南溪大桥南锚碇温控方案

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1、南溪长江公路大桥南锚碇大体积混凝土温控方案中交武汉港湾工程设计研究院有限公司2010年08月目录1.概述12.温度应力仿真计算12.1气象资料12.2设计资料22.2.1导热方程22.2.2导热方程的初始条件和边界条件32.2.3基本假设52.2.4计算考虑的荷载和边界条件52.2.5混凝土结构的开裂风险52.3仿真计算72.3.1模型参数72.3.2计算结果73.温控标准124.现场温度控制措施134.1混凝土配制134.2混凝土浇筑温度的控制144.2.1浇筑温度计算144.2.2夏季施工浇筑温度控制164.2.3冬季

2、施工浇筑温度控制164.3冷却水管的埋设及控制164.3.1水管位置164.3.2水管使用及其控制174.4控制混凝土浇筑间歇期174.5内外温差控制174.6施工控制184.6.1浇筑和振捣184.6.2养护185.现场监控195.1监测仪器及元件195.1.1监测元件195.1.2监测元件的埋设195.2现场监测205.2.1现场监测内容及要求205.2.2温控监测流程215.2.3现场监测异常的应对措施22南溪大桥南锚碇大体积混凝土温控方案1.概述宜泸渝高速公路南溪长江大桥建设是宜泸渝高速公路宜宾段的重要控制性工程之

3、一，投资为6.5亿元，预计2012年年底建成通车。其北桥头位于长江北岸南溪县罗龙镇金鸡村王家嘴，南桥头位于长江南岸南溪县江南镇和马家乡交界处的灌口。桥梁总长度1295.89米，主桥为820米，宽24.5米，桥梁形式为双塔门式悬索桥，双向四车道，设计时速为80公里。南岸（泸州岸）隧道锚为隧道式预应力复合锚锭，是中国唯一在五级围岩中的大跨径悬索桥锚碇。其设计总长度为69.7m，其中前锚室轴线长度39.7m，锚塞体轴线长度27m，后锚室轴线长度3m，预应力岩锚长度总长47.5m，锚入岩体深度17.5米，锚入锚塞体27米；隧道洞口

4、断面为7.3×8.0m，拱顶半径3.65m；洞底断面尺寸为18×19.5m，顶拱半径9m，轴线成38°反坡往下延伸，最大坡度为44.3°。挖石方20000多立方，混凝土约15000m3，为大体积混凝土。为保证混凝土施工质量，避免产生有害温度裂缝，确保大桥的使用寿命和运行安全，中交武汉港湾工程设计研究院有限公司对该锚碇大体积混凝土进行了温控方案设计，应用《大体积混凝土施工期温度场及仿真应力场分析程序包》计算了锚碇混凝土的内部温度场及仿真应力场，并根据计算结果制定了不出现有害温度裂缝的温控标准和相应的温控措施。2.温度应力仿真

5、计算2.1气象资料桥址所在的宜宾市属中亚热带湿润季风气候区的四川“盆南”气候类型，具春旱夏热、秋冬绵雨、雨量充沛、无霜期长的特征。该地区年平均气温18.9℃，最低1月份平均8.1℃，最高7月份平均28.0℃；年平均总降雨量为1108~1184毫米，降水集中在5~9月；平均相对湿度81~83%；主导风向为北西，最大风速20.0m/s。1996.01~2010气候统计资料见图2-1。中交武汉港湾工程设计研究院有限公司-22-南溪大桥南锚碇大体积混凝土温控方案a.气候特征统计图b.多年平均温度表图2-1宜宾地区气候统计资料2.2

6、设计资料2.2.1导热方程设有一均匀各向同性的固体，从中取出一无限小的六面体，如下图。在单位时间内从左界面流入的热量为，经右界面流出的热量为，流入的净热量为。图2-2温度传导小六面体示意图在固体的热传导中，热流量（单位时间内通过单位面积的热量）与温度梯度成正比，但热流方向与温度梯度方向相反，(公式2-1)式中——导热系数，kJ/(m·h·℃)；中交武汉港湾工程设计研究院有限公司-22-南溪大桥南锚碇大体积混凝土温控方案是的函数，将展成泰勒级数并取前两项，得：(公式2-2)沿方向流入的净热量为同理，沿方向和方向流入的净热量分

7、别为及水泥水化热作用在单位时间内单位体积中发出的热量为，则在体积内发出的热量为。在时间内，此六面体温度升高所吸收的热量为其中，——混凝土比热，；——时间，；——密度，。由热量的平衡，从外界流入的净热量与内部水化热之和必须等于温度升高所吸收的热量，即(公式2-3)简化，得固体导热方程如下：(公式2-4)式中——导温系数，。在绝热条件下混凝土的温度上升速度为导热方程可改写为(公式2-5)2.2.2导热方程的初始条件和边界条件中交武汉港湾工程设计研究院有限公司-22-南溪大桥南锚碇大体积混凝土温控方案导热方程建立了物体的温度与时

8、间、空间的关系，但满足导热方程的解无限多，为了确定我们所需要的温度场，还必须知道初始条件和边界条件。初始条件为在初始瞬时物体内部的温度分布规律。边界条件包括周围介质与混凝土表面相互作用的规律及物体的几何形状。混凝土初始瞬时的温度分布认为是均匀的，即边界条件可以用以下四种方式给出：（1）第一类边界条件：混