天兴洲大桥承台大体积混凝土温控(051016稿.doc

天兴洲大桥承台大体积混凝土 配合比设计及温控施工方案 武汉理工大学 二OO五年十月 工程概况 武汉天兴洲大桥是公铁两用特大型桥梁，投资巨大，正桥跨度世界第一029~045、067~070m×10.8m,高m, 046~049承台平面尺寸为21m×11.6m,高m，050~061墩承台平面尺寸为23.1m×15.3m,高m,混凝土设计标号均为C30。 承台属重要的大体积混凝土结构，混凝土方量较大，必须采取专门措施防止因为混凝土水化热温升而出现温度裂缝，以满足设计要求，保证大桥的长期安全使用。受中铁十二局天兴洲大桥项目经理部的委托，武汉理工大学对天兴洲大桥该标段承台大体积混凝土进行了温控计算，得出了大体积混凝土内部仿真温度场和应力值，根据计算结果制定了承台不出现有害温度裂缝的温控标准，并以此制定了相应的温控措施。 承台部位C30强度等级大体积混凝土配合比 根据大量的混凝土配比实验，确定如下配合比，并建议使用第1组配合比。 表1　承台大体积混凝土配合比 各组分用量（kg/m3）））029~045号墩承台：一次浇筑完毕，浇筑时间1~2d；埋设三层冷却水管，分别位于距底面0.5m、1.5m、2.5m处；046~049号墩承台一次浇筑完毕，浇筑时间1~2d；埋设四层冷却水管，分别位于距底面0.5m、1.5m、2.5m、3.5m处；050~061号墩承台分两层浇筑，每层浇筑时间1~2d，两层浇筑时间间隔6d。冷却水管采用管径32mm的薄壁钢管，其水平间距为1m； 通水方式及时间：混凝土浇筑到各层冷却水管标高后即开始通水，各层混凝土峰值过后即停止通水，通水流量应大于30L/min，通水时间根据测温结果确定。 1.2 混凝土力学参数 混凝土容重 2400kg/m3 混凝土绝热温升：(1-e) 混凝土弹性模量： 混凝土徐变度： 1.3气温 ，另外加3℃辐射热。 2 计算结果 2. 1 029~045、067~070墩承台大体积混凝土温控计算 2.1.1 温度 计算结果为029~045、067~070墩承台内最高温度45.42℃。温度场历时图如图1所示。 1/4网格剖分图 承台混凝土第3天出现温峰（即最高温度包络图） 承台混凝土温差 图1 承台混凝土温度场 2.1.2 温度应力 承台混凝土温度应力发展图见图2。 承台第3天应力场 承台第7天应力场 承台第14天应力场 承台第28天应力场 承台混凝土后期应力场X向 承台混凝土后期应力场Y向 承台混凝土后期应力场Z向 承台混凝土后期主拉应力场 单位：pa 图2 承台混凝土温度应力场 最大主应力见下表 表2　最大主应力值（MPa） 龄期 3 7 14 28 后期 应力 0.45 0.71 0.74 0.40 1.39 2.2 046～049墩承台大体积混凝土温控计算 2.2.1 温度 计算结果为046～049墩承台内最高温度46.33℃。温度场历时图如图3所示。 1/4网格剖分图 承台混凝土第3天出现温峰（即最高温度包络图） 承台混凝土温差 图3 承台混凝土温度场 2.2.2 温度应力 承台混凝土温度应力发展图见图4。 承台第3天应力场 承台第7天应力场 承台第14天应力场 承台第28天应力场 承台混凝土后期应力场X向 承台混凝土后期应力场Y向 底板混凝土后期应力场Z向 承台混凝土后期主拉应力场 单位：pa 图4 承台混凝土温度应力场 最大主应力见下表 表3　最大主应力值（MPa） 龄期 3 7 14 28 后期 应力 0.53 0.86 0.82 1.03 2.13 2.2.3 050~061墩承台大体积混凝土温控计算 2.3.1 温度 计算结果为050~061墩承台内最高温度48.9℃。温度场历时图如图5所示。 网格剖分图 承台混凝土第一层第3天出现温峰 承台混凝土第二层第3天出现温峰 承台混凝土内部最高温度包络图 承台混凝土基础温差 图5 承台混凝土温度场 表4　　承台各层最高温度 第一层 第二层 温度/℃ 42.1 48.9 2.3.2 温度应力 承台混凝土温度应力发展图见图6。 承台第一层第3天应力场 承台第一层7天应力场 承台第一层14天应力场 承台第二层第3天应力场 承台第二层7天应力场 底板第二层14天应力场 承台混凝土后期应力场X向 承台混凝土后期应力场Y向 承台混凝土后期应力场Z向 承台混凝土后期主拉应力场 单位：pa 图6 底板混凝土温度应力场 各层最大主应力见下表 表5　第一层最大主应力值（MPa） 龄期 3 7 14 28 后期 应力 0.28 0.34 0.18 1.15 1.49 表6　第二层最大主应力值（MPa） 龄期 3 7 14 28 后期 应力 0.37 1.05 1.03 1.26 1.90 表7　承台C30混