拱座大体积砼施工方案含热工、冷却水管计算.docx
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1、拱座大体积砼施工方案目录一 砼浇筑分层高度计算 1-1 砼拌制速度1-2 砼运输1-3 砼泵输出量计算1-4 拱座基础浇筑分层高度二、大体积砼浇筑的技术措施三、C45拱座砼的热工计算四、C30砼的热工性能计算五、冷却水管布置 5-1. 冷却循环水水量计算 5-2冷却水管布置图 5-3冷却水管数量计量 5-4温度监控和冷却水的使用六、拱座基础及拱座模板 6-1拱座基础及拱座模板荷载计算 6-2模板计算 6-3竖肋计算 6-4水平带木验算 6-5拱座基础地基处理及基坑模板 6-6模板固定6-7拱座基础隔离墙7.5#砂浆砌片石七、拱座及基础钢筋工程 7-1- 1对钢筋质量及联接的规定 7-1- 2拱
2、座钢板,预埋钢筋及冷却水管定位 7-2-1冷却水管定位 7-2-2定位架计算 7-3 增加施工钢材 7-4 钢筋绑扎八、施工质量,安全,环境保护与文明施工措施 8-1施工质量措施 8-2安全保证措施 8-3环境保护及文明施工拱座大体积砼施工方案生基湾大桥拱座基础高919.4cm,长1450cm。每个拱座基础配筋63.134 T,C30砼854.89m ,四个拱座基础共浇筑C30砼:3419.56 m ,拱座C45砼:242.8 m ,四个拱座共浇筑C45砼971.2 m 。按大体积砼施工技术规范,砼结构物实体最小边几何尺寸不小于1M,或预计会因混凝土中水泥水化热引起的温度和收缩而导致的有害裂缝
3、产生的砼工程都称为大体积混凝土工程。生基湾大桥每个拱座基础置于3根250cm300cm的方桩之上,用方桩承受垂直竖向压力,同时用3根水平撑承受拱座的水平推力。由于横桥向边长14.5M,为使拱座横向不产生纵向施工缝,确保拱座能更好的传递竖向反力于方桩和传递水平反力于平撑。拱座基础及拱座砼均在横向不分块,仅水平分层浇筑施工。根据公路工程施工工艺标准(桥涵)每浇筑层高度不宜超过2M,本工程采用分次分层施工。一、砼浇筑分次高度计算分次高度除受分次高度上限的约束之外,主要还取决于砼的浇筑速度。11.砼拌制速度:生基湾大桥拱座基础及拱座砼工程,砼在预制场拌合站拌合,拌合站设两台500升拌合机,除水泥用人工
4、加料外其余粗细骨料均由储料仓供给配料机,自动称量配料。按规范规定,拌合时间不得少于1.5min,加入粉煤灰及缓凝剂后延长1分钟再加配料及卸料时间平均拌制一盘砼时间为3min,则拌合站的生产能力为:T=60/3.00.50.952=19.0 m /h 12.砼运输在浇筑2#拱座砼时,由拌合站拌制好的砼,卸于2.0M的吊斗内,吊斗通过25M小平车轨道运输,到达缆索吊机下,由缆索吊运至2#拱座背后岩口处,再由梭槽输运到高程为503米处,由串筒运至高程为490米处,再进入梭槽运至泵机处,由砼泵泵送入模。当浇筑13#拱座时,则应增加一个地泵。即由拌合站拌合好的砼由泵车泵送到串筒口,由串筒加梭槽输送至2#
5、拱座平台,然后经吊斗,吊运至13#拱座,再由砼泵泵送入模。浇筑砼,由于目前缆索吊的动力配置,跑马滑车是5T快速,起吊滑车是8T慢速。按上述方式运输砼,被开了起吊滑车,垂直运输的大量等待时间,同时也减少了一台泵车浇筑一个拱座的租金。浇筑正阳岸砼时,平车运输30sec,缆索运输两分钟,卸料加串筒梭槽1.5min,就到达2#拱座,单程时间为4min,时间控制不是运输,而是拌合。在浇筑13#拱座砼时,砼在2#拱座平台起吊,仅水平运输110M,需时间4分钟。浇13#拱座单程时间为:由拌合站泵送至梭槽,经串筒梭槽到2#拱座平台,约1.5分钟。1M砼的运输时间约3分钟,1小时可运20m。13.砼泵输出量计算
6、Q1=Qmax. =800.80.5=32m /h19 m /h上式中.配管条件系数0.8 作业效率0.5 设C30砼的初凝时间为3小时:当摊铺面积为:9.379m14.5m=136.0m 时设层厚为:0.4M 则摊铺一层砼的方量为:V=136.00.4=54.4m 按砼的生产量每小时19m 计,需时间t=54.419=2.8633小时,故可连续分层浇筑,满足规范规定砼在初凝前覆盖上层砼的要求。砼的初凝时间用贯入阻力法测定,当贯入阻力为3.5mpa时:从加水拌合算起到阻力为3.5mpa时止的时间为初凝时间。14.拱座基础砼浇筑层厚的确定通过以上计算在无故障的正常情况下,砼的运输能力,砼泵的输出
7、量均大于砼的生产量。由水泥物理性能试验得知,当拱座基础砼采用雪峰P.C325,湖南海螺雪峰水泥集团生产的雪峰牌水泥时:初凝时间为185 186min,终凝时间为256 282min,因施工时间是夏季炎热季节,砼配合比中添加了缓凝型减水剂,初凝时间应该在5小以上。即使是拱座砼采用P.0425水泥拌制,P.0425水泥的初凝时间最少也为150分钟,添加缓凝减水剂后,无论如何初凝时间也大于3小时。为此将拱座基础分为三次浇筑,拱座一次浇筑。拱座基础三次浇筑的分界线如下图所示。每次浇筑量:854.893=285.0m,浇筑时间为:28519=15h。3.8514.5=275.51.1511.1511/2
8、14.5=9.605F=5.0014.5=72.5m S=39水力半径r=72.539=1.86Mr=0.537(m-1) M7=1.343拱座基础砼共分三次浇筑完毕,第一次浇筑终止高程477.376M,浇筑高度304cm,浇筑方量为:V1=(4.95+7.99) 1/23.0414.5=285.2m分7层浇筑每层厚度为:43.43cm,第七层最大方量48.92m54.4m。第二次浇筑终止高程479.600M,浇筑高度222.4cm,浇筑方量:V2=276.95m。分6层浇筑,每层厚度37.07cm,第二次摊铺最大方量为:0.384839.37914.5=52.34 m54.4 m。第三次浇筑
9、高度为:388.5cm,浇筑方量为:V3=292.74m ,分9层浇筑,每层厚度43.17cm。拱座砼一次浇筑完毕,浇筑方量242.80m ,浇筑高度414.9cm。分10层浇筑,每层浇筑高度41.49cm。按以上分划:各次浇筑方量基本在285.0m 至292.7 m 之间。浇筑时段长度T=292.719=15.4h浇筑层厚在37.07cm至43.43cm。摊铺一层的最大方量为52.34m ,按砼的生产能力控制需时间t=52.3419=2.755小时远小于初凝时间。二、大体积砼浇筑的技术措施 1、按砼的生产、运输、泵送入模等因素控制砼浇筑速度,结合黔江地区的气候特点,即使是炎热的夏天也是白天温
10、度高,晚上凉爽,温度较低的特点。把每次连续浇筑的时段控制在15小时左右的低温时段,即从下午的6点(即24小时制的18点)开盘到第二天的9点至10点结束,以降低砼的入模温度。2、在砼中掺入粉煤灰以减少水泥用量和添加缓凝剂,以降低砼的水化热和降低水化热释放峰值。3、在砼中布置冷却水管,砼终凝后,开始通水冷却降温,冷却水管布置层高除478.836至480.036为1.2M外其余各层为1.0M,水平间距按各层浇筑宽度均匀分布,最大宽度140cm。并通过流量控制使进出水管的温差控制在10C左右。水温与砼内部温差不大于20C。冷却水管采用DN32镀锌管,壁厚3mm。4、在粗骨料、砂、碎石仓上方加棚盖。浇筑
11、前并实际检测各材料的温度与空气温度,必要时在拌合水中加冰用冷却水拌合以降低砼的拌合温度。5、采用5 31.5mm碎石和中砂,以降低水泥的用量。6、拱座基础采用P.C325低热水泥,C45砼用P.O425配置,应经过水化热试验后使用,以效正砼的热工计算。7、在砼内埋设温度传感器,进行温控监视,指导养护。夜间降温超限,采用保温养护。具体办法:模板缓拆,棚布覆盖,或泡沫覆盖,或顶部循环水养生,或基坑内拆模后马上回填,视情况而定。但应作为养护期万一降温采用保温养护材料准备的一种预案实施。8、现场实测粗骨料含水量,实测出机砼的坍落度。不断修正拌合水用量,现场实测粗骨料及水温和环境温度,使入模砼的温度控制
12、在预计范围之内。9、砼分层浇筑,分层用45台插入式振捣器振捣实密。振捣器备用台数不得少于6台。每次浇筑砼前,对拌合机,砼泵,振捣器,缆索吊以及串筒、梭槽都应每浇筑一次检查维修一次,保持设备的良好状态,备料充足,并和气象局联系,选择无雨天气施工。和商混联系,万一自拌砼出现故障,用商混浇筑,保持砼施工的连续性。10、按规范要求作好施工缝处理。每次浇筑前,先用高压风吹去接缝面的粉尘再洒水润湿刷水泥净浆再铺1至2厘米无粗骨料的水泥砂浆再浇筑砼。浇筑完后,要引出砼表面泌水。在初凝及终凝时,要用木抹子抹压3遍以上,消除表面裂纹,并及时用塑料薄膜覆盖以避免水份损失过快而干裂。三、C45拱座砼的热工计算C45
13、累计重量:2419.76/m材料名称水泥砂碎石水粉煤灰减水剂重量比(kg)41060610991911085.76百分比16.94425.04445.427.8934.4630.24导热系数2.2183.0822.9450.60.25比热C0.5360.7450.7084.1870.2砼的比热:C=(16.9440.536+25.0440.745+45.420.708+7.8934.187+4.6430.2)/100=0.93874kj/kg.kC45砼的绝热温升值:取水泥的放热总量335J/kg m=0.35d-1T(t)=McQc/CP(1emt)=410335/0.93872419(1e
14、0.35t)=60.4875(1e0.35t)当t=3d T3d=39.32C当t=7d T7d=55.27C当t=15d T15d=60.17C Tmax=60.49C混凝土收缩的相对变形值可按下式计算:y(t)=y(1e0.01t) M1M2M3M11式中(t)龄期为t时砼收缩引起的相对变形值。y砼最终收缩的相对变形值。y=3.24104M1=1 M2=1.35 水胶比:191:523.76=0.365 M3=0.948胶浆量(410+191+108+5.76)2420=0.2954=29.54M4=1.45M5. 3dM=1.09 7d=1.0 15d=0.93M6=1.1(取环境湿度4
15、0) M9=1.3 M10=1.015r水力半径件数计算:拱座面积 A=(2.5+1.879)4.1491.51.51/21.8791.6491/22.500.5=16.744m 湿周 L=2.5+2.649+2.121+2.879+0.5+2.5+0.5+2.5=16.149m r=16.744/16.149=1.037 倒数r=1/1.037=0.964 M7=1.43M8由EsFs/EcFc=2.1105412.0/16.7441043.4104=0.1519 Fs=167612229=152.8cm+259=412.0cm M8=0.68y(t)=3.24104(1e0.01t)1.3
16、50.9481.451.11.430.68M5=6.4312104M5(1e0.01t)d=3 M5=1.09 y(3d)=2.072105d=7 M57d=1.0 y(7d)=4.348105d=15 M515d=0.93 y(15d)=8.331105混凝土收缩相对变形值的当量温度:Ty(t)= y(t)/ =1.0105Ty(3d)=2.072105/=2.072105/1105=2.072CTy(7d)=4.348105/=4.348CTy(15d)=8.331105/=8.331C混凝土的弹性模量:E(t)=E0(1e4t)E0=(3.3+3.5) 1/23.25/3.3104=3.
17、348104mpa=0.985 =0.09Et=0.9853.348104(1e0.09t)Et3=0.9853.348104(1e0.27)=7803N/mm Et7=0.9853.348104(1e0.63)=15414.0N/mm Et15=0.9853.348104(1e1.35)=25619N/mm 砼拌合温度计算:环境温度36C,水温20C,砂、石子、水泥、粉煤灰温度为29C。取砂,石子的含水量为3.5,粉煤灰0.5。拌合温度:Tb=0.92606+410+1099+10829+4.1919120+4.19606+1099290.035+4.19108290.005 0.92410
18、+606+1099+108+4.19191+4.19606+10990.035+4.191080.005= 59309.6+16005.8+7251.1+65.6 2045.2+800.3+250.0+2.3=82632.13097.8=26.67C砼出机时温度变化为T1 T1=Tb0.16Tb36 C=26.67 C0.1626.67C36 C=26.67+1.50=28.17 C砼成型时的温度T2 :T2= T1t+0.032nT1Td=28.170.251+0.032328.17 C36 C=30.88 C式中0.25为每小时的温度损失,Td为拌合棚内温度。0.032为倒运一次的温度损失
19、。砼的最大综合温差(在养护期间)。T=T0+2/3T(t)+Ty(t)Th式中T0砼入模温度=30.88 CTh砼养护期间月平均气温。T3d=30.88+39.32C23+2.07220=39.16 CT7d=30.88+55.27C23+4.34820=52.07 CT15d=30.88+60.17C23+8.33120=59.32C砼养护期间收缩应力计算:=E(t)T(1u)S(t)R砼在养护期间抗拉强度的计算(z)ftk(t)=ftk(1ert) ftk =(2.15+2.45)12=2.3mpa ftk表B.7.2取值为ftk =2.49Nmm (C40的值)。1=(1.03+0.97
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