田師府至桓仁鐵路新建工程TH-1標(biāo)段謝家崴子特大橋挖井根底大體積混凝土溫升控制檢算書中鐵九局集團(tuán)總工辦201田師府至桓仁鐵路新建工程TH-1標(biāo)段謝家崴子特大橋挖井根底大體積混凝土溫升控制檢算書檢算：審批：中鐵九局集團(tuán)201目錄一、工程概況1、橋梁概況2、挖井根底結(jié)構(gòu)情況3、當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件二、編制依據(jù)三、挖井根底大體積混凝土施工溫升控制方案四、大體積混凝土溫升控制計(jì)算〔一〕、根底參數(shù)〔二〕、混凝土水化熱熱工計(jì)算1、混凝土拌和物的溫度計(jì)算To〔oC〕：2、混凝土拌和物的出罐溫度T1〔oC〕：3、混凝土拌和物經(jīng)運(yùn)輸至成型完成〔入?！硶r(shí)的溫度T2〔oC〕：4、考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時(shí)的溫度T3〔oC〕：5、混凝土水化熱最終絕熱溫升值Tmax(oC)：6、混凝土澆筑后水化熱開始至任一時(shí)刻齡期t〔d〕的核心溫度7、挖井根底中心內(nèi)部混凝土溫度變化曲線五、大體積混凝土施工考前須知一、工程概況1、橋梁概況田師府至桓仁鐵路新建工程TH-1標(biāo)段謝家崴子太子河特大橋，位于遼寧省本溪縣謝家崴子村境內(nèi)，主要為跨越太子河、耕地和道路而設(shè)。中心里程為DK14+452，孔跨布置：1孔32m簡(jiǎn)支T梁+27孔64m簡(jiǎn)支箱梁+1孔32m簡(jiǎn)支T梁，橋全長(zhǎng)1873.74m。本橋根底均為挖井根底，0#臺(tái)、29#橋臺(tái)的根底為矩形，其中0#臺(tái)的根底橫寬6m、縱寬14.06m、高13m，29#臺(tái)的根底橫寬5.8m、縱寬13.86m、高13m。1#-28#墩的根底為圓端形，根底的圓形直徑分部于8.5m～14.75m的范圍內(nèi)〔共21個(gè)大小不等的尺寸〕，根底設(shè)計(jì)高度為8m～18m〔其中4個(gè)根底的高度小于10m、24個(gè)根底的高度大于10m〕，根底上部為礫土、下部為巖層〔其中礫土深度為4m～11m、巖層深度為2m～20m〕。位于河道中的挖井根底為9、10號(hào)墩，8、11號(hào)墩位于河灘上。本橋的兩座橋臺(tái)設(shè)計(jì)為T型橋臺(tái)，28#墩高墩設(shè)計(jì)采用圓端形實(shí)心墩、其余1#-27#墩身設(shè)計(jì)均采用圓端型空心墩，墩高26m～71m，平均48.5m，26#墩最高71m。2、挖井根底結(jié)構(gòu)情況本橋挖井根底最小挖深9m、最大挖深20.4m，根底的圓形直徑分部于8.5m～14.75m的范圍內(nèi)。按相關(guān)《標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)》本根底均屬于大體積混凝土。挖井根底設(shè)計(jì)為C30鋼筋混凝土。一般分為兩次澆筑成型：深入巖石不需要護(hù)壁局部澆筑一次，巖石以上局部立模澆筑一次。挖井根底結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1、挖井根底結(jié)構(gòu)示意圖3、當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件桓仁滿族自治縣位于遼寧東部山區(qū)，渾江中下游，東經(jīng)124°27＇—125°40＇，北緯40°54＇—41°32＇，東接吉林省集安市，南臨遼寧省寬甸縣，北靠遼寧省新賓縣、吉林省通化市。氣候?qū)儆跍貛Т箨懶詽駶?rùn)季風(fēng)氣候，四季清楚，年平均氣溫7.4℃，平均活動(dòng)積溫3184℃，年平均相對(duì)濕度66%，平均無霜期153天左右，多年平均日照時(shí)數(shù)2538小時(shí)，多年平均降水量本橋挖井根底混凝土澆筑施工期預(yù)計(jì)在2023年9月下旬開始，至2023年6月。在此期間，自然氣溫按Ta=+15oC估算〔每天平均氣溫〕。二、編制依據(jù)1、《DK14+452.00謝家崴子太子河特大橋施工圖》〔圖號(hào)：橋施A0628〕；2、《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》【鐵建設(shè)〔2023〕241號(hào)】；3、《鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔TB10002.4-2005〕；4、《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》〔TB10424-2023〕；5、《新建田師府至桓仁鐵路工程TJ-1標(biāo)段實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)》；三、挖井根底大體積混凝土施工溫升控制方案施工現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)混凝土集中拌合站?；炷涟韬险竟ぷ鳁l件應(yīng)滿足今冬明春負(fù)溫氣候條件施工要求。最低應(yīng)滿足氣候溫度-15oC以上的條件工作。拌合站應(yīng)確保砂石料保溫、拌合水加溫的暖棚或棚護(hù)條件。確?；炷翑嚢璩龉鄿囟炔坏陀?10oC要求。負(fù)溫氣候混凝土運(yùn)輸罐車采用覆蓋保溫防寒措施。挖井根底在正溫條件施工時(shí)，根據(jù)氣溫條件，可采用蓄水保護(hù)法，溫度稍低時(shí)采用覆蓋保溫法養(yǎng)護(hù)；在冬季負(fù)溫氣候條件下施工時(shí)，挖井根底混凝土養(yǎng)護(hù)采用暖棚蓄熱養(yǎng)護(hù)法。在根底上搭設(shè)防寒棚或保溫棚。主題思想是控制混凝土攪拌溫度及澆筑成型溫度，通過控制混凝土攪拌溫度到達(dá)保證混凝土結(jié)構(gòu)體與外界溫差不大于20oC。以到達(dá)根底結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生收縮裂縫?？刂频闹饕胧┦牵簠⒓臃勖夯?，降低水化熱量；按標(biāo)準(zhǔn)參加片石，減少水化熱量；積極安排在低溫季節(jié)施工，控制混凝土入模溫度；在夏季高溫條件施工時(shí)，攪拌水加冰屑，降低混凝土出灌溫度；混凝土澆筑采取延緩混凝土的凝固硬化時(shí)間-拉長(zhǎng)混凝土的水化熱峰值，混凝土緩凝時(shí)間按10小時(shí)設(shè)計(jì)施工配比。四、大體積混凝土溫升控制計(jì)算〔一〕、根底參數(shù)1、挖井根底〔C35〕混凝土配合比〔kg/m3〕水泥砂石子水礦渣粉粉煤灰外加劑P.O：42.5中砂5-16、16-25地下水S95F類高性能減水劑NOS-AS〔標(biāo)準(zhǔn)型〕2157631097160581174.48每立方混凝土質(zhì)量約2414kg。注：挖井根底設(shè)計(jì)為C30混凝土，暫時(shí)沒有C配合比，暫按墩身的C35配合比計(jì)算?！捕?、混凝土水化熱熱工計(jì)算1、混凝土拌和物的溫度計(jì)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、石的溫度〔oC〕。水溫度按地下水+10oC計(jì)算，水泥溫度按+20oC計(jì)算，砂、石子溫度平均按+15oC計(jì)；Ps、Pg……砂、石的含水率，砂含水5%，碎石含水1%；C1、C2……水的比熱容〔kJ/kg.K〕及溶解熱〔kJ/kg〕。當(dāng)骨料溫度>0oC時(shí)，C1=4.2，C2=0。按普通硅酸鹽水泥計(jì)算。2、混凝土拌和物的出罐溫度T1〔oC〕：T1=To-0.16〔To-Tb〕=15.4〔oC〕式中：Tb……攪拌機(jī)棚內(nèi)溫度+20oC。3、混凝土拌和物經(jīng)運(yùn)輸至成型完成〔入模〕時(shí)的溫度T2〔oC〕：T2=T1-〔at+0.032n〕〔T1-Ta〕=15.4〔oC〕式中：t……混凝土自運(yùn)輸至澆筑入模的時(shí)間，大約45分鐘，那么0.75小時(shí)；n……混凝土轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，1次到位；Ta…運(yùn)輸時(shí)的環(huán)境溫度，按+15oC計(jì)；α……溫度損失系數(shù)〔hm-1〕，本工程混凝土運(yùn)輸罐車，α取0.10。4、考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時(shí)的溫度T3〔oC〕：T3=(CcWcT2+CtWtTt+CgWgTg)/(CcWc+CtWt+CgWg)=15.4〔oC〕式中：Cc、Ct、Cg……混凝土、模板、鋼筋的比熱容〔kJ/kg.K〕，Cc=1.05，模板采用鋼模板取Ct=Cg=0.63；Wc…………每立方米混凝土的質(zhì)量〔kg〕；Wt、Wg……與每立方米混凝土相接觸的模板、鋼筋的質(zhì)量。估算配筋率和模板面積估算為Wt=6.2kg，Wg=Tt、Tg……模板、鋼筋的溫度，溫度不低于+15oC。5、混凝土水化熱最終絕熱溫升值Tmax(oC)：=43.0〔oC〕公式中：Tmax——混凝土的絕熱溫升值〔oC〕；mc——每立方米混凝土水泥用量〔kg/m3〕；Q——每公斤水泥水化熱量〔kJ/kg〕，普通P.O42.5水泥461〔kJ/kg〕。ρ——混凝土的質(zhì)量密度，取2400kg/m3；C——混凝土的比熱，取0.96〔kJ/kg·K〕；6、混凝土澆筑后水化熱開始至任一時(shí)刻齡期t〔d〕的核心溫度挖井根底澆筑后任一齡期內(nèi)部中心溫度計(jì)算表齡期t〔d〕成型溫度T3溫降系數(shù)ξ各齡期溫升Tmax·ξ〔oC〕各齡期內(nèi)部溫度T〔t〕=To+Tmax·ξ〔oC〕315.4〔oC〕0.7443×0.74=31.847.2615.4〔oC〕0.7343×0.73=31.446.8915.4〔oC〕0.7243×0.72=31.046.41215.4〔oC〕0.6543×0.65=28.043.41515.4〔oC〕0.5543×0.55=23.739.11815.4〔oC〕0.4643×0.46=19.835.22115.4〔oC〕0.3743×0.37=15.931.32415.4〔oC〕0.3043×0.30=12.928.32715.4〔oC〕0.2543×0.25=10.826.23015.4〔oC〕0.2443×0.24=10.325.77、挖井根底中心內(nèi)部混凝土溫度變化曲線圖2、挖井根底中心混凝土溫度變化曲線從圖2中可以看出，本工程挖井根底大體積混凝土安排在秋冬季節(jié)施工，對(duì)溫度控制較易控制，結(jié)構(gòu)核心最高溫度不超過+50oC，根底不必采用冷卻管降溫。外表覆蓋保護(hù)，完全能夠使得結(jié)構(gòu)外表溫差控制在20oC以內(nèi)。當(dāng)環(huán)境氣溫高于+20oC，應(yīng)格外對(duì)砂石料、拌合水溫加以控制；再高的環(huán)境氣溫時(shí)可采用添加冰屑方法降低混凝土出灌溫度。從圖2可知，混凝土的水化熱前10天水化熱溫度處于頂峰期，以后慢慢散熱降溫。第6天至第15天逐漸減緩，第15天水化熱溫度到達(dá)峰值，之后水化熱反響速度開始減弱，溫度逐漸下降。因此，應(yīng)加強(qiáng)覆蓋保護(hù)，覆蓋時(shí)間一般不少于20天。五、大體積混凝土施工考前須知《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》【鐵建設(shè)〔2023〕241號(hào)】的相關(guān)要求：澆筑混凝土應(yīng)符合以下根本規(guī)定：1在炎熱氣候條件下，混凝土入模時(shí)的溫度不宜超過30℃。應(yīng)防止模板和新澆混凝土受陽(yáng)光直射，控制混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過402當(dāng)工地晝夜平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃時(shí)，應(yīng)按冬期施工辦理，混凝土的入模溫度不應(yīng)低于3新澆混凝土入模溫度與鄰接的己硬化混凝土或巖土、鋼筋、模板介質(zhì)間的溫差不得大于15℃。與新澆筑混凝土接觸的己硬化混凝土、巖土介質(zhì)、鋼筋和模板的溫度不得低于24在相對(duì)濕度較小、風(fēng)速較大的環(huán)境條件下，可采取場(chǎng)地灑水、噴霧、擋風(fēng)等措施，或在此時(shí)防止?jié)仓休^大暴露面積的構(gòu)件。5混凝土應(yīng)分層澆筑，分層厚度〔指搗實(shí)后厚度〕應(yīng)根據(jù)攪拌與運(yùn)輸能力、澆筑速度、振搗能力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等條件確定。泵送混凝土的最大攤鋪厚度不宜大于600mm，其它混凝土最大攤鋪厚度不宜大于400mm。在新澆筑完成的下層混凝土上再澆筑新混凝土?xí)r，應(yīng)在下層混凝土初凝前澆筑完成上層混凝土。上下層同時(shí)澆筑時(shí)，上層與下層前后澆筑距離應(yīng)保持1.5m以上。在傾斜面上澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)從低處開始逐層擴(kuò)展升高，保持水平分層。6混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)因故間歇時(shí)，其間歇時(shí)間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時(shí)間。對(duì)不同混凝土的允許間歇時(shí)間應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、水泥性能、水膠比和外加劑類型等條件通過試驗(yàn)確定。當(dāng)超過允許間歇時(shí)間時(shí)，應(yīng)按澆筑中斷處理，同時(shí)應(yīng)留置施工縫，并作出記錄。施工縫的平面應(yīng)與結(jié)構(gòu)的軸線相垂直。7在澆筑混凝土過程中或澆筑完成時(shí)，如混凝土外表泌水較多，須在不擾動(dòng)已澆筑混凝土的條件下，采取措施將水排除。繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)查明原因，采取措施，減少泌水。8澆筑混凝土期間，應(yīng)設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件等的穩(wěn)固情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、變形、移位時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。自高處向模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r，為防止混凝土離析所采取的措施應(yīng)符合以下規(guī)定：1從高處直接傾卸時(shí)，混凝土自由傾落高度不宜超過2m，以不發(fā)生離析為度。2當(dāng)傾落高度超過2m時(shí)，應(yīng)采用串筒、溜管或振動(dòng)溜管等輔助設(shè)施進(jìn)行混凝土澆筑。3串筒出料口距混凝土澆筑面的高度不宜超過1m。當(dāng)設(shè)計(jì)有要求時(shí)，可在混凝土中填放片石〔包括經(jīng)破碎的大漂石〕。填放片石應(yīng)符合以下規(guī)定：1可埋放厚度不小于15cm的石塊，埋放石塊的數(shù)量不宜超過混凝土結(jié)構(gòu)體積的20%。2應(yīng)選用無裂紋、無水銹、無鐵銹