箱涵大體積混凝土溫度計算與控制

王養莉 西安市第二市政工程公司

箱涵大體積混凝土溫度計算與控制

王養莉 西安市第二市政工程公司

一 工程概況

西安市一環路城墻西南角立交工程西起豐慶路汽車站人行天橋東至環城南路，全長563.256米。立交用地紅線寬按70米控制，道路寬度60米，其中下穿部分寬31米。箱涵位于樁號K0+198.164-K0+272.164，長度74米，橫斷面為三孔箱涵：機動車道凈跨16米，凈高大于5.0米；非機動車道凈跨6米，凈高大于3.0米。箱涵采用現澆C40鋼筋砼結構，機動車道頂板厚80厘米，非機動車道頂板厚50厘米，中隔墻、側墻厚80厘米，底板厚100～150厘米。

二 溫度計算與施工控制

西南城角下穿式立交箱涵長度74米，設3道施工縫分割成四段，每段長18米，橫斷面為三孔，橫向寬31.2米，如下圖。

地板混凝土厚度為100～150厘米，大于80厘米，屬典型大體積混凝土。混凝土地板澆筑前分別在底板的上、中、下位置設置三個溫度感應頭位置，間距不小于500mm，深度分別為表面下200 mm、混凝土中部和混凝土底部上200mm。

測溫時間從測點混凝土澆筑完10小時（初凝）后開始，72小時內每2小時測溫一次，72小時后每4小時測溫一次，7天～14天每6小時測溫一次（力求在接近混凝土出現最高和最低溫度時測量）測至溫度穩定為止。

在熱傳導方程式中，熱傳導與距離的平方成反比，由于箱涵縱橫方向尺寸遠大于厚度尺寸，因此可采用一維熱傳導方程：

圖1

與大地接觸的混凝土下表面溫度的計算可仍采用（3）式計算，當r=0時，下表面溫度等于大地溫度；當 τ＝τ+Δτ時，大地按混凝土對待，但其溫度已知，由（3）式計算τ+Δτ f時下表溫度。

圖2

代入τ＝0時各斷面溫度，則可得

混凝土溫度控制措施：

（1）選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土。

（2）充分利用混凝土的后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

（3）使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級配良好的粗細骨料；控制砂石含泥量；摻加粉煤灰等摻和料或摻加相應的減水劑、緩凝劑，改善和易性、降低水灰比，以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的。

（4）降低原料的溫度：本工程施工時間為11、12月份，外部溫度為-4～8度，有利于大體積混凝土施工。

（5）在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養護，緩緩降溫，充分發揮徐變特性，減低溫度應力，冬期采取措施保溫覆蓋，以免發生急劇的溫度梯度發生。

（6）采取較長時間的養護，規定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發揮混凝土的“應力松弛效應”。

（7）合理安排施工程序，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升，避免混凝土拌和物堆積過大高差。

（8）改善約束條件，削減溫度應力，采取分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設置水平或垂直施工縫，以放松約束程度，減少每次澆筑長度的蓄熱量，防止水化熱的積聚，減少溫度應力。

三 結束語

實踐證明，在優化配合比設計，改善施工工藝，提高施工質量，做好溫度監測工作及加強養護等方面采取有效技術措施，堅持嚴謹的施工組織管理，完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發生，達到良好的自防水抗滲效果。另外，外加劑方面也可用糖類緩凝劑，養護分三個階段用3種水溫養護。經現場檢查，本工程箱涵地板側墻頂板均未發現溫度變形裂縫，保證了結構強度，混凝土外觀質量好，本工程被評為2006年陜西省建設工程長安杯獎（省優質工程）。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.14.027