大体积混凝土温度控制技术研究
2020-07-11
来源:欧得旅游网
・1l2・ 第38卷第26期 2 0 1 2年9月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vo1.38 No.26 Sep. 2012 文章编号:1009—6825(2012)26—01 12—04 大体积混凝土温度控制技术研究 李润成 (山西省交通科学研究院,山西太原030006) 摘要:结合混凝土的物理和热学性能常规试验,以具体工程为例,针对大体积混凝土结构内部的温度分布状态进行了分析,并根 据分析结果提出了相应的温控标准和温控措施,以指导大体积混凝土施工。 关键词:大体积混凝土,温度控制,养护措施 中图分类号:TU755 文献标识码:A 大体积混凝土在桥梁墩台工程中应用广泛。其施工的特点 1 工程概况 在于:施工周期长,可能经历一年中最高温和最低温季节;结构尺 本文以结构尺寸为15 m x30 m×17.5 m的大体积混凝土为 寸长,浇筑方量大;泵送混凝土施工,胶材用量高,水化热温升大, 例,该结构分9层浇筑。施工中采用C40混凝土分层进行浇筑, 易产生温度裂缝 。对大体积混凝土而言,造成混凝土开裂最 每层一次浇筑,两层之间浇筑间隔时间为7 d。 主要的原因是由干缩和温度应力引起的 J。由于水泥和水之间 1.1分层及冷却水管布置 发生复杂的化学物理变化,新的生成物导致了 昆凝土的凝结和硬 本文主要以锚碇中单个锚块单个锚体锚块结构尺寸为 化。在大体积的混凝土浇筑施工后,水泥在水的激发下水化放 15 m x 30 m×17.5 m,采用CA0混凝土,分9层浇筑,每层一次 热,将逐渐经历诱导期、升温期、降温期以及稳定期这四个阶段, 浇筑。 在此过程中混凝土的体积也随着构筑物温度的升降而产生一定 将冷却水管分为1层或2层布设在每层混凝土内部。其中冷 的膨胀或收缩变形,当周围条件的约束限制各块混凝土体积的自 却水管直径为40 mm的薄壁钢管,同一层冷却水管的水平间距为 由胀缩变化时,就在结构内部会产生一定程度的温度应力 。 1 m,这些冷却水管与混凝土结构的侧面距离应该大于1.0 m。为 为此,本文根据混凝土的物理和热学性能常规试验,计算了大体 保证降温效果,每根冷却水管的长度最好不要超过200 m。同时, 积混凝土结构内部的温度分布状态,并根据分析结果提出了相应 冷却水管的进、出水口位置应该集中布置、统一管理,并标识清 的温挖标准和温控措施,以防出现有害温度裂缝。 加压力95巴、运行压力120巴~220巴。 楚。水管由离心泵供水。冷却水管的平面、立面布置图见图1。 辊胎的内径用内径千分尺进行检查,分度值为0.002 mm,外径千 分尺适合此辊芯的国家标准外径千分尺为1 000 mm一1 500 into, 6质量控制 6.1 质量控制标准和规程规范 GB 50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准;GB 50231— 2009机械设备安装工程施工及验收规范;GB 50236—201 1现场设 分度值为0.01 nun,分度值太大,采用设备自带专门测量辊芯的工 具,测量分为上、中、下三部分,每部分又分为A,B,C三点,测量数 据取平均值,测量的结果符合设备技术文件要求。辊胎的加热采 加热到要求温度后进行组装。 备、工业管道焊接工程施工及验收规范;GB 50303-2002建筑电气 用液化气燃烧器进行加热,5)辊子的运输及安装:运输辊子时,为防止轴承局部受力,损 工程施工质量验收规范;GB 50150-2002电气设备交接试验标准; GB 50276.98破碎、粉磨设备安装工程施工及验收规范。 伤轴承,根据轴承座的尺寸,利用轴承座的螺栓孔,加工专用吊装 6.2 关键部位的质量控制措施 1)安装前应对高压辊磨机基础进行严格检查。 2)根据制造厂提供的垫铁布置图,在基础上划出垫铁的位 置;且挚铁安装符合规范要求。 3)高压辊磨机基座、机架安装:基座与机架之间的间隙、机架 的水平度进行检查,所测数据符合设备技术文件要求。 梁,这样就能把辊子的两个轴承座连接成一个混体,使轴承座受 垂直力。 6)行星齿轮安装:根据辊子辊颈轴颈的水平度偏差调整行星 齿轮的水平度偏差,利用三个吊链进行调整。 7)二次灌浆:高压辊磨机精平完成后,进行二次灌浆,对高压 辊磨机机体基板、电机基板等底座浇灌高强度无收缩水泥并捣 4)辊胎与辊芯组装:组装前先测量辊胎的内径、辊芯的外径, 实。二次灌浆工作必须一次连续做完,不允许中断多次进行。On installation construction technique of high・pressure roller mill ZHANG Wei XU Peng (Equipment Installation Engineering Co.,Ltd of Shannxi Construction Engieerning Group,Xi’an 7 10000,China) Abstract:The paper introduces the features of the installation pmjects of the high—pressure miler mill and its craft principle,mainly illustrates the technical points for the kev pIT)cedures,such as the foundation acceptance,the installation of the base and the flame,the installation of bear- ings,the secondary grouting,the debugging,and the trial run,and points out respective quality control measures,SO as to provide some refer— ence for similar projects in future. Key words:high—pressure roller mill,foundation acceptance,bolt,bearing,secondary grouting 收稿日期:2012—06-26 作者简介:李润成(1978一),男,工程师 第38卷第26期 2 0 1 2年9月 李润成:大体积混凝土温度控制技术研究 ・l13・ 良、高效的,同时尽量减少拌和的用水量。 2.2.2 混凝土浇筑温度的控制 降低混凝土的浇筑温度是控制混凝土开裂破坏的重要途径。 混凝土的人模温度最好能控制在25℃之内,不应当高于28 , 应视气温不同而进行调整。通常可采取的温控措施有如下几种: 1)水泥在使用前应当采取散放等措施充分冷却降温,务必保证其 a)第1层~第9层冷却水管平面布置 混凝土浇筑预计历时2个月,从4月份~6月份,浇筑温度应 合理进行施工组织设计,特别是在炎热天气时,大体积混凝土应 图1水管平面及立面布置图(单位:m) b)冷却水管立面布置图 在施工期间的实测温度不得高于50 oc。2)为保证混凝土在入模 前模板温度、钢筋温度和附近局部的空气温度不得高于40℃,应 该按25℃计算。砉 在计算过程中,按顶面蓄水0.15 m深的情况考虑,经热工计 算可以得到结构侧面的保温系数为840 kJ/(m2・d・oC),顶面的 保温系数为1 200 kJ/(m2・d・℃)。 在进行热工计算时,8 6 4 考虑冷却水管的降温效果。单个锚块混 2 凝土中共布设17层,1,4o mm的黑铁管,冷却水管水平间距为 1.0 m,锚块连接处共布设17层黑铁管。这些冷却水管的水平间 T 距为1.0 m。经估算,对于锚块强度等级为C40的混凝土而言,绝 热温升37.9 oC。 在施工过程中,应严格控制混凝土的浇筑温度、问歇期以及 结构的内表温差,采取有效的温度控制措施,以避免锚块混凝土 产生温度裂缝。 1.2冷却水管埋设及测点布置 1)当混凝土浇筑到各层冷却水管的标高之后,开始通水,通 水持续时间为10 d~15 d,具体需要多久时间应根据实测的温度 数据来确定。而通水流量应不小于25 lMmin;2)当混凝土采用分 层浇筑时,在上层混凝土浇筑施工结束后,结构物底层混凝土的 顶面处的冷却水管应立即进行通水,以降低混凝土的温度回升幅 度;3)对进出水温度应进行严格控制。在保证冷却水管的进水温 度和混凝土结构内部的最高温度之差不高于25℃的条件下,冷 却水应当尽量采用适宜的温水或者循环水;4)冷却水管停止使用 后,应采用C35水泥砂浆进行封闭灌浆。 冷却水管埋设及测点布置图如图2所示。 测点布置线 混凝土分层线 在夜间浇筑比较合适。3)为降低浇筑温度,可采用冷却系统对拌 和所用的自来水进行冷却,或者通过加入冰块降低温度。4)在高 温天气下需要加快运输效率,提高人仓速度,尽量减少混凝土的 冷量损失。5)将砂石料的堆存高度增加到6 m~8 m以上,并采 取适当的覆盖遮阳措施,使用时应尽量从靠近地表或者地表以下 (料堆底层)取料。6)用草袋为混凝土泵管遮阳,并及时洒水降 温。7)采用遮阳隔热方法给运输车降温。 2.3 大体积混凝土温度以及内表温差控制措施 对于大体积混凝土来说,在降温阶段气温较低时,或者突然 遭遇大风降温、混凝土的内表温差高于20℃,这样的情况就必须 对大体积混凝土结构加强保温养护措施。 夏天应控制混凝土浇筑温度不超过25℃。同时,由于水泥水 化热引起的温升效应,需要采取有效的降温措施来尽可能地降低混 凝土结构内部温度,使混凝土的内外温差控制到不大于25℃。 层与层之间的混凝土浇筑间隔时问控制按前次浇筑混凝土 核心温度与其表面温度差应小于20℃,同时已浇筑混凝土的强 度应大于其设计强度的50%。 冬季控制浇筑温度不低于10℃,可通过加热拌合水达到要求。 对于暴露于大气中的新浇混凝土结构的表面,应当及时进行 水膜养护。混凝土上表面尽可能采用蓄水养护,立面混凝土拆模 宜使用自动喷水系统不问断喷水,人工洒水易造成混凝土表面干 湿循环,产生干缩裂缝。 2.4养护措施 混凝土养护工作一般包括湿度和温度两个方面。施工养护 过程中的温度和湿度养护质量,在很大程度上能影响到混凝土结 构表层的抗裂性和耐久性能。通常可采用如下措施:1)在混凝土 结构浇筑完毕的12 h一18 h左右,应及时开展养护工作;对于炎 热干燥的天气情况,还应当提前进行养护。一般而言,掺粉煤灰 的混凝土养护时间不得少于21 d,而普通混凝土的养护时间不得 少于14 d;2)可以采用覆盖湿麻袋或湿土工布养护,并配合经常 洒水,使混凝土的表面处于湿润状态;3)夏季气温高时采用表面 流水方法冷却混凝土,在混凝土终凝并凿毛后即开始流水,在混 凝土表面形成流动的水层,水层厚2 mm~8 mm,水流速度不大于 0.8 m/s。 在施工过程中,应严格遵照JTJ 04189公路桥涵施工技术规 范要求的结构厚度、工艺顺序和方向操作。大体积混凝土结构物 的温度、应力状态受外界温度、湿度、现场施工条件、原材料品质 等因素的影响,其发展过程是一个相当复杂的问题。下面通过实 测数据了解混凝土的温度变化情况。 3实际测量结果分析 每层浇筑间隔时问为7 d,大体积 昆凝土浇筑时,选择有代表 性的第1层、第3层、第5层、第7层、第9层温度实测值,列入图3~ 图7。 从以上实测温度曲线可知,温度在第2 d,3 d达到高温之后 ・114・ 第38卷第26期 2 0 1 2年9月 山 西 建 筑 缓慢下降。随着层数的增加,下面已浇筑的混凝土达到一个稳定 温度高,外界温度高时钢模的外表皮温度比木模高,因此可以根 值时变化十分缓慢,几乎不变,而上部新浇筑的混凝土最高温度 据施工时节不同选用木模和钢模。 3b, 聪 、 聪 、 膜 均比下面已浇筑的混凝土的最高温度要高,所以,在施工开始直 至施工结束时,要确保每一层的水管都能顺利通水且有足够的接 \世 跟 入水管,根据实测温度做出相应措施,保证温差控制在25℃内。 时程,h a)第1层温度变化曲线 一内外温差 时程,h b)第1层内外温度差变化曲线 圈3第1层温度曲线及内外温差曲线 、 3一内 3一外 时程/h a)第3层温度变化曲线 时程,h b)第3层内外温度差变化曲线 圈4第3屡温度曲线及内外温差曲线 时程,}l a)第5层温度变化曲线 内外温差 时稚 b)第5层内外温度差变化曲线 图5第5层温度曲线及内外温差曲线 同时,通过采取相应的温度控制措施,各层内外温差均控制 在25℃内,这说明以上温度控制是可行的。从第3层温度变化 线看出,3一外一木曲线(外模采用木模)与3一外一钢(外模采用 钢模)温度差2 oC一3℃,外界温度降低时木模外表皮温度比钢模 时程,h a)第7层温度变化曲线 25 20 15 内外温差 l0 5 时程儿 b)第7层内外温度差变化曲线 图6第7层温度曲线及内外温差曲线 、 时程/h 1f)第9层温度变化曲线 内外温差 B, ̄Jh b)第9层内外温度差变化曲线 图7第9层温度曲线及内外温差曲线 4结语 1)对于大体积混凝土,当浇筑8 h左右时,温度一般在30 左右,可以试通水,测一下水温。通水时尽量不要停止,这样温度 达到峰值温度会比间断通水时达到的峰值低,且要根据测得表皮 温度与内部温度,保证内外温差不超过25℃时,对现场温度采取 相应的控制措施。 2)随着层数的增加,下面已浇筑的混凝土会对上部新浇筑的 混凝土有一定的影响,下面已浇筑的混凝土达到一个稳定值时变 化十分缓慢,几乎不变,而上部新浇筑的混凝土最高温度均比下 面已浇筑的混凝土的最高温度要高,所以,在施工开始直至施工 结束时,要确保每一层的水管都能顺利通水且有足够的接入水 管,根据实测温度采取相应措施,保证温差控制在25℃内。 3)由于钢模受外界温度影响较大,即降温快升温也快,而木 模受外界温度影响较小但变形较大,因此,在选择外模时可以根 据需要选取。 参考文献: [1] 朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中 国电力出版社,1999. f2] 冯乃谦.混凝土结构的裂缝与对策[M].北京:机械工业出 版社.2006. [3] 蒋家茂,许若.大体积水泥混凝土结构浇筑施工温度裂缝 防控初探[J].公路交通技术,2006(3):94-95. 第38卷第26期 2 0 1 2年9月 文章编号:1009・6825(2012)26—0儿5—02 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vo1.38 No.26 Sep. 2012 ・115・ 泥水平衡顶管法施工及在鲅鱼圈输水管线应用 刘振华 蒋正球 石 雷 (1.中建五局土木工程有限公司,湖南长沙410004;2.东北大学资源与土木学院,辽宁沈阳110819) 摘要:论述了泥水平衡顶管法的施工原理,对该顶管法的施工技术及问题处理措施进行了详细阐述,结合鲅鱼圈等沿海地区市 政输水管线中顶管法的逐步应用,对鲅鱼圈输水管线顶管法的工作井等方法进行了总结,以期为类似工程提供指导。 关键词:输水管线,泥水平衡顶管法,施工技术,工作井 中图分类号:TU990.3 文献标识码:A 0引言 作,保证施工质量。 近些年来,随着城市的快速发展,市政工程越来越多。市政 2工程概况及施工环境 本工程为营口市鲅鱼圈区大伙房输水配套工程(BT项目)—— 工程的质量和安全对于居民的生活和工作、工业生产等起着十分 2.1 工程概况 重要的作用,尤其是被称为“生命线”工程的输水管线工程,更是 起着不可替代的作用。所以市政输水管线的施工质量就显得尤 新建一座配水厂,配水规模10.0万m /d,占地2.134 3 hm ,其中 为重要。由于管线工程具有线路长等特点,所以其跨越的地域范 新建容积为1 m。的清水池2座,加压泵站1座,办公楼及附属用 围比较广,遇到的地质环境也比较复杂,特别是需要穿越一些公 房3 000 m ,配水管道工程DN600 mm~DN1 100 mm的城市配水 路、桥梁等既有建筑物,这时就需要选择科学合理的施工工艺。 管网19.6 km。管线工程按逆水流方向(末端至起端)分成A段, 本文依托鲅鱼圈输水管线工程,分析管线穿越公路时不同工 B段,C段及D段。其中A段为青龙山大街段(红海河南600 m 艺的优缺点,详细介绍本工程施工工艺,可供类似管线工程参考。 至鱼跃龙腾广场北500 m)、B段为青龙山大街至水厂段(鱼跃龙 1 泥水平衡顶管法原理 1.1 泥水平衡顶管法原理 腾广场北500 m至水厂,途经青龙山大街、沙河大街、北一路及平 安大街至水厂)、C段为平安大街段(黄河路至北一路段)及D段 通常把用水力切削泥土,采用机械切削泥土而采用水力输送 为平安大街段(滨湖南路至北一路段)。弃土,同时有的利用泥水压力来平衡地下水压力和土压力的这一 2.2施工环境 鲅鱼圈区位于辽东半岛中部的渤海之滨,坐落在营口市南端 类顶管形式都称为泥水平衡顶管施工…。 北距沈阳210 km,南距大连170 km。施工地段位于青龙山 泥水平衡顶管法的基本原理就是在掘进机的泥水舱充满含 50 km,平安大街、沙河大街、北一路干道一侧,交通方便。 有一定量的粘土的具有一定相对密度的泥浆水,并且对它施加一 大街非机动车道,定的压力,这样的结果就是泥浆水在挖掘面上形成泥膜,可以防 管道铺设段地形多为低山地带,地势起伏较小,多为亚粘土 有部分岩石、淤泥基础,地面标高为15 m~26 m,管线经过 止地下水的渗透,还可以平衡地下水压力的同时平衡土压力。基 结构,于泥水平衡原理,在市政管道施工实际工程中严格控制土压和顶 地段地层较为复杂。地下水多属上层滞水,地下水含量并不丰 进速度非常关心。避免不必要的诱发灾害发生。 富,仅在局部地段有地表水径流区水量偏大。 1.2泥水平衡顶管法施工关键 “低速顶进,压住机头,克服上翘,防止地面隆起”是实现安全 3施工工艺比选 市政管线工程被称为“生命线”工程,施工质量对于整个工程 顶进的关键 。所以对其施工过程中的关键技术控制至关重要, 质量起着十分重要的作用,特别是当管线穿越公路等原有结构物 其中的关键技术如下:土压力和推进速度是互相制约的,通过调 时,所以就需要选择科学合理的施工工艺。 节推进速度来控制土压力。采用注浆减阻,从而达到改良土质和 管线穿越公路的施工工艺主要有明挖法和顶管法两种,下面 降低顶力的效果,实现安全顶进。 是影响泥水平衡顶管法施工效果的因素。一定要按技术规程操 [4] 刘家彬,郭正兴,等.润扬长江大桥南锚碇超大体积混凝土 就详细介绍两种施工工艺的优缺点,最后根据施工工艺的特点, 1)明挖法。明挖法是先从地表向下开挖基坑或堑壕,直至设 温控技术[J].建筑技术,2003(t):41—43 操作员熟练操作和及时排查设备故障、清除地下障碍物等都 并结合施工环境等因素选择一种科学合理的施工工艺。 Research on massive concrete temperature control technology LI Run・cheng (Shanxi Academy ofTrafic Science,Taiyuan 030006,China) Abstract:Integrating with physical and thermal concrete performance tests,taking specific engineering as an examplehe paper analyzes inter- ,tnal temperature distibutiron condition of massive concrete structure,and puts forward corresponding temperature controlling criteria and tempera. tare controlling measures according to the analysis results,SO as to guide massive concrete construction. Key words:massive concrete,temperature control,maintenance measure 收稿日期:2012—07.02 作者简介:刘振华(1985.),男,助理工程师