DB34/T 3351-2019 桥梁塔柱大体积混凝土温度控制指南
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4.4.1用于塔柱的关键温控指标包括从温度峰值降至准稳定温度状态的温差值、温度峰值、入模温度、 温升速率、降温速率、内表温差、表面与环境温差,并应提供停止保温的控制指标和时机;对于采用水 管冷却措施的塔柱,尚应控制冷却水管水温、冷却水管出入口水温温差指标,并提供停止通冷却水的控 制指标和时机。
却措施的塔柱,尚应控制冷却水管水温、冷却水管出入口水温温差指标,并提供停止通冷却水的 和时机。 应控制温度峰值降至准稳定温度状态的温差指标△T,指标限值[△刀根据内部最大拉应力的 果进行确定,指标限值及计算需满足式(1)~(2)的要求:一般情况下,△7不宜大于45℃
△T ≤[T] α([AT]) = A K
式中: ([) [△刀对应的内部最大拉应力; 混凝土劈裂抗拉强度; K—抗裂安全系数。
4.4.3应控制温峰指标Ta,温峰指标按式(3)计算,且不应大于75℃。
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Tmx ≤[△T] +T.
4.4应控制入模温度指标T,入模温度指标按式(4)计算;对于采用水管冷却措施的塔柱,入 指标按式(5)计算:且入模温度不应高于28℃
式中: Tabs——绝热温升; △T一冷却水管降温量值。 4.4.5升温期间应控制温升速率指标,指标限值应由计算分析确定;一般情况下,温升期间的最大温 升速率不宜大于3℃/h。 4.4.6降温期间应控制内部降温速率指标,指标限值应由计算分析确定;一般情况下,内部最大降温 速率不宜大于2℃/d。 4.4.7升温与降温期间应控制内表温差指标,指标限值应由计算分析确定;一般情况下,内表温差不 宜大于25℃。 4.4.8升温与降温期间应控制表面与环境温差,指标限值应由计算分析确定;在合模或者无风条件下, 表面与环境温差指标限值不宜大于15℃。 4.4.9为避免塔柱表面受冷激影响,应控制带模或保温时长满足要求。当塔柱表面与环境气温温差不 大于15℃时,可拆模或停止保温;温差计算中,气温应以夜间的最低气温计入。 4.4.10对于采用水管冷却措施的塔柱,其相关温控指标应按如下要求进行控制: a)升温与降温期间应控制距离水管管壁10cm位置的混凝土与冷却水的温差指标,指标限值应 由计算分析确定,且不宜大于25℃; b) 升温与降温期间应控制水管出水口与入水口的水温温差指标,指标限值应由计算分析确定,且 应符合式(6)的规定。
式中: Tro 出水口水温; Tpi 入水口水温; c) 停水时机由计算分析和实际监测结果综合分析确定,一般情况下可参照表1的限值执行
表1停水时对应的温差指标
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5.1.1温控措施应按照有效、经济、便于操作的原则,根据工程环境条件、结构形式、施工方案及温 控指标综合制定
5.1.2温控措施主要包含混凝土入模温度控制、混凝土浇筑、内部温度控制、表面保温与养护等。 5.1.3 塔柱在进行温度控制的同时,应加强混凝主施工质量控制,保障混凝土品质。 5.1.4 现场应对气温骤降、设备故障等突发情况做好应急预案,确保温控全过程稳定实施。 5.1.5 当出现以下情况之一时,宜采用水管冷却措施: a) 内部最高温度超过75℃; 表面采取温控措施后,内表温差仍超过25℃; c)内部温度过高导致抗裂安全系数小于1.4
a) 采用遮阳或冷冻骨料的方式降低原材料温度; b) 水泥采用搁置、遮阳等方式降温,温度宜控制在55℃以下; c) 加入冰屑降低拌合水的温度,冰屑厚度不应超过2mm; d) 对混凝土运输、泵送设备进行遮阳、隔热或酒水降温; e 作业面上方采取遮阳措施。 5. 2. 3 冬季施工应控制入模温度不应低于5℃,如不满足要求宜采用如下措施进行控制: a) 对骨料、水泥等原材料进行保温; b) 对拌合水进行加温; c) 对作业面进行保温。
5.3.1应合理安排两节塔柱混凝主的浇筑间款期,宜按照不大于10d进行控制。 5.3.2在上层混凝土浇筑前应对下层混凝土的顶面作凿毛处理,去除表层砂浆,露出粗骨料,并清洗 干净。 5.3.3塔柱混凝土应分层浇筑,分层厚度不宜大于300mm。 5.3.4混凝土应浇筑连续,且应在初凝前浇筑完毕。 5.3.5混凝土应布料均匀,控制其倾落高度不超过2m,确保混凝土不离析,且不得用振捣棒赶料。 5.3.6 顶面混凝土初凝前宜进行二次振捣,收浆后覆盖保湿养护。 5.3.7 合理安排浇筑时机,应避免在极端不利气象条件下施工,夏季宜选择温度较低的时段浇筑混淡 土。
5.4.1塔柱内部最高温度宜选取如下措施控制 a)降低入模温度:
.1塔柱内部最高温度宜选取如下措施控制: a)降低入模温度:
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b)掺入缓凝型高效减水剂,延长混凝土凝结时间; c)合理确定塔柱分节高度; d) 采用水管冷却或其他有效措施。 5.4.2 冷却水管的布设以及控制方法应按如下规定执行: a) 保持每根水管长度相当、流量均匀,应采用分水器控制流量; b) 按照出水口与进水口水温温差指标控制单根水管长度,且单根长度不宜超过120m; c) 水管宜采用内径25~50mm的金属管,水管层间与层内中心间距0.5~1.5m,水管宜采用梅 花形或“井”字形布置;水管内径与间距宜按照表2进行初步选用,且选用小管径密集布置方 式,并布置均匀,经计算确定最终水管布置方式:
d)应保障供水设备运转正常; e) 应规划合理的排水路径,避免冷却水污染塔柱表面; f) 昼夜温差较大或气温骤降时应对水箱进行保温,以保障水温稳定;水流速不宜小于0.65m/s 冷却水管安装完毕、混凝土浇筑前,应进行通水试验,水管系统不应漏水;混凝土浇筑覆盖冷 却水管前应开始通水冷却。 h) 内部降温速率在大于本文件第4.4.6条规定的指标限值要求时,可采取降低水管内的水流速、 对冷却水进行主动加温等措施;内部降温速率过低时,可适当增大水流速。 1) 停水后,应及时对水管进行压浆封堵,压浆材料应选用不低于塔柱混凝土设计强度等级的微膨 胀无收缩灌浆料,灌浆料应符合GB50448的规定。
5.5表面保温与养护控制
5.5.1应按照本文件第4.4.6~4.4.9条规定的温控指标制定表面保温措施,设专人负责养护工作,根 据测试数据及时调整保温、保湿等养护措施,避免产生温度及干缩裂缝, 5.5.2表面保温可采用下列规定的措施,也可组合实施: a)宜采用保温较好的木模板; b)对于顶面,可采用蓄水、覆盖等保温与保湿措施; c)宜在爬模四周围裹防风设施,形成遮风保温小环境。 5.5.3对于内部无主动冷却措施的塔柱,在内部降温速率大于本文件第4.4.6条规定的指标限值要求 时,可采取表面保温措施,降低热量流失速度。 5.5.4对于内部无主动冷却措施的塔柱,内部降温速率过低时,可采取增加表面散热的方式进行降温 但降温速率、内表温差以及表面与环境温差分别不得超过本文件第4.4.6条、第4.4.7条的规定。 5.5.5表面降温过快时,可采用如下措施进行控制:
5.5.1应按照本文件第4.4.6~4.4.9条规定的温控指标制定表面保温措施,设专人负责养护工作,根 据测试数据及时调整保温、保湿等养护措施,避免产生温度及于缩裂缝,
将塔柱围裹,形成密闭空间进行防风
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b)在围裹内部,可采用加热设备进行加温,并加强混凝主的保湿养护; c)在表面覆盖保温层进行保温。 5.5.6表面降温过慢时,可以将模板松开5~10mm,采用温水滴灌加速降温,通过控制水温及流量, 控制内表温差和降温速率满足要求。 5.5.7边角等降温敏感区域,应加强保温防风措施。 5.5.8应封堵竖向孔洞及内腔,避免烟窗效应。 5.5.9当采用养护剂对混凝土进行养护时,所使用的养护剂应不会对混凝土产生不利影响,且应通过 试验验证其养护效果,
5.5.10表面的防风以及保湿养护时间不宜少
6.1.1塔柱施工过程中应对混凝土入模温度、内部温度、表面温度、环境温度进行监测,对 管冷却措施的塔柱,应监测水管进出口的水温,并按本文件第5.3条规定的相应指标开展现 6.1.2塔柱可对开裂敏感部位进行应变监测,敏感部位包括下列部位: a)内部两层混凝土结合面区域; 表面中央区域、边角区域以及孔洞口区域; c)冷却水管周围混凝土区域
6.1.1塔柱施工过程中应对混凝土入模温度、内部温度、表面温度、环境温度进行监测,对 管冷却措施的塔柱,应监测水管进出口的水温,并按本文件第5.3条规定的相应指标开展现场
a)内部两层混凝土结合面区域; b)表面中央区域、边角区域以及孔洞口区域 c)冷却水管周围混凝土区域
内部两层混凝土结合面区域; 表面中央区域、边角区域以及孔洞口区域; C 冷却水管周围混凝土区域,
6.2.1测温元件性能应满足表3的要求
表3测温元件性能指标
6.2.2测温元件的布置应满足如下要求
2.2测温元件的布置应满足如下要求: a) 测温元件应根据温度分布以及温控指标检验的需求进行确定,且需考虑施工中存在的测温元件 损坏情况进行加密; 测温元件应在内部最高温、表面最高温、表面最低温等关键测区进行布置;对于采用水管冷却 措施的塔柱,内部水管周围应布置测温元件: c) 对于厚度变化较大的节段,应分别选择关键测区布置测温元件; d) 同一节段中测区应具有一定密度,其中内部测区不宜少于5个/节段,表面测区不宜少于3个 面,每个测区布置1个测温元件; e 宜选择2~3个内部测区,在相同位置补充1个测温元件进行加密: f) 对于采用水管冷却措施的塔柱,应在最长水管的出、入水口各布置1个测温元件,对出、入水 温进行监测:
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) 应对大气温度及保温层环境温度进行监测 h 应加强测温元件及线缆的保护,线缆可集中布设在角钢或钢筋下方,且测温元件与钢筋等金属 体之间应绝缘: 测温元件安装位置应精确,内部安装误差不应大于50mm,表面安装误差不应大于10mm。 .2.3 混凝土浇筑前,应对测温元件进行检查,确保温度测试的稳定与可靠。 6.2.4温度控制过程中,现场应加强对外露的测温元件及线缆的保护工作。
6.3.1宜采用无线传输设备,对温度进行全天候监测,监测频率宜不低于1次/h。 6.3.2冬季宜适当提高测试频率,并对大气降温进行预测,做好应急各项措施准备工作。 6.3.3温度采集应按照本文件第4.4条规定的各项指标进行检验,并设置预警值,当监测指标超过预 警值时自动发出警报,并及时调整和优化控制措施,指标检验及预警值设置宜按照表4的规定执行。
表4指标检验与预警值
5.3.4温度监测期间,宜根据实际温度情况对计算模型进行实时更新,并以此预测温度以及应力发展 情况,动态调整控制指标,实现精准控制。 6.3.5温度监测应在浇筑前开始,在混凝土温度到达准稳定温度或稳定温度后可停止。
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6.4.1应对每节段塔柱混凝土施 绘制客测点的温度变化曲线,对温控监测数据、实施工艺、温度控 制措施进行分析总结,编制温度监测总结报告,总结报告编写宜按照附录C执行。 6.4.2应对塔柱节段混凝土表面进行仔细检查,根据裂缝检测结果,分析其中存在的不足与产生原因, 调整和改进温度控制措施。 6.4.3应根据塔柱节段温控监测数据与温度控制效果修正温度控制模型,校核计算参数,修正后续施 工节段的控制指标。
可按式(A.1)~(A.2)计算:
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式中: T(t)——t时刻的绝热温升,℃; Tabs 最大绝热温升,℃; m 水化速率参数: W 单方混凝土胶凝材料总重量,kg/m; 单位重量胶凝材料水化反应释放的总热量,由试验确定,或由胶凝材料生产厂家提供,J/kg: R p 混凝土密度,kg/m; 混凝土比热容,J/(kg·℃)。 式中参数可参考表A.1取用
A.1绝热温升曲线参数
取值在1.7~3.0W/(m℃)之间,初步计算可选用2.3W/(m℃)
A.3冷却水管对流系类
可按式(A.3)计算:
式中: A 冷却水管对流系数,W/(m.℃); 水流速,m/s。
式中: h 冷却水管对流系数,W/(m.℃): 水流速,m/s。
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对于裸露表面,大气对流系数包括边界上的总热量交换的对流系数以及仅计入对流热量交换的对 系数两类,可按照式(A.4)~(A.5)计算:
式中: hal——总热量交换对流系数,W/(m".℃); ha2— 一对流热量交换对流系数,W/(m.℃) V二一 风速, m/ s。
ha = 3.33v. +12.47 ha2 =3.46va. + 6.02
ha = 3.33v, +12.47
ha2 =3.46v. +6.02
表面有钢模板附着的对流系数可按照裸露表面的对流系数进行取值,表面有木模板或保温材料附着 时的等效对流系数可按(A.6)计算:
式中: ha——等效对流系数,W/(m.℃); ha——总热量交换对流系数或对流热量交换对流系数,W/(m.℃); ;一第i层材料厚度,m; 第i层材料导热系数,W/(m℃)。
式中: ha——等效对流系数,W/(m.℃); ha——总热量交换对流系数或对流热量交换对流系数,W/(m.℃); 一第i层材料厚度,m; k 第i层材料导热系数,W/(m℃)。
A.6常见模板及保温材料的导热系数
可按表A. 2 选用
表A.2常见材料导热系数参考取值
可取 1. 0x10
B.2混凝土劈裂抗拉强度、弹性模量
式中: E(t)一一等效龄期t时刻的弹性模量; f(t)一一等效龄期t时刻的抗拉强度; 混凝土28天弹性模量,可参考JTGD62取值: ftk 混凝土28天抗拉强度,可参考JTGD62取值 Bec 材料特性随龄期发展速率参数; 等效龄期; n 时间区段的划分数量; T Ati 第i时间区段时长
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附录C (资料性附录) 温度控制总结报告编写的规定
C.1温度控制总结报告宜包含工程概况、施工及温度控制情况、温度监测与指标检验、裂缝检测与分 析、温度控制措施调整和改进等方面的内容。 C.2工程概况应包含塔柱设计的总体情况、施工节段具体情况、配合比、混凝土浇筑方量等基本信息 C.3施工及温度控制情况应包含施工气候条件、浇筑工艺、温控措施等相关内容。 C.4温度监测与指标检验应包含测温元件布置情况、温度监测、温度变化图表、温度指标检验情况等 相关内容。 C.5裂缝检测与分析应包含裂缝检测、裂缝成因分析、温控效果评价等相关内容。
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