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1、 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基礎(chǔ)大體積混凝土溫升控制檢算書 中鐵九局集團(tuán)有限公司總工辦 2013年8月10日 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基礎(chǔ)大體積混凝土溫升控制檢算書 檢 算： 審 批： 中鐵九局集團(tuán)有限公司 2013年8月10日 目 錄 一、工程概況 1、橋梁概況 2、挖井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)情況 3、當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件

2、 二、編制依據(jù) 三、挖井基礎(chǔ)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）、基礎(chǔ)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（入模）時的溫度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刻齡期t（d）的核心溫度 7、挖井基礎(chǔ)中心內(nèi)部混凝土溫度變化曲線 五、大體積混凝土施工注意事項(xiàng) 一、工程概況 1、

3、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簡支T梁+27孔64m簡支箱梁+1孔32m簡支T梁，橋全長1873.74m。 本橋基礎(chǔ)均為挖井基礎(chǔ)，0#臺、29#橋臺的基礎(chǔ)為矩形，其中0#臺的基礎(chǔ)橫寬6m、縱寬14.06m、高13m，29#臺的基礎(chǔ)橫寬5.8m、縱寬13.86m、高13m。1#-28#墩的基礎(chǔ)為圓端形，基礎(chǔ)的圓形直徑分部于8.5m～14.75m的范圍內(nèi)（共21個大小不等的尺寸），基礎(chǔ)設(shè)計(jì)高度為8m～18m（其中4個基礎(chǔ)的高度小于10m、24個

4、基礎(chǔ)的高度大于10m），基礎(chǔ)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）。位于河道中的挖井基礎(chǔ)為9、10號墩，8、11號墩位于河灘上。 本橋的兩座橋臺設(shè)計(jì)為T型橋臺，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、挖井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)情況 本橋挖井基礎(chǔ)最小挖深9m、最大挖深20.4m，基礎(chǔ)的圓形直徑分部于8.5m～14.75m的范圍內(nèi)。按相關(guān)《規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》本基礎(chǔ)均屬于大體積混凝土。挖井基礎(chǔ)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)壁部分澆筑一次，巖石以上部

5、分立模澆筑一次。挖井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1、挖井基礎(chǔ)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箨懶詽駶櫦撅L(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫7.4℃，平均活動積溫3184℃，年平均相對濕度66%，平均無霜期153天左右，多年平均日照時數(shù)2538小時，多年平均降水量870毫米。 本橋挖井基礎(chǔ)混凝土澆筑施工期預(yù)計(jì)在2013年9月下旬開始，至2014年6月。在此期間，自然氣溫按Ta=+15oC估算（每天平均氣

6、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：橋施A0628）； 2、《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》【鐵建設(shè)〔2010〕241號】； 3、《鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.4-2005）； 4、《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB10424-2010）； 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、挖井基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫升控制方案 施工現(xiàn)場搭設(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

7、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。 挖井基礎(chǔ)在正溫條件施工時，根據(jù)氣溫條件，可采用蓄水保護(hù)法，溫度稍低時采用覆蓋保溫法養(yǎng)護(hù)；在冬季負(fù)溫氣候條件下施工時，挖井基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)采用暖棚蓄熱養(yǎng)護(hù)法。在基礎(chǔ)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達(dá)到保證混凝土結(jié)構(gòu)體與外界溫差不大于20oC。以達(dá)到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生收縮裂縫。 控制的主要措施是：參加粉煤灰，降低水化熱量；按規(guī)范參加片石，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，攪拌水加冰

8、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間-拉長混凝土的水化熱峰值，混凝土緩凝時間按10小時設(shè)計(jì)施工配比。 四、大體積混凝土溫升控制計(jì)算 （一）、基礎(chǔ)參數(shù) 1、挖井基礎(chǔ)（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 S95 F類 高性能減水劑NOS-AS（標(biāo)準(zhǔn)型） 215 763 1097 160 58 117 4.48 每立方混凝土質(zhì)量約2414kg。 注：挖井基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為C30混凝土，暫時沒有C配合比，暫按墩身的C35配合比計(jì)算。

9、（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）： 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+10 oC計(jì)算，水泥溫度按+20 oC計(jì)算，砂、石子溫度平均按+15 oC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>0 oC時，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

10、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)輸至澆筑入模的時間，大約45分鐘，則0.75小時； n……混凝土轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，1次到位； Ta… 運(yùn)輸時的環(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。

11、4、考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時的溫度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=169kg； 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)： =4

12、3.0（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刻齡期t（d）的核心溫度 挖井基礎(chǔ)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） 3 15.4（

13、oC） 0.74 43×0.74=31.8 47.2 6 15.4（oC） 0.73 43×0.73=31.4 46.8 9 15.4（oC） 0.72 43×0.72=31.0 46.4 12 15.4（oC） 0.65 43×0.65=28.0 43.4 15 15.4（oC） 0.55 43×0.55=23.7 39.1 18 15.4（oC） 0.46 43×0.46=19.8 35.2 21 15.4（oC） 0.37 43×0.37=15.9 31.3 24 15.4（oC） 0.30 43×0.30=12.

14、9 28.3 27 15.4（oC） 0.25 43×0.25=10.8 26.2 30 15.4（oC） 0.24 43×0.24=10.3 25.7 7、挖井基礎(chǔ)中心內(nèi)部混凝土溫度變化曲線 圖2、挖井基礎(chǔ)中心混凝土溫度變化曲線 從圖2中可以看出，本工程挖井基礎(chǔ)大體積混凝土安排在秋冬季節(jié)施工，對溫度控制較易控制，結(jié)構(gòu)核心最高溫度不超過+50oC，基礎(chǔ)不必采用冷卻管降溫。表面覆蓋保護(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)格外對砂石料、拌合水溫加以控制；再高的環(huán)境氣溫時可采用添加冰屑辦法降低混凝土出灌溫度。 從圖2可知，混

15、凝土的水化熱前10天水化熱溫度處于高峰期，以后慢慢散熱降溫。第6天至第15天逐漸減緩，第15天水化熱溫度達(dá)到峰值，之后水化熱反應(yīng)速度開始減弱，溫度逐漸下降。因此，應(yīng)加強(qiáng)覆蓋保護(hù)，覆蓋時間一般不少于20天。 五、大體積混凝土施工注意事項(xiàng) 《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》【鐵建設(shè)〔2010〕241號】的相關(guān)要求： 澆筑混凝土應(yīng)符合下列基本規(guī)定： 1 在炎熱氣候條件下，混凝土入模時的溫度不宜超過30℃。應(yīng)避免模板和新澆混凝土受陽光直射，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40℃。宜安排在傍晚開始澆筑，不宜在早上澆筑以免氣溫升到最高時加劇混凝土內(nèi)部溫升。 2 當(dāng)工地晝夜平

16、均氣溫連續(xù)3d 低于5℃或最低氣溫低于-3℃時，應(yīng)按冬期施工辦理，混凝土的入模溫度不應(yīng)低于5℃。 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2℃。 4 在相對濕度較小、風(fēng)速較大的環(huán)境條件下，可采取場地灑水、噴霧、擋風(fēng)等措施，或在此時避免澆筑有較大暴露面積的構(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

17、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。上下層同時澆筑時，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，其間歇時間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時間。對不同混凝土的允許間歇時間應(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)超過允許間歇時間時，應(yīng)按澆筑中斷處理，同時應(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，如混凝土表面泌水較多，須在不擾動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

18、時，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、變形、移位時，應(yīng)及時處理。 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)符合下列規(guī)定： 1 從高處直接傾卸時，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，應(yīng)采用串筒、溜管或振動溜管等輔助設(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，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)符合下列規(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

19、結(jié)構(gòu)體積的20%。 2 應(yīng)選用無裂紋、無水銹、無鐵銹、無夾層且未被燒過的、抗凍性能符合設(shè)計(jì)要求的石塊，并應(yīng)清洗干凈。 3 石塊的抗壓強(qiáng)度不低于混凝土的強(qiáng)度等級的1.5 倍。 4 石塊應(yīng)分布均勻，凈距不小于150mm，距結(jié)構(gòu)側(cè)面和頂面的凈距不小于250mm，石塊不得接觸鋼筋和預(yù)埋件。 5 受拉區(qū)混凝土或當(dāng)氣溫低于0℃時，不得埋放石塊。 2 冬期澆筑混凝土，宜采用熱水拌和、加熱骨料等措施提高混凝土原材料溫度，混凝土入模溫度不宜低于5℃?；炷翝仓髴?yīng)及時進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。1 保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間，不得少于28d。保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行，當(dāng)混凝土的表層溫度與環(huán)境最大溫差小于20℃時，可全部拆除。