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摘要：介紹重慶白果渡嘉陵江大橋主橋承臺大體積砼施工前溫度應力的估算，并根據驗算結果采取相應的施工技術措施。

關鍵詞：大體積砼承臺裂縫控制溫度應力施工技術措施

1引言

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橫跨嘉陵江的一座特大橋，全橋長1433米，主橋為（130+230+130）m預應力砼連續剛構，單箱單室，下部結構為16根24米長Ф230cm的群樁基礎，上接大體積分離式承臺。單幅承臺結構尺寸為18.7mx10.2mx5m，單幅承臺砼方量為953.7m3，一次澆注完成。

2簡述

2.1溫度應力的主要成因：

2.1.1大體積砼在硬化期間，水泥水化后釋放大量的熱量，使砼中心區域溫度升高，而砼表面和邊界由于受氣溫影響溫度較低，從而在斷面上形成較大的溫差，使砼的內部產生壓應力，表面產生拉應力（稱為內部約束應力）。

2.1.2當砼的水化熱發展到3～7d達到溫度最高點，由于散熱逐漸產生降溫產生收縮，且由于水分的散失，使收縮加劇，這種收縮在受到基巖等約束后產生拉應力（稱為外部約束應力）。

2.2溫度應力在承臺砼內的分布如下圖所示：

綜上所述，在承臺大體積砼施工前，必須進行砼的溫度變化，應力變化的估算，以確定養護措施、分層厚度、澆筑溫度等施工措施，并以此來指導施工。

3C30承臺大體積砼砼裂縫控制的施工計算

3.1相關資料：

3.1.1配合比

水泥：粉煤灰：砂子：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級水泥

碎石：草街連續級配碎石（5~31.5mm）

混合中砂：機制砂40%，渠河細砂60%

粉煤灰：硌黃華能電廠Ⅱ級粉煤灰

外加劑：達華NNO-Ⅱ型緩凝減水劑

3.1.3氣象資料

相對濕度80~82%；年平均氣溫17.5~17.6℃，最高氣溫40.5℃，夏熱期（5~9月份）平均氣溫20℃。

3.1.4采用自動配料機送料，裝載機加料，拌和站集中拌和，混凝土泵輸送砼至模內。

3.2砼最高水化熱溫度及3d、7d的水化熱絕熱溫度

C=369kg/m3；粉煤灰32.5水泥：水化熱Q7d=257J/kg，Q28d=222J/kg（騰輝水泥廠提供的數據）；c=0.96J/kg.k；ρ=2400kg/m3。

3.2.1砼最高水化熱絕熱溫升

Tmax=CQ/cρ=(366*257)/(0.96*2400)=40.83℃

3.2.23d的絕熱溫升

T（3）=40.83*(1-e-0.3*3)=24.23℃

ΔT（3）=24.23-0=24.23℃

3.2.37d的絕熱溫升

T（7）=40.83*(1-e-0.3*7)=35.83℃

ΔT（7）=35.83-24.23=11.6℃

(4)15d的絕熱溫升

T（15）=40.83*(1-e-0.3*15)=40.38℃

T（15）=40.38-35.83=4.55℃

3.3砼各齡期收縮變形值計算

εy（t）=εy0（1-e-0.01t）*M1*M2*…*M10

查表得：M1=1.10，M2=1.0，M3=1.0，M4=1.21，M5=1.2，M6=1.11(1d)、1.09(3d)、1.0(7d)、0.93(15d)，M7=0.7，M8=1.4，M9=1.0，M10=0.895

則有：M1M2M3M4M5M7M8M9M10

=1.10*1.0*1.0*1.21*1.2*0.7*1.4*1.0*0.895=1.401

3.3.13d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

3.3.27d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

3.3.315d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砼收縮變形換算成當量溫差

3.4.13d

T（y）（3）=-εy（3）/α=(-0.146*10-4)/(1.0*10-5)=-1.46℃

3.4.27d

T（y）（7）=-εy（7）/α=(-0.307*10-4)/(1.0*10-5)=-3.07℃

3.4.315d

T（y）（15）=-εy（15）/α=(-0.588*10-4)/(1.0*10-5)=-5.88℃

3.5各齡期砼模量計算E（t）=Ec*（1-e-0..09t）

3.5.13d齡期

E（3）=3.0*104*（1-e-0..09*3）

=7.1*103N/mm2

3.5.27d齡期

E（7）=3.0*104*（1-e-0..09*7）

=1.40*104N/mm2

3.5.315d齡期

E（15）=3.0*104*（1-e-0..09*15）

=2.22*104N/mm2

3.6砼的溫度收縮應力計算

砼強度換算f（n）=f（28）*lgn/lg28，砼抗拉強度ft=0.23*f2/3cu對于C30砼f（28）=15N/mm2

3d齡期:f（3）=f（28）*lg3/lg28=15*lg3/lg28=8.76N/mm2

ft=0.23f2/3(3)=0.23*4.952/3=0.668N/mm2

7d齡期:f（7）=f（28）*lg7/lg28=15*lg7/lg28=8.76N/mm2

ft=0.23f2/3(7)=0.23*8.762/3=0.98N/mm2

由于在七月份澆注承臺砼，氣溫較高，假設入模溫度To=30℃，Th=25℃

3.6.13d齡期H（t）=0.57,R=0.35,V=0.15

ΔT=To+2/3T(t)+Ty(t)-Th=30+2/3*24.23+1.46-25=22.61℃

σ=-(7.1*103*10*10-6*22.61*0.57*0.35)/(1-0.15)

=0.377N/mm2＜(0.668/1.15)=0.581N/mm2可

3.6.27d齡期H（t）=0.502,R=0.35,V=0.15

ΔT=30+2/3*35.83+3.07-25=31.96℃

σ=-(1.4*104*10*10-6*31.96*0.502*0.35)/(1-0.15)

=0.93N/mm2＜0.98N/mm2

抗裂安全系數：K=0.98/0.93=1.05<1.15

4裂縫控制的施工技術措施

通過以上分析可知，承臺基礎在露天養護期間，7d齡期時，抗裂安全系數K值稍小于1.15，此時砼有可能出現裂縫，因此，在設計配合比、砼施工過程及養護期間應采取一定措施，以減小砼表面與內部溫差值，使得砼表面與砼內部溫差小于25℃，σ/（1.15）＜ft，則可控制裂縫的不出現。采取如下措施：

4.1采用雙摻技術，摻入粉煤灰和NNO-II型緩凝減水劑，粉煤灰摻入采用超量代換法，減水劑的緩凝時間15個小時（通過實驗室測定結果表明），延緩砼的初凝時間，延緩砼水化熱峰值的出現。

4.2通過技術性能比較，石灰巖碎石的線膨脹系數較小，彈模低，極限拉伸值大，據相關資料表明，在相同溫差下，溫度應力可減小50%，能提高砼的抗拉強度，因此，選用石灰巖碎石作為粗骨料；控制骨料（砂、石）的含泥量，以減小砼的收縮，提高極限拉伸。

4.3嚴格控制砼的入模溫度在30℃左右。選擇在傍晚開始澆注承臺砼，對粗骨料進行噴水和護蓋；施工現場設置遮陽設施，搭設彩條布棚，避免陽光直曬；在水箱中加入冰塊，降低拌和水的溫度；在基坑內設一大功率的鼓風機進行通風散熱。

4.4埋設6層冷卻管，每層冷卻管配一潛水泵，在第一批開始砼初凝時由專人負責往冷卻管內注入涼水降溫，冷卻水流速應大于15L/min，冷卻水采用嘉陵江水，持續養生7天。通過冷卻排水，帶走砼體內的熱量，許多工程實踐表明，此方法可使大體積砼體內的溫度降低3~4攝氏度。

4.5澆注砼時，采用薄層澆注，控制砼在澆注過程中均勻上升，避免砼拌和物堆積過大高差，砼的分層厚度控制在20~30cm。

4.6設10臺插入式振搗器，加強振搗，以期獲得密實的砼，提高密實度和抗拉強度，澆注后，及時排除表面積水，進行二次抹面，防止早期收縮裂縫的出現。

4.7砼澆注后，搭設遮陽布棚，避免陽光曝曬承臺表面。

4.8砼澆注后，砼表面用土工布覆蓋保溫，并灑水養生，使砼緩慢降溫、緩慢干燥，減少砼內外溫差。

4.9砼澆筑后，每2小時量測冷卻管出口的水溫和砼表面溫度，若溫差大于20℃時，及時調整養護措施，如加快冷卻水的流通速度等措施，以控制溫差小于25℃。

5溫度監測

承臺砼入模溫度為30℃～34℃，1.5d后中心溫度最高達50℃，溫升達20℃，3d后中心溫度達57℃～60℃，溫升27℃～30℃，經過10～12d降溫階段后，中心溫度基本穩定。

承臺中心與側面中心溫度的最大溫差為10℃，與承臺表面的最大溫差為17℃左右，因此，在養護階段必須做好承臺表面的保溫措施，延緩承臺表面的降溫速度，減小溫差。

6結束語

通過事先裂縫控制的驗算及裂縫控制方案的周密考慮，成功地控制了承臺裂縫的產生，施工后檢查承臺砼各表面整體光滑，未見收縮裂縫。從本工程的裂縫控制得出：裂縫控制應以合理的結構設計為基礎，具體施工中從合理選材入手，加以事先裂縫控制驗算并采取適當的控制措施，全方位、多層次地進行裂縫控制，才能做到真正意義上的裂縫控制。