制措施，才能達到真正的裂縫控制。
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