禹齐特大桥承台大体积砼施工裂缝控制计算一、工程概况禹齐特大桥跨晏黄路连续梁主墩533#、534#、535#承台尺寸均为：12.5*9.1*2.5m，加台尺寸为9.6*5.4*1.5m；532#、536#边墩承台尺寸均为：10.4*6.8*2m，加台尺寸均为7.4*4*1m。

承台混凝土设计强度等级为C45，配合比：水泥：砂：碎石：外加剂：粉煤灰：水=315：672：1008：4.50：135：158，水胶比0.35。

承台浇注分两次浇注，主墩浇注混凝土分别为：284.375 m3、77.76 m3；边墩浇注混凝土分别为：141.44 m3、29.6 m3。

二、大体积混凝土施工裂缝计算1)承台浇筑厚度2m1、混凝土水泥最大水化热绝热升温值计算假定结构物四周没有任何散热和热损失条件，水泥水化热全部转化成温升后的温度值，则计算公式参考《建筑施工计算手册》（第二版）612页T max=m c Q／Cρ其中m c—每立方混凝土水泥用量（Kg／m3）Q—每千克水泥水化热（J／Kg）可参考《建筑施工计算手册》（第二版）613页，查表11-9知Q=377J／KgC—混凝土的比热容在0.84~1.05kJ／（kg.K）之间，一般取0.96kJ ／（kg.K）ρ—混凝土质量密度，取2400Kg／m3则T max=315×377／0.96×2400=51.54℃2、混凝土内部中心温度计算参考《建筑施工计算手册》（第二版）614页计算公式T max=T0+T（t）.ζT max—混凝土内部中心最高温度T0—混凝土浇注入模温度,取25℃T（t）—在t龄期时混凝土的绝热温升ζ—不同浇筑块厚度的温降系数，ζ=T m／T n，按照614页表11-12，11-13查用。

T m—混凝土由水化热引起的实际温升T n—混凝土最终绝热温升值e—常数2.718m—与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，由表11-10查得，一般取0.2~0.4。

温度为30℃时取0.406。

根据经验知大体积混凝土最大水化热绝热升温值一般在龄期4d 时最高，浇筑块混凝土厚度为2m,查表11-12知ζ=0.57T（t）= m c Q／Cρ(1-e-mt)=51.54（1-0.197）=41.387℃T max=T0+T（t）.ζ=30+41.387×0.57=53.59℃3、温差计算（构件中心与混凝土表面的温差）Δt=B i／(B i+2)×(T max-T w)T max—构件内部温度T w—环境温度，取30℃B i—毕渥准则数B i=kb／λk—构件围护层的传热系数，因混凝土表面覆盖一层朔料薄膜，查有关资料得知k=12W／（m2.k）λ—混凝土导热系数,取2.91 W／（m.k）b—构件中心至表面距离,2／2=1mB i=kb／λ=12×1／2.91=4.12Δt=B i／(B i+2)×(T max-T w)=4.12／(4.12+2)×(53.59-30)=15.88℃<20℃2)承台浇筑厚度2.2m1、混凝土水泥最大水化热绝热升温值计算假定结构物四周没有任何散热和热损失条件，水泥水化热全部转化成温升后的温度值，则计算公式参考《建筑施工计算手册》（第二版）612页T max=m c Q／Cρ其中m c—每立方混凝土水泥用量（Kg／m3）Q—每千克水泥水化热（J／Kg）可参考《建筑施工计算手册》（第二版）613页，查表11-9知Q=377J／KgC—混凝土的比热容在0.84~1.05kJ／（kg.K）之间，一般取0.96kJ ／（kg.K）ρ—混凝土质量密度，取2400Kg／m3则T max=315×377／0.96×2400=51.54℃2、混凝土内部中心温度计算参考《建筑施工计算手册》（第二版）614页计算公式T max=T0+T（t）.ζT max—混凝土内部中心最高温度T0—混凝土浇注入模温度,取25℃T（t）—在t龄期时混凝土的绝热温升ζ—不同浇筑块厚度的温降系数，ζ=T m／T n，按照614页表11-12，11-13查用。

T m—混凝土由水化热引起的实际温升T n—混凝土最终绝热温升值e—常数2.718m—与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，由表11-10查得，一般取0.2~0.4。

温度为30℃时取0.406。

根据经验知大体积混凝土最大水化热绝热升温值一般在龄期4d 时最高，浇筑块混凝土厚度为2m,查表11-12知ζ=0.61T（t）= m c Q／Cρ(1-e-mt)=51.54（1-0.197）=41.387℃T max=T0+T（t）.ζ=30+41.387×0.61=55.24℃3、温差计算（构件中心与混凝土表面的温差）Δt=B i／(B i+2)×(T max-T w)T max—构件内部温度T w—环境温度，取30℃B i—毕渥准则数B i=kb／λk—构件围护层的传热系数，因混凝土表面覆盖一层朔料薄膜，查有关资料得知k=12W／（m2.k）λ—混凝土导热系数,取2.69 W／（m.k）b—构件中心至表面距离,2.2／2=1.1mB i=kb／λ=12×1.1／2.69=4.91Δt=B i／(B i+2)×(T max-T w)=4.91／(4.91+2)×(55.24-30)=17.935℃<20℃3)承台浇筑厚度2.5m1、混凝土水泥最大水化热绝热升温值计算假定结构物四周没有任何散热和热损失条件，水泥水化热全部转化成温升后的温度值，则计算公式参考《建筑施工计算手册》（第二版）612页T max=m c Q／Cρ其中m c—每立方混凝土水泥用量（Kg／m3）Q—每千克水泥水化热（J／Kg）可参考《建筑施工计算手册》（第二版）613页，查表11-9知Q=377J／KgC—混凝土的比热容在0.84~1.05kJ／（kg.K）之间，一般取0.96kJ ／（kg.K）ρ—混凝土质量密度，取2400Kg／m3则T max=315×377／0.96×2400=51.54℃2、混凝土内部中心温度计算参考《建筑施工计算手册》（第二版）614页计算公式T max=T0+T（t）.ζT max—混凝土内部中心最高温度T0—混凝土浇注入模温度,取30℃T（t）—在t龄期时混凝土的绝热温升ζ—不同浇筑块厚度的温降系数，ζ=T m／T n，按照614页表11-12，11-13查用。

T m—混凝土由水化热引起的实际温升T n—混凝土最终绝热温升值e—常数2.718m—与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数，由表11-10查得，一般取0.2~0.4。

温度为25℃时取0.406。

根据经验知大体积混凝土最大水化热绝热升温值一般在龄期4d 时最高，浇筑块混凝土厚度为2.5m,查表11-12知ζ=0.65T（t）= m c Q／Cρ(1-e-mt)=51.54（1-0.197）=41.387℃T max=T0+T（t）.ζ=30+41.387×0.65=56.9℃3、温差计算（构件中心与混凝土表面的温差）Δt=B i／(B i+2)×(T max-T w)T max—构件内部温度T w—环境温度，取30℃B i—毕渥准则数B i=kb／λk—构件围护层的传热系数，因混凝土表面覆盖一层朔料薄膜，查有关资料得知k=12W／（m2.k）λ—混凝土导热系数,取2.33 W／（m.k）b—构件中心至表面距离,2.5／2=1.25mB i=kb／λ=12×1.25／2.33=6.44Δt=B i／(B i+2)×(T max-T w)=6.44／(6.44+2)×(56.9-30)=20.52℃>20℃构件中心温度与构件表面温度之差大于20℃，则在混凝土内部采用预埋钢管循环冷却水降温的方式减小温差，防止构件表面出现裂缝。

现设定冷却水管采用内径φ40mm，壁厚2.5mm钢管加工，现场焊接头采用套管焊接成型沿高度范围内布置2层，每层间距1m，水平间距1m，水管距承台底部、顶部均为75cm，水管在同一平面、不同位置转弯时采用弯头进行连接。

管长L=198m,水流量q w=5000Kg／d(每天控制)导温系数α=λ／Cγ其中C—材料表面的辐射系数取5.0γ—密度,取2400Kg／m3λ取2.33α=λ／Cγ=2.33／5×2400=0.0002η=λL／C Wρw q w=2.33×198／4.18×1000×5000=0.0005k=2.09-1.35η+0.32η2=2.089b=Kα／D2=2.089×0.0002／12=0.00042混凝土龄期4天时Φw=m／(m-b)( e-bt - e-mt)=1.003×(0.995-0.197)=0.800T w=0.800×56.9=45.52℃混凝土内部温度T max=T0+T（t）.ζ=30+45.52×0.65=59.588℃实际承台表面是散热的，混凝土内部温度小于T max=59.588℃，由经验知混凝土表面的温度一般比大气温度高12℃~15℃，取中间值12.5℃，则混凝土表面温度为30+12.5=42.5℃，所以混凝土内外表面温差为：59.588-42.5=17.088℃<20℃通过以上计算可知，承台浇筑厚度在2.5m及以上的需要预埋冷却水管，浇筑厚度在2.5m以下的不需要预埋冷却管。

三、混凝土保温养护裂缝控制措施（隔热材料厚度计算）δi=0.5Hλi（T b-T a）×K／λ（T max-T b）δi—保温材料所需厚度（m）H—结构厚度λi—保温材料（草袋）的导热系数w／（m.K）参考《建筑施工计算手册》（第二版）按表11-20取用λ—混凝土的导热系数,取2.33W／(m.K)T max—混凝土中心最高温度(浇筑后4天取用)T b—混凝土表面温度(浇筑后4天取用)T a—混凝土浇注4天空气平均温度0.5—中心温度向边界散热的距离,为结构物厚度的一半K—传热系数的修正值,即透风系数。

易透风的保温材料取2.6或3.0，对不易透风材料取1.3或1.5δi=0.5Hλi（T b-T a）×K／λ（T max-T b）=0.5×3.5×0.14×（32.5-20）×2.6／2.33×（48.27-20）=0.12m=12cm则保温措施：承台顶面覆盖一层朔料薄膜，其上覆盖12cm厚草袋，草袋上下错开，搭接压紧。