承台大体积混凝土施工前的温度应力估算及防裂技术措施？
1，简介
白果渡嘉陵江大桥是国道212线四川武胜至重庆合川高速公路嘉陵江上的一座特大桥。大桥全长1433m，主桥为(130230130)m单箱单室预应力混凝土连续刚构，下部结构为16 24m长ф232；。单个承台结构尺寸为18.7mx10.2mx5m，单个承台混凝土体积为953.7m3，一次性完成。
2.简介
2.1，温度应力的主要原因:
2.1.1.大体积混凝土在硬化过程中，水泥水化后释放出大量的热量，使混凝土中心区域的温度升高，而混凝土表面和边界的温度由于气温的影响而降低，从而在截面上形成较大的温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力(称为内部约束应力)。
2.1.2.混凝土水化热在3 ~ 7天达到最高温度时，因散热而逐渐降温，因失水而收缩加剧。这种收缩受基岩约束后产生拉应力(称为外约束应力)。
2.2.承台混凝土的温度应力分布；
综上所述，承台大体积混凝土施工前，需要预估混凝土的温度变化和应力变化，以确定养护措施、分层厚度、浇筑温度等施工措施，从而指导施工。
3C30承台大体积混凝土裂缝控制的施工计算
3.1，相关信息:
3.1.1，配合比
水泥、粉煤灰、砂、碎石、水、NNO-ⅱ减水剂。
369:50:677:1148:176:3.66
1:0.136:1.835:3.111:0.48:1%
3.1.2，材料:
水泥:腾辉F.032.5水泥。
砾石:草街连续级配砾石(5~31.5mm)
混合中砂:机制砂40%，运河细砂60%。
粉煤灰:华能电厂二级粉煤灰。
外加剂:大华NNO-ⅱ缓凝减水剂。
3.1.3，气象数据
相对湿度为80 ~ 82%；年平均气温17.5~17.6℃，最高气温40.5℃，酷暑期(5 ~ 9月)平均气温20℃。
3.1.4，自动加药机投料，装载机投料，搅拌站集中搅拌，混凝土输送泵输送混凝土入模。
3.2.混凝土的最高水化热温度和3d、7d水化热的绝热温度。
c = 369kg/m3；粉煤灰32.5水泥:水化热Q7d=257J/kg，Q28d=222J/kg(数据由腾辉水泥厂提供)；c = 0.96j/kg . k；ρ= 2400千克/立方米.
3.2.1，混凝土的最高水化热的绝热温升
tmax = CQ/cρ=(366 * 257)/(0.96 * 2400)= 40.83℃
3.2.2三维绝热温升
t(3)= 40.83 *(1-e-0.3 * 3)= 24.23℃
δT(3)= 24.23-0 = 24.23℃
3 . 2 . 3 7d绝热温升
t(7)= 40.83 *(1-e-0.3 * 7)= 35.83℃
δT(7)= 35.83-24.23 = 11.6℃
(4)绝热温升4)15d
t(15)= 40.83 *(1-e-0.3 * 15)= 40.38℃
T(15)=40.38-35.83=4.55℃
3.3、混凝土各龄期收缩变形值的计算
εy(t)=εy0(1-e-0.01t)* m 1 * M2 *……* m 10
查表:M1=1.10，M2=1.0，M3=1.0，M4=1.21，M5=1.2，M6 = 1.11(1d)，1
有:m 1mm 23m 4m 5m 7m 8m 9m 10。
=1.10*1.0*1.0*1.21*1.2*0.7*1.4*1.0*0.895=1.401
3.3.1和3d收缩变形值
εy(3)=εy0*(1-e-0..03)*1.401*M6
=3.24*10-4*(1-e-0..03)*1.401*1.09=0.146*10-4
3.3.2、7d收缩变形值
εy(7)=εy0*(1-e-0..07)*1.401*M6
=3.24*10-4*(1-e-0..07)*1.401*1.0=0.307*10-4
3 . 3 . 3 15d收缩变形值
εy(15)=εy0 *(1-e-0.15)* 1.401 * M6
=3.24*10-4*(1-e-0..15)*1.401*0.93=0.588*10-4
3.4、混凝土收缩变形换算成等效温差。
3.4.1、3d
t(y)(3)=-εy(3)/α=(-0.146 * 10-4)/(1.0 * 10-5)=-1.46℃
3.4.2、7d
t(y)(7)=-εy(7)/α=(-0.307 * 10-4)/(1.0 * 10-5)=-3.07℃
15d
t(y)(15)=-εy(15)/α=(-0.588 * 10-4)/(1.0 * 10-5)=-5.88℃
3.5.不同龄期混凝土模量的计算E (t) = EC * (1-E-0...09吨)
3.5.1，3d年龄
e(3)= 3.0 * 104 *(1-e-0..09*3)
= 7.1 * 103牛/平方毫米
第7天年龄
e(7)= 3.0 * 104 *(1-e-0..09*7)
= 1.40 * 104牛顿/平方毫米
3.5.3，15d年龄
e(15)= 3.0 * 104 *(1-e-0..09*15)
= 2.22 * 104牛顿/平方毫米
3.6、混凝土温度收缩应力计算
混凝土强度换算f(n)=f(28)*lgn/lg28，混凝土抗拉强度ft=0.23*f2/3cu对于C30混凝土f(28)=15N/mm2。
3d年龄:f(3)= f(28)* lg3/lg28 = 15 * lg3/lg28 = 8.76n/mm2。
ft = 0.23 F2/3(3)= 0.23 * 4.952/3 = 0.668牛/平方毫米
7d年龄:f(7)= f(28)* lg7/lg28 = 15 * lg7/lg28 = 8.76n/mm2。
ft = 0.23 F2/3(7)= 0.23 * 8.762/3 = 0.98牛顿/平方毫米
由于7月份浇筑承台混凝土时温度较高，故假定入模温度To=30℃，Th=25℃。
3.6.1，3d年龄:H(t)=0.57，R=0.35，V=0.15。
δT = To2/3T(T)Ty(T)-Th = 302/3 * 24.231.46-25 = 22.61℃
σ=-(7.1*103*10*10-6*22.61*0.57*0.35)/(1-0.15)
= 0.377牛顿/平方毫米<(0.668/1.15)= 0.581牛顿/平方毫米
3.6.2，7龄:H(t)=0.502，R=0.35，V=0.15。
δT = 302/3 * 35 . 833 . 07-25 = 31.96℃
σ=-(1.4*104*10*10-6*31.96*0.502*0.35)/(1-0.15)
= 0.93牛顿/平方毫米< 0.98牛顿/平方毫米
抗裂安全系数:k = 0.98/0.93 = 1.05
4、裂缝控制施工技术措施
由以上分析可知，7d龄期时，承台基础抗裂安全系数k略小于1.15，此时混凝土可能出现裂缝。因此，在配合比设计、混凝土施工工艺和养护期等方面应采取一定的措施来减小混凝土表面与内部的温差，使混凝土表面与内部的温差小于25℃，σ/(1采取以下措施:
4.1.采用双掺技术，掺入粉煤灰和NNO-ⅱ缓凝减水剂，粉煤灰采用超量取代法掺入。减水剂的缓凝时间为15小时(根据实验室测定结果)，延缓了混凝土的初凝时间和混凝土水化热峰值的出现。
4.2.通过技术性能比较，石灰岩碎石线膨胀系数小，弹性模量低，极限拉伸值大。据相关资料显示，在相同温差下，温度应力可降低50%，可提高混凝土的抗拉强度。因此，粗骨料选用石灰石碎石。控制骨料(砂、石)的含泥量，以减少混凝土的收缩，提高极限拉力。
4.3、严格控制混凝土入模温度在30℃左右。选择傍晚开始浇筑承台混凝土，并洒水覆盖粗骨料；施工现场设置遮阳设施，搭建彩条布棚，避免阳光直射；向水箱中加入冰块，降低混合水的温度；基坑内设置大功率风机，用于通风散热。
4.4.冷却管应埋置六层，每层冷却管应配备一台潜水泵。当第一批混凝土开始凝固时，由专人负责向冷却管注入冷水进行冷却。冷却水的流量应大于1.5l/min，冷却水应为嘉陵江水，并保持7天。通过冷却和排水，带走混凝土体内的热量。许多工程实践表明，这种方法可以降低大体积混凝土体内的温度3~4摄氏度。
4.5、浇筑混凝土时，采用薄层浇筑，浇筑过程中控制混凝土均匀，避免混凝土拌合物堆积过高，混凝土的分层厚度控制在20~30cm。
4.6.设置10插入式振捣器加强振捣，以获得密实的混凝土，提高密实度和抗拉强度。浇筑后及时排除表面水，进行二次抹灰，防止早期收缩裂缝。
4.7、混凝土浇筑后，搭设遮光布棚，避免阳光曝晒在承台表面。
4.8.混凝土浇筑后，在混凝土表面覆盖土工布保温，并洒水养生，使混凝土慢慢降温干燥，减小混凝土内外温差。
4.9混凝土浇筑后，每2小时测量一次冷却管出口水温和混凝土表面温度。如果温差大于20℃，及时调整维修措施，如加快冷却水的循环速度，以控制温差小于25℃。
5.温度监控
承台混凝土的浇筑温度为30℃ ~ 34℃。1.5d后，中心温度达到50℃，温度上升到20℃。3d后，中心温度达到57℃ ~ 60℃，温度上升到27℃ ~ 30℃。10 ~ 12d降温阶段后，中心温度基本稳定。
承台中心和侧面的最大温差为65438±00℃，承台中心和表面的最大温差约为65438±07℃。因此，在养护阶段，必须对承台表面采取保温措施，延缓承台表面的降温速度，减小温差。
6.结束语
通过提前进行裂缝控制验算，周密考虑裂缝控制方案，成功控制了承台裂缝。施工后，检查承台混凝土表面整体光滑，无收缩裂缝。从本工程的裂缝控制来看，裂缝控制应以合理的结构设计为基础，从合理的选材入手，提前检查裂缝控制情况，采取适当的控制措施，才能达到真正的裂缝控制。
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