鱼嘴大桥北塔承台温控方案.docVIP

重庆外环高速公路东段项目E7合同段 13#墩 中铁大桥局股份有限公司 重庆外环高速公路东段项目 E7合同段项目经理部 2006年月 重庆北半球副热带内陆地区气候特征：春早气温不稳定，夏长酷热多伏旱，秋凉绵绵阴雨天，冬暖少雪云雾多重庆雨季集中在夏秋，年降雨量为1000—1100毫升。重庆年平均气温为18℃。1月份气温最低，月平均气温为7℃，最低极限气温为零下3.8℃。7月至8月份气温最高，多在27℃—38℃之间，最高极限气温可达43.8℃。重庆三面环山，沟壑纵横，因此风速较小。但在夏季雷阵雨天气时，常常伴有大风，风速每秒可达10—27米。 图1 历年气温统计资料 2.2施工资料 北塔承台预计于2006年5月开始混凝土施工，混凝土浇筑温度控制不高于24℃，塔柱起步段混凝土浇筑温度控制不高于28℃。 承台C30混凝土配合比见表2-1。 承台C30混凝土理论配合比 表2-1 每m3砼材料用量 水泥 粉煤灰 砂 石 拌合水 外加剂 279 150 783 982 179.4 7.287 0.651 0.349 1.826 2.289 0.419 0.017 水泥 ：重庆润江P.O42.5； 砂 ：重庆旱土机制砂，细度模数3.4； 石 ：重庆旱土碎石，粒径级配5~31mm； 外加剂：宜宾利天泵送剂A（水剂），固含量36%； C30混凝土抗拉强度试验值见表2-2，物理热学性能试验值见表2-3； 混凝土劈裂抗拉强度试验值（MPa） 表2-2 龄期（d） 3 7 28 60 C30普通砼 1.77 2.95 3.28 3.35 C50普通砼 2.37 3.35 4.07 4.13 混凝土物理、热性能参数 表2-3 部位 物理特性 承台C30砼 基岩 最终弹性模量（MPa） 3.5×104 2.7×104 弹性模量变化系数 0.5、0.78 — 线膨胀系数（×10－6／℃） 7.16 7.21 泊松比 0.167 0.167 比重（×103 kg/m3） 2.38 2.38 导热系数（kJ/m .d .℃） 206 204 比热（kJ/kg .℃） 1.0 1.0 绝热温升（℃） 40 — 绝热温升参数 0.9、0.6 — 2.3计算公式模型 2.3.1绝热温升 绝热温升数值模型取双曲线函数： (2-1) 式中：－最终绝热温升，，为绝热温升变化系数。 2.3.2弹性模量 弹性模量随时间的增长曲线采用四参数双指数形式，即 （2-2） 式中：为初始弹模，为最终弹模与初始弹模之差，为与弹模增长速率有关的两个参数。 2.3.3徐变度 根据工程经验，取混凝土徐变度如下（单位：10-6／MPa）： （2-3） 式中：C1＝0.23／E2，C2＝0.52／E2，E2为最终弹模。 2.3.4放热系数 混凝土表面通过保温层向周围介质放热的等效放热系数可由下式计算： （2-4） 式中：为等效放热系数，为放热系数，为保温层厚度，为保温材料导热系数。 3.混凝土温度应力仿真计算 3.1 计算条件 ★ 根据承台、塔座结构特点，取1/4进行网格剖分计算。计算网格剖分图见附图1。 附图1 承台、塔座1/4有限元剖分图 ★ 承台混凝土受9根Φ3.0m桩基约束，估算基础约束弹模2.7×104MPa。 ★ 计算时考虑混凝土表面的保温，按侧面覆盖一层聚乙烯卷材和一层彩条布、顶面蓄水0.15米深考虑，经热工计算侧面保温系数为785 kJ/（m2·d·℃），顶面为968 kJ/（m2·d·℃）。 ★ 计算时考虑冷却水管降温效果。北塔承台混凝土中共布设5层φ32×2mm的黑铁管，塔座共布设2层φ32×2mm的黑铁管。冷却水管水平间距为0.8m。试验测得承台C30混凝土绝热温升40℃，塔座砼绝热温升按50℃计算。 ★ 风速按较不利条件选取，按10m／s考虑。 ★ 计算时考虑徐变对混凝土应力的影响。 ★ 混凝土物理热学参数取值见表2-3。 ★ 温度及应力计算从承台混凝土浇筑开始，模拟之后一年的温度应力发展。 3.2计算结果 北塔承台、塔座砼内部最高温度 表3-1 工程部位 最高温度（℃） 龄期（d） 承台 62.04 2-3 塔座 67.4 1-2 北塔承台、塔座砼温度应力特征值（MPa）