大体积混凝土施工裂缝控制计算

承台混凝土浇筑前裂缝控制施工计算书

1、计算参考

1）、《路桥施工计算手册》（周水兴等编著人民交通出版社 2003年7月第1版）

3）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

4）、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）

5）、韩国有限元分析软件MIDAS V5.9.0

2、计算参数

2.1、结构尺寸

主墩承台圆弧段一次浇筑最大尺寸为(Π×10.82×3)m3，C30混凝土方量为1099 m3。

2.2、拟选混凝土配合比

承台C45混凝土设计配合比为：水泥：粉煤灰+矿渣粉：砂：石：高效减水剂+克汰：水=260：80+110：695：1075：7.65+30：130。

C45混凝土轴心抗压强度设计值f td取1.39MPa。

2.3、温度参数

假定拱座混凝土灌注时间在2011年6～8月份，室外平均温度t p=30℃；混凝土浇筑入模温度为33.1℃。

3、裂缝控制施工计算

3.1、温控计算

5

5 1)、水化热绝热温升值计算

混凝土3d 、7d 水化热绝热温度及最大水化热绝热温度为：

T(t)—混凝土龄期为t 时的绝热温升值（℃）；m c —每立方米混凝土中的水泥用量（Kg/m 3）；Q —水泥水化热总量（KJ/Kg ）；c

—混凝土的比热，一般为0.92～1.0（KJ/Kg ∙℃），取0.96KJ/Kg ∙℃；ρ—混凝土的重力密度。取2400 Kg/m 3；m —与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,一般取0.3～1.3d -1。取0.3 d -1；t —混凝土龄期（d ）

2)、3d 、7d 龄期混凝土收缩变形值计算

3)、混凝土3d 、7d 收缩当量温差：

4）、混凝土3d 、7d 的弹性模量：

52.25)1(240096.0377260)1(3.033)3(=-⨯⨯=-=⨯--e e c Q m T m c ρ54.42)1(2400

96.0377255)1(m ax =-⨯⨯=-=∞-∞-e e c Q m T c ρ403.042101.00

)3(10249.09.135.10.1)1(1024.3)1(----⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=e M M M e n t y ξξ65.5100.110565.054)7(=⨯÷⨯=--T 4309.0409.0c )3(10710.0)1(100.3)1(⨯=-⨯⨯=-=⨯--e e E E t ℃2573.461273.41321732h t y t 0>=-⨯+=-++=∆T T T T T ）（32.37)1(240096.0377255)1(3.077)7(=-⨯⨯=-=⨯--e e c Q m T m c ρ407.042101.00)7(10565.09.135.10.1)1(1024.3)1(----⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=-=e M M M e n t y ξξ49.2100.110249.054)3(=⨯÷⨯=--T 4

709.0409.0c )7(10404.1)1(100.3)1(⨯=-⨯⨯=-=⨯--e e E E t

5

5）、混凝土最大综合温差：

6）、混凝土最大降温收缩应力：

需采取降温措施，本工程拟采用布设冷管方式降低混凝土内外温差，使之控制在25℃以下，确保混凝土施工质量，不出现贯穿性温度裂缝和干缩裂缝。

3.2、冷管布置及拱座混凝土降温计算

3.2.1、冷管布置

冷管规格为φ40×2.5mm ，按照设计图纸间距和层高布置，见拱座混凝土浇筑工艺附图4《拱座混凝土浇筑冷管布置图》。每层冷却管有一个进水口，两个出水口，采用水泵抽水，冷却水化热，管内水流流速不小于0.7m/s;管道出水口流量不小于338L/min 。

3.2.2、混凝土降温计算

1）、水的特性参数：

水的比热：c 水=4.2⨯103J/ Kg ℃；水的密度 水ρ=1.0⨯103 Kg/m 3；冷管直径为：D=4cm

2）、拱座混凝土体积（除去冷却管后）

3）、混凝土冷管降温计算 )(39.132.20.13.015

.0173.46100.110404.1154MPa f R S v T E td t t =>=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-∆=-ασ砼

砼砼水

水水水c V c T t v T ⨯⨯⨯∆⨯⨯⨯=ρρ352.10550013.085.36832216m V =⨯-⨯⨯=

5

式中： v 水—冷却管中水的流速；t —冷却管通水时间；水ρ—水的密度；水T ∆—进出水口处的温差；水c —水的

比热；砼V —混凝土的体积；砼ρ—混凝土的密度；砼c —混凝土的比热

（1）、 3d 龄期

冷管通水时间：持续通水（按t=2d 计算），出水管和进水管的温差：T ∆=3℃

（2）、7d 龄期

冷管通水时间：持续通水（按t=3d 计算），出水管和进水管的温差：T ∆=3℃

（3）、预埋冷却管后各龄期拱座混凝土内外温差值：

3d 龄期 =∆T 25.03- /2= ℃ （安全系数为2.0）

7d 龄期 =∆T 36.61- /2= ℃ （安全系数为2.0）

4、结论和建议

4.1结论

拱座大体积混凝土在浇注过程中，由于混凝土在结硬过程中内部产生大量的热量使其内部温度升高，当内外温度相差过大时就容易出现温度裂缝，若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。

=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯∆⨯⨯⨯=96

.0240052.105532.4100.12428.33砼砼砼水

水水水c V c T t v T ρρ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯∆⨯⨯⨯=96

.0240052.105532.4100.19628.33砼砼砼水

水水水c V c T t v T ρρ