【大体积混凝土】嘉绍温控方案

1 概述 (1)

2 承台、塔座及塔柱混凝土配合比优化设计 (2)

2.1 原材料的选择 (2)

2.2 密实骨架堆积法混凝土配合比设计 (2)

2.3 配合比优化调整 (3)

2.4 混凝土长期性能和耐久性能 (4)

2.4.1 抗裂性能研究 (4)

2.4.2 抗渗性能 (6)

2.4.3 抗冻性能 (7)

2.4.4 抗硫酸盐侵蚀 (8)

3 混凝土浇筑分层 (9)

4 大体积混凝土温控计算 (10)

4.1 计算条件 (10)

4.2 承台混凝土温度计算结果 (12)

4.2.1 温度计算云图 (12)

4.3 塔座温度计算结果 (16)

4.3.1 温度计算云图 (16)

4.3.2 温度应力计算云图 (17)

4.4 下塔柱实心段温度计算结果 (18)

4.4.1 温度计算云图 (18)

4.4.2 温度应力计算云图 (22)

4.5 中下塔柱连接段混凝土浇注工况对比分析 (23)

4.5.1 中下塔柱连接段无冷却水管温度计算结果 (23)

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4.5.1.1 温度计算云图 (23)

4.5.1.2 温度应力计算云图 (28)

4.5.2 中下塔柱连接段通冷却水管温度计算结果 (29)

4.5.2.1 温度计算云图 (29)

4.5.2.2 温度应力计算云图 (33)

4.6 中上塔柱连接段温度计算结果 (34)

4.6.1 温度计算云图 (34)

4.6.2 温度应力计算云图 (38)

4.7 温度场应力场计算结果分析 (39)

5 温度控制标准 (40)

6 混凝土温控措施及实施细则 (40)

6.1 混凝土原材料选择及质量控制 (40)

6.2 混凝土配合比 (41)

6.3 对混凝土施工的一般要求 (41)

6.4 混凝土浇筑温度的控制 (42)

6.5 保温及养护 (42)

7 温控施工的现场监测 (43)

8 温控施工质量保证措施 (50)

9 温控建议 (50)

附件1 (52)

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1 概述

嘉绍跨江大桥Ⅳ标，即北侧主桥下部（Z1-Z5基础、承台），索塔及钢箱梁安装施工；主航道桥为六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，其跨径布置为70+200+5×428+200+70=2680米。索塔采用独柱型索塔，索塔总高度为169.964～173.174 m。索塔基础采用圆形承台，承台顶面设计标高为-4.5米。Z4＃～Z5＃索塔承台直径为40.6米，厚6.0米，下设32根D2.50米的钻孔灌注桩，单桩桩长约115米；Z3＃索塔承台直径为39.0米，厚6.0米，下设30根D2.50米的钻孔灌注桩，单桩桩长约112米。在塔柱与承台之间设置了2.5米厚的棱台形塔座。

桥位区总的气象特征为四季分明、雨量充沛、温暖湿润。对施工不利的气象条件主要有台风、大风、大雨、冰冻和雾（低能见度）天气。南岸全年以偏南风为主，冬季以偏北和南风为主，其余各季以偏南风为主。工程区年平均风速2.7m/s，实测最大风速为19m/s，年大风日数约5d。工程区年均气温16℃左右，极端最高气温40.0℃左右，极端最低气温-12.4℃，最冷月（1月）平均气温3.8℃，最热月（7月）平均气温28.7℃，年≥35︒C平均日数约20.3d。工程区年均降雨量为1485mm，年最大降水1949mm，年最少降水975mm。年降水日数158d，年平均暴雨日数3.5d。日最大降水量为217mm，1小时最大降水量为78mm。

钱塘江河口尖山河段河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌，最大水深10m左右，为非正规半日浅海潮流，水位每日两涨两落，水流属往复流，但不对称性较明显，涨潮流大于落潮流，桥址处无长期潮位观测站，依据桥址断面2003年5月短期

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观测资料，观测期实测最高潮位5.45m，平均高潮位4.02m；最低潮位-3.15m，平均低潮位-2.41m；最大潮差8.59m，平均潮差6.44m。

索塔承台直径为39.0～40.6米，厚6.0米，塔座与实心段塔柱结构断面尺寸与实体尺寸均超过1m，混凝土一次浇注量大，属于典型的海工大体积混凝土。由于混凝土的水化热作用，混凝土浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段，在这个过程中混凝土的体积在温度变化影响下亦随之伸缩，若各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力，如果该应力超过混凝土的抗裂能力将导致混凝土开裂；因此为了避免混凝土出现裂缝，提高混凝土耐久性，保证工程质量，必须对混凝土的配合比进行优化设计和采取温控养护措施。同时承台、塔座以及实心段的混凝土均属于海工混凝土，对抗Cl-1渗透性有较高的要求，根据设计要求承台C30混凝土56天抗Cl-1渗透系数≤

3.0×10−12m2/s，塔柱C50混凝土56天抗Cl-1渗透系数≤1.5×10−12m2/s。所以在配合比设计时既要考虑降低水化热又要保持其高耐久性。

大量工程调查和检测表明，采用冷却水管方案进行施工时，冷却水管内后期压浆80%不能压密实，这就存在影响混凝土耐久性能的薄弱环节，特别对于海工混凝土，当Cl-1渗透进入混凝土内部后会引起钢筋锈蚀。为此嘉绍跨江大桥Ⅳ标项目部委托武汉理工大学对承台、塔座及实心段塔柱进行配合比优化设计和温控方案的设计，通过配合比的优化减少水泥用量，降低水化热，取消冷却水管，从结构上提高耐久性能。

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