1、廣州東沙至新聯(lián)高速公路S01標(biāo)大體積混凝土溫控總結(jié)報(bào)告武漢理工大學(xué)廣東長(zhǎng)大公路工程有限公司2007年7月1 承擔(dān)任務(wù)及總體完成情況廣州珠江東沙大橋全長(zhǎng)為2933 m，寬40 m，雙向六車道，投資2.57億元。主橋?yàn)檎w箱花瓶式塔混合梁雙索面斜拉橋，最大跨徑338 m。大橋承臺(tái)尺寸為長(zhǎng)28.0m，寬19.0m，高6.0m，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，澆筑方量為3092m3；屬于大體積混凝土。承臺(tái)分兩次澆筑，每次澆筑3 m高度。為防止混凝土中水泥水化放熱溫升而產(chǎn)生溫度裂縫，以滿足設(shè)計(jì)要求，保證大橋的長(zhǎng)期安全使用，受廣州東沙至新聯(lián)高速公路S01標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部的委托，武漢理工大學(xué)承擔(dān)了廣州珠江東沙大橋主

2、塔承臺(tái)混凝土配合比設(shè)計(jì)及溫控工作。承臺(tái)大體積混凝土在施工前，進(jìn)行了溫控設(shè)計(jì)。采用大體積混凝土施工期溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力場(chǎng)分析程序包進(jìn)行了溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算，提出了防止產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施，并進(jìn)行了內(nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，以便分析評(píng)估混凝土配比合理性和指導(dǎo)混凝土澆筑施工工藝，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。在混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)過程中，特別強(qiáng)調(diào)了各項(xiàng)溫控措施的落實(shí)，在廣東長(zhǎng)大公路工程有限公司的科學(xué)施工管理下，采用武漢理工大學(xué)提出的混凝土配合比和溫控方案，提高混凝土耐久性和抗?jié)B性，降低水化熱，減小混凝土內(nèi)外溫差，施工結(jié)果表明，承臺(tái)大體積混凝土施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，溫控效果好，沒有產(chǎn)生溫度裂縫。依靠?jī)?yōu)化混凝土

3、配合比，降低水泥用量，提高礦物摻和料用量，降低混凝土的水化溫升，提高泵送施工性能和耐久性能，氯離子滲透系數(shù)為1.210-12,滿足海工混凝土規(guī)范對(duì)混凝土氯離子滲透系數(shù)的要求（1.510-12），保證大橋工程質(zhì)量，縮短施工工期，降低工程造價(jià)，取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。2 承臺(tái)溫控方案2.1承臺(tái)混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)合理選擇混凝土原材料：選擇級(jí)配優(yōu)良的砂、石料，選擇優(yōu)良的混凝土外加劑，控制混凝土水灰比，摻加礦粉和粉煤灰，降低水泥用量，是降低內(nèi)部水化熱溫升的重要環(huán)節(jié)，因此必須進(jìn)行配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)。2.1.1混凝土原材料選擇及質(zhì)量控制（1）水泥：采用粵秀P.O42.5水泥，水泥使用溫度不得超過50，否則須采取措施

4、降低水泥溫度。 （2）粉煤灰：廣州電廠II級(jí)灰，需水量比102，質(zhì)量應(yīng)符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB159691）的規(guī)定。（3）砂：采用中砂，含泥量1%，細(xì)度模數(shù)2.63.0，其它指標(biāo)必須符合規(guī)范規(guī)定。砂來源必須穩(wěn)定，砂入場(chǎng)后應(yīng)分批檢驗(yàn)。（4）石：5-25mm連續(xù)級(jí)配，針片狀含量8%，壓碎值9%，含泥量0.4%。（5）外加劑：廣州建標(biāo)外加劑廠生產(chǎn)的FDN-440，減水率為18。（6）水：拌和用水的水質(zhì)需通過嚴(yán)格檢驗(yàn)并符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。（7）礦粉：廣東東莞華潤(rùn)水泥廠生產(chǎn)S95礦渣粉，比表面積500m2/kg。2.1.2混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)泵送混凝土應(yīng)具有良好的和易性和粘聚性，不離析、不泌水

5、。初始落度宜控制在18cm以上，初凝時(shí)間為20h2h。為滿足以上施工要求，確保施工質(zhì)量，應(yīng)對(duì)承臺(tái)大體積混凝土配合比進(jìn)行大量試驗(yàn)，按材料實(shí)際情況，優(yōu)選出配合比；同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工和材料情況，對(duì)配合比進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)范規(guī)定，承臺(tái)大體積采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下90天齡期的抗壓強(qiáng)度作為驗(yàn)收和評(píng)定的依據(jù)。配合比見表2-1。表2-1 C30大體積混凝土配合比編號(hào)各組分用量（kg/m3）初凝時(shí)間（h）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）抗?jié)B等級(jí)水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d116525515574811227.792022.01828.041.2P1621651401401407381107

6、8.42522.01926.042.8考慮降低大體積混凝土的水化溫升，采用第2組配合比較優(yōu)，并根據(jù)施工時(shí)氣溫和原材料實(shí)際情況建議，減水劑摻量可在膠凝材料總重的1.8%2.0%范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。表2-2 C30大體積混凝土的收縮率（10-4）編號(hào)3d7d14d28d56d90d180d10.420.541.322.013.063.634.0120.150.431.271.962.833.433.86表2-3 C30大體積混凝土耐久性能測(cè)試編號(hào)Cl-滲透系數(shù)（10-13m2/s）鋼筋銹蝕失重率碳化深度111.50023mm28.8001%2mm2.2溫控計(jì)算2.2.1計(jì)算條件施工時(shí)間：06年4月6日

7、澆筑進(jìn)度：承臺(tái)分兩層澆筑，每層3m，每層澆筑時(shí)間12d，兩層澆筑時(shí)間間隔5-7d。冷卻水管采用管徑42.25mm的薄壁鋼管，其水平間距為1m；每層（3m）承臺(tái)埋設(shè)兩層冷卻水管，分別位于距底面1m、2m處； 通水方式及時(shí)間：混凝土澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高后即開始通水，通水流量應(yīng)大于30L/min，通水時(shí)間根據(jù)測(cè)溫結(jié)果確定。澆筑溫度取28，冷卻水管初期通水溫度為25?；浶鉖.O 42.5水泥3天水化熱230KJ/Kg，7天水化熱為255KJ/Kg?；炷寥葜?2450kg/m3混凝土絕熱溫升：(1-e)混凝土彈性模量：混凝土徐變度：氣溫： ，另外加3輻射熱。 2.2.2計(jì)算結(jié)果溫控計(jì)算采用武漢理工大

8、學(xué)大體積砼施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算程序進(jìn)行。（1） 計(jì)算結(jié)果承臺(tái)內(nèi)最高溫度48.9。溫度場(chǎng)歷時(shí)圖如圖2-2到圖2-6所示。圖2-2 網(wǎng)格剖分圖圖2-3 承臺(tái)混凝土第一層第3天出現(xiàn)溫峰圖2-4 承臺(tái)混凝土第二層第3天出現(xiàn)溫峰圖2-5 承臺(tái)混凝土內(nèi)部最高溫度包絡(luò)圖圖2-6 承臺(tái)混凝土基礎(chǔ)溫差表2-3 承臺(tái)各層最高溫度項(xiàng)目第一層第二層溫度/42.148.9（2） 溫度應(yīng)力表2-4第一層最大溫度主拉應(yīng)力齡期（d）3714284565應(yīng)力（MPa）0761.071.702.132.242.38表2-5第二層最大溫度主拉應(yīng)力齡期（d）3714284868應(yīng)力（MPa）0901.161.732.322.

9、632.69表2-5承臺(tái)C30混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度齡期（d）371428Rpl（MPa）1451.963.153.82根據(jù)混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果可知承臺(tái)大體積混凝土在施工期內(nèi)C30混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度高于大體積混凝土內(nèi)溫度主拉應(yīng)力,有1.6的抗裂安全系數(shù)，在采取有效的溫控措施并合理施工后，可以防止承臺(tái)砼產(chǎn)生有害溫度裂縫。2.3混凝土施工要求為確保承臺(tái)大體積混凝土施工質(zhì)量，提高混凝土的均勻性和抗裂能力，必須加強(qiáng)對(duì)混凝土每一施工環(huán)節(jié)的控制，要求現(xiàn)場(chǎng)人員必須從混凝土拌合、輸送、澆筑、振搗到養(yǎng)護(hù)、保溫整個(gè)過程實(shí)行有效監(jiān)控?；炷潦┕?yīng)嚴(yán)格按照公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-89）進(jìn)行，并特別注意以

10、下方面：1、混凝土拌制配料前，各種衡器應(yīng)請(qǐng)計(jì)量部門進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，稱料誤差應(yīng)符合規(guī)范要求。嚴(yán)格控制新拌混凝土質(zhì)量，使其和易性滿足施工要求。坍落度檢驗(yàn)應(yīng)在出機(jī)口進(jìn)行，每班2-3次，拒絕使用坍落度過大和過小的混凝土料。應(yīng)及時(shí)檢測(cè)粗、細(xì)骨料的含水率，遇陰雨天氣應(yīng)增加檢測(cè)頻率，隨時(shí)調(diào)整用水量。2、澆筑混凝土前應(yīng)對(duì)模板、鋼筋、預(yù)埋件、監(jiān)控元件及線路等進(jìn)行檢查，同時(shí)應(yīng)檢查倉(cāng)面內(nèi)沖毛情況，及是否有碎碴異物等，檢驗(yàn)合格后才能開盤。3、自高處向模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r，為防止混凝土離析，應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)當(dāng)直接從高處傾卸時(shí)，高度不應(yīng)超過2m；(2)當(dāng)高度超過2m時(shí)，應(yīng)通過串筒，溜管等設(shè)施；(3)在串筒出料口下面，混

11、凝土堆積高度不宜超過1米，即時(shí)攤平，分層振搗。4、混凝土應(yīng)按規(guī)定厚度，順序和方向分層澆筑，必須在下層混凝土初凝前澆筑完畢上層混凝土。如因故停歇，時(shí)間超過初凝時(shí)間時(shí)，倉(cāng)面混凝土應(yīng)按工作縫處理?；炷练謱訚仓穸炔灰顺^0.3m，并保持從倉(cāng)面一側(cè)向另一側(cè)澆筑的順序和方向。5、澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)采用振動(dòng)器振實(shí)：(1)使用插入式振動(dòng)器時(shí)，移動(dòng)間距不應(yīng)超過振動(dòng)器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模應(yīng)保持5-10cm距離，應(yīng)避開預(yù)埋件或監(jiān)控元件10-15cm，應(yīng)插入下層混凝土5-10cm；(2)對(duì)每一部位混凝土必須振動(dòng)到密實(shí)為止，密實(shí)的標(biāo)志是：混凝土停止下沉，不再冒氣泡，表面呈平坦、泛漿。6、在澆筑混凝土過程中，必須

12、及時(shí)清除倉(cāng)面積水。7、嚴(yán)格按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-89）要求進(jìn)行各層間和各塊間水平和垂直施工縫處理。2.4嚴(yán)格按澆筑方案進(jìn)行施工應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照分層進(jìn)行施工?；炷翝仓g歇期應(yīng)控制在5-7天，因此要求施工單位加強(qiáng)施工組織管理，統(tǒng)籌安排好各層的施工，保證承臺(tái)大體積混凝土做到短間歇、連續(xù)施工。承臺(tái)澆筑工作量大，考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件及原材料供應(yīng)情況，分兩層澆筑，每層3m，分層示意圖如圖2-1所示。第一層澆筑時(shí)間約51h,第二層澆筑時(shí)間約為56h。圖2-1 主墩承臺(tái)混凝土澆筑立面示意圖（單位：cm）2.5混凝土澆筑溫度的控制混凝土出拌和機(jī)后，經(jīng)運(yùn)輸、平倉(cāng)、振搗諸過程后的溫度為澆筑溫度，控制在30

13、以內(nèi)。在每次混凝土開盤之前，試驗(yàn)室要量測(cè)水泥，砂、石、水的溫度，專門記錄，計(jì)算其出機(jī)溫度，并測(cè)試澆筑溫度。當(dāng)澆筑溫度超過上述控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，最好利用夜間澆筑混凝土，在夜間20時(shí)以后開盤，次日8時(shí)以前澆筑完；如果澆筑施工要經(jīng)歷午間高溫期，應(yīng)當(dāng)在采取遮陽措施下進(jìn)行施工。炎熱季節(jié)施工時(shí)應(yīng)持續(xù)往泵管上澆水降溫，避免日光曝曬及混凝土在泵管中運(yùn)動(dòng)時(shí)由于摩擦而導(dǎo)致管內(nèi)混凝土溫度升高。必須嚴(yán)格控制混凝土原材料的溫度；其中水泥的溫度不得高于50，否則必須要求水泥廠家在水泥出廠前放置一段時(shí)間或采取其它降溫措施；砂、石料要采取遮陽措施，防止太陽直曬；石子溫度不超過30，砂溫度不超過32，粉煤灰溫度不超過35；必要時(shí)須對(duì)

14、石子采取冷水沖洗及風(fēng)冷降溫等措施。2.6混凝土內(nèi)部必須布設(shè)冷卻水管及其要求（1）冷卻水管及其布置根據(jù)砼內(nèi)部溫度分布特征，承臺(tái)在厚度方向共布設(shè)4層冷卻水管，澆筑下層厚度為3m，布設(shè)兩層冷卻水管，冷卻水管分別位于距頂面和底面100cm處。上層厚度也為3m, 布設(shè)兩層冷卻水管，冷卻水管分別距頂面和底面100cm。冷卻水管采用管徑42mm的薄壁鋼管。冷卻水管水平間距1m； 冷卻水采用珠江水，冷卻水管通水前進(jìn)行壓水檢查，通水流量達(dá)到30L/min。砼澆筑至水管標(biāo)高后開始通水，各層砼峰值過后停止通水。冷卻水管布置見圖2-2至圖2-3。 圖2-2 承臺(tái)冷卻水管平面布置示意圖（單位：cm）圖2-2 承臺(tái)冷卻水

15、管立面布置示意圖（單位：cm）（2）埋設(shè)冷卻水管及其控制要求a.冷卻水管布設(shè)后應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，防水管道漏水、阻水；b.在混凝土澆筑至水管標(biāo)高后立即開始通水，根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果，當(dāng)混凝土降溫速率超過2/d時(shí)，停止通水；c.建議采用42.33.25mm的輸水黑鐵管作為冷卻水管，其流量應(yīng)不低于30L/min；d.嚴(yán)格控制進(jìn)水溫度，在保證冷卻水管進(jìn)水溫度與混凝土內(nèi)部最高溫之差。在冷卻水管進(jìn)水溫度與混凝土內(nèi)部最高溫之差不超過25條件下，盡量使進(jìn)口水溫最低；因此，在氣溫較高時(shí)（日最高氣溫超過20），冷卻水應(yīng)使用靜置后的集水池內(nèi)的水，氣溫較低或冬季施工時(shí)，應(yīng)使冷卻水管出水回至集水池內(nèi)，使再用集水池中的水作冷卻

16、水管進(jìn)水，使進(jìn)口水溫適當(dāng)升高，以控制溫差。e.單根冷卻水管長(zhǎng)度控制在150-200m之內(nèi)。f.待主體混凝土澆筑后，采用同標(biāo)號(hào)水泥漿封堵冷卻水管。為保證冷卻水的初期降溫效果，施工單位要提前成立專門班子，專人負(fù)責(zé)，優(yōu)化冷卻水管的管路布置，合理選擇水泵，并配備檢修人員，準(zhǔn)備12臺(tái)備用水泵，若管路出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)排除，保證冷卻系統(tǒng)正常工作，施工時(shí)，操作人員要聽從指揮，及時(shí)開啟和關(guān)閉閥門。2.7保溫及養(yǎng)護(hù)各層混凝土澆筑完之后立即用濕麻袋覆蓋混凝土表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，一方面避免塑性收縮裂縫的出現(xiàn)，另一方面起到保溫的作用；上層混凝土頂面待混凝土終凝后應(yīng)進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水深度1020cm。當(dāng)混凝土內(nèi)表溫差超過溫控標(biāo)

17、準(zhǔn)，混凝土各面應(yīng)進(jìn)行表面保溫覆蓋，建議作法如下：在混凝土表面覆蓋兩層麻袋，上面再包一層彩條布，并適當(dāng)推遲混凝土的拆模時(shí)間，拆模后涂刷養(yǎng)護(hù)液并及時(shí)保溫覆蓋，以滿足內(nèi)表溫差要求，且拆模時(shí)間應(yīng)選擇一天中較高溫度的時(shí)刻。2.8溫控施工質(zhì)量保證措施為了使各項(xiàng)溫控措施落實(shí)到實(shí)處，必須建立和健全全面監(jiān)督、管理機(jī)制，嚴(yán)格（“預(yù)控”實(shí)行溫控工作責(zé)任制）：1、施工單位必須成立專門的溫控管理班子，根據(jù)溫控單位的技術(shù)要求，落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)措施。2、在承臺(tái)大體積混凝土施工之前，施工單位必須做到逐步技術(shù)交底，使班組、工人能了解溫控的必要性及操作情況；3、溫控監(jiān)測(cè)單位將在澆筑下層前將上層溫控監(jiān)測(cè)成果上級(jí)業(yè)主和施工單位，并及時(shí)做

18、出溫控施工效果評(píng)述。3 承臺(tái)溫控施工的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)3.1檢測(cè)工作順序檢測(cè)工作按下列框進(jìn)行。3.2檢測(cè)所用儀器溫度傳感器為PN結(jié)溫度傳感器，溫度檢測(cè)儀采用JD218型多路數(shù)據(jù)巡檢記錄控制器，溫度傳器主要技術(shù)性能：（1）測(cè)溫范圍 -50150（2）工作誤差 0.5（3）分辯率 0.1（4）平均靈敏度 -2.1mv/將傳感器固定在3030mm的角鋼固定架上，傳感器與角鋼之間墊上隔熱材料，澆筑混凝土前安裝完畢。在澆筑過程中，混凝土及振搗器均未直接沖擊或觸及傳感器及引出電纜。3.3 測(cè)點(diǎn)布置及檢測(cè)基本要求根據(jù)溫控計(jì)算成果，為做到信息化施工，真實(shí)反映承臺(tái)砼的溫控效果，以便出現(xiàn)異常情況及時(shí)采取有效措施，在承臺(tái)砼

19、中共布置78個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)布置在1/4范圍并沿水平方向布置，測(cè)點(diǎn)布置見圖3-1至圖3-2。圖3-1 承臺(tái)測(cè)溫點(diǎn)平面布置圖（單位：cm）圖3-2 承臺(tái)測(cè)溫點(diǎn)立面布置圖（單位：cm）在檢測(cè)砼溫度變化的同時(shí)，還對(duì)氣溫、冷卻水管進(jìn)出口水溫、砼的出機(jī)溫度、入倉(cāng)溫度、澆筑溫度等均進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。各項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在砼澆筑后立即進(jìn)行，連續(xù)不斷。砼的溫度監(jiān)測(cè)，要求在升溫階段每2h巡回監(jiān)測(cè)各點(diǎn)溫度一次。到達(dá)峰值后同樣每2h監(jiān)測(cè)一次，持續(xù)7天。隨著砼溫差變化減少，逐漸延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)間隔時(shí)間，直到溫度變化基本穩(wěn)定。3.4 溫度控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)計(jì)算成果，在施工期內(nèi)為保證承臺(tái)混凝土不出現(xiàn)溫度裂縫，采取如下溫控標(biāo)準(zhǔn)：1、混凝土在澆

20、筑溫度基礎(chǔ)上的最大水化熱溫升不超過28；2、混凝土內(nèi)表溫差不超過25；3、混凝土降溫速率不超過2.0/d；4 承臺(tái)溫控結(jié)果分析4.1主要監(jiān)測(cè)成果 承臺(tái)混凝土測(cè)溫記錄及內(nèi)表溫差計(jì)算結(jié)果（附表4-3表4-40） 承臺(tái)各層測(cè)溫點(diǎn)斷面平均溫度過程曲線見圖4-1至圖4-6。圖4-1圖4-2圖4-3圖4-4圖4-5圖4-6 承臺(tái)混凝土溫度監(jiān)測(cè)綜合成果一覽表（表4-1）表4-1 承臺(tái)混凝土溫度監(jiān)測(cè)綜合項(xiàng)目部位內(nèi)部最高溫度（）溫峰持續(xù)時(shí)間（h）最高溫度出現(xiàn)時(shí)間（h）斷面平均最高溫度（）斷面最大內(nèi)表溫差（）混凝土入倉(cāng)溫度（）承臺(tái)第一次澆筑3米厚砼 (h=3m)58.686854.715.13439承臺(tái)第二次澆筑3米厚砼 (h=3m)57.345851.121.533374.2監(jiān)控結(jié)論根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果，得出如下結(jié)論：（1）由各層測(cè)溫點(diǎn)的斷面平均溫度過程線可知，承臺(tái)砼溫度變化都有急劇的升溫和緩慢降溫的