大体积混凝土基础浇筑施工控制及温度测试

第２ｚ卷第１２期　甘肃科技　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ矗Ｚ．２２　Ｎｏ．１２　Ｄｅｃ．　２００６　２００６年ｌ２月　大体积混凝土基础浇筑施工控制及温度测试　徐向明，李　伟，叶全明，高　麒，尚晓琴　（兰州石化大乙烯指挥部，甘肃兰州７３００６０）　摘　要：根据ＡＮＳＹＳ软件对大乙烯高压装置一、二次压缩机基础大体积混凝土的浇筑温度进行仿　真分析，提出了现场温度控制施工方案，通过对该混凝土内部温度的跟踪测试结果的分析，为相关　大体积混凝土施工工程提供参考。　关键词：大体积混凝土；ＡＮＳＹＳ仿真；温控方案；跟踪测试　中图分类号：ＴＨ１３８　析，结合具体施工环境，利用ＡＮＳＹＳ软件先对本结　ｌ　工程概况　压缩机位于兰州石化高压装置压缩机厂房内。　压缩机基础底标高为一３．０００ｍ。压缩机承台为大　构进行温度计算和温度应力，通过ＡＮＳＹＳ模拟，提　出具体的温控方案。　２．１　ＡＮＳＹＳ模型计算与分析　２．１．１　ＡＮＳＹＳ计算模型　型承台，承台尺寸见图１和图４所示。混凝土体积　约２６０ｍ。，设计采用Ｃ３０泵送混凝土。施工时间为　２００５年１１月上旬～２００５年ｌ２月下旬。　压缩机基础为不规则形状，本文采用ＡＮＳＹＳ　计算时，利用ｓｏｌｉｄ　７０和ｓｏｔｉｄ　６５计算，模型单元取　压缩机基础属于大体积混凝土结构，混凝土浇　筑后由于水化热作用，将经历升温期，降温期和稳定　期三个阶段，在这个过程中混凝土的体积在温度变　化影响下亦随之伸缩，若混凝土体积变化受到约束　就会产生温度应力，如果该应力超过混凝土的抗裂　边长０．５ｍ的三角形单元计算，ＡＮＳＹＳ分析模型　单元剖分情况见图１。　能力将导致混凝土开裂；因此，必须预先估计混凝土　内部温度，并采取相应温控措施以防止温度裂缝的　产生。　２　工程分析　水泥水化热将引起的混凝土温升，由于水泥的　水化热而产生的混凝土内部温升随着混凝土龄期的　增长按指数关系增长，一般在１Ｏ～１２ｄ接近最终绝　热温升、但由于结构物的自然散热，混凝土内部的最　高温度一般发生在浇注后期的最初３～５ｄ，达到５Ｏ　～图ｌ　ＡＮＳＹＳ计算模型以及单元剖分　２．１．２　ＡＮＳＹＳ计算结果　６Ｏ℃，由于混凝土的传热性能差，混凝土内部非均　温度计算结果表明，混凝土内最高温度５３．　Ｏ３。Ｃ。混凝土内最大主应力３天为０．２１　Ｍｐａ，７天　为０．４１　Ｍｐａ，１４天为１．０３　Ｍｐａ，２８天为１．１５　Ｍｐａ，后期为１．４９　Ｍｐａ　匀的温度及收缩分布导致各质点变形不均匀，在浇　注初期混凝土的强度和弹性模量都很低，对这种不　均匀变形的约束不大，相应的温度应力也较小，但随　着混凝土龄期的增长，弹性模量增加，混凝土内部约　束变得越来越大，导致产生很大的拉应力，当混凝土　的极限抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始　出现温度裂缝。　３水化热控制　３．１布置冷却水管　采用输水黑铁管作为冷却水管，其流量应不低　我们根据上面对混凝土温度裂缝产生原因的分　于２５Ｌ／ｍｉｎ；冷却水管分别位于距承台顶面和底面　维普资讯 http://www.cqvip.com

１７Ｏ　甘肃科技　第２２卷　５０ｃｍ处，冷却水管水平间距０．８ｍ，另外在柱子中心　面温度与大气温度差小于２ｏ度时，进行拆模。拆模　布设一道冷却水管。冷却水管布设后应进行压水试　时间选择一天中较高温度的时刻。　验，防水管道漏水、阻水；在混凝土浇筑至水管标高　后立即开始通水，连续通水至混凝土出现降温，在此　４　温度测试　期间若混凝土降温速率超过２￣Ｃ／ｄ，则停止通水；严　本次测试采用自制测温传感器，它是利用电阻　格控制进水温度，在冷却水管进水温度与混凝土内　丝变形与电阻成正比的原理实现的测温元件，对温　部最高温之差不超过２５℃条件下，尽量使进１３水温　度传感器标定后使用，传感器主要技术性能参数为：　最低；考虑到本工程属于气温较低的冬季施工，冷却　测温范围一ｌｏｏ＂Ｃ～＋ｌｏｏ￣Ｃ；工作误差０．ｏ５￣Ｃ；分　水采用自来水，为了使进口水温适当升高，在入水口　辨率０．０５＂Ｃ；平均灵敏度２０（　￡／℃）。检测设备采　附近布置加热器，使自来水进入混凝土前温度达到　用ＤＨ３８１６电子静态应变测试仪。　环境温度士２℃。冷却水管布置见图２。　４．１测点布置　根据结构特点和温度场计算成果，选取具有代　表性的位置固定测温布置点，测温点布置见图３ａ～　ｂ（单位：ｍｍ）。　量干暑　０　１Ｉ【　Ｉｔ　ｉ１】　。篝　６冠　Ｊ”　Ｉ“　Ｉ　８　Ｉ；　Ｉ　Ｉ　量：　Ｉ＇　１Ｔ　　ｌ　ｌ基士　千＾　ｆ　Ｉ．＾　１　Ｉ　Ｉ　Ｔｌ＿　Ｉ　Ｉ１咖Ｉ舢６　Ｉ咖Ｉ蛐　１００　Ｉ　ｌ０　Ｉ　１ｌ００　ｌ　００　围３　ａ　ＭＮ剖面测点布量围　３．２保温及养护措施　混凝土浇筑完成后，立即搭蓬保温，另外，在保　温蓬内布置８～１０个电暖气供热，保证环境温度在　一　１６～２Ｏ℃之间。顶面混凝士终凝后，采用冷却管出　一　。６　９　　’＿１９　一　Ｉ　’　２２　ｌｌ　水进行蓄水养护，蓄水深度１０—２０ｃｍ，一方面避免　Ｈ　＿１１　’　１Ｉ’　Ｂ　’　ｌ矗ｌ　’　’　塑性收缩裂缝的出现，另一方面起到保温的作用。　连续养护不小于２８天。　３．３拆模　围３ｂ　ＡＢＤＥ剖面测点布置围　混凝土中心温度与表面温度差小于２Ｏ度，且表　－１５　４Ｏ　笆≥３５２　２Ｏ　卑量ｉ昌　Ｏ　Ｏ　５Ｏ　ｌ　０Ｏ　１　５Ｏ　２００　２５Ｏ　３０Ｏ　３５Ｏ　ｒｔ，ｔｆｒ，】（ｈ）　４Ｏ　喜　３０　２０　璃１　Ｏ　８　【】　Ｉ】　５　ｃ＇　ｌｏＯ　１　５Ｏ　２（＇ｏ　２５（＇：｛Ｏ（）ｔ－／５（）　Ｏ　５Ｏ　１ＯＯ　ｌ５Ｏ　２ＯＯ　２－５Ｏ　３ＯＯ　３５Ｃ　ｕｑｆｕ］（ｈ）　ｍ¨　（ｈ）　维普资讯 http://www.cqvip.com

第ｌ２期　徐向明等：大体积混凝土基础浇筑施工控制及温度测试　１７１　９：ｔｔ－测点温度变化　４０　１Ｏ＃测点温度变化　。ｏ　（Ｉｐ一　赡　１４　Ｈ　‘　１　茵２０　赠１０　０　０　５０　１００　ｌ　５Ｏ　２００　２５０　３００　３５０　１１＃测点温度变化　１２＃测点温度变化　４５　，＇　—３８　基ｉ３０８　唾１　５Ｏ　ａ　Ｏ　１３＃测点渝度变化　，．、　—　ｐ　｛坠５　玛　嚷　０　５０　ｌ００　１　５０　２００　２５０　３００：｛５（　０　５０　１００　ｌ５０　２００　２５０　３００　３５０　ｎ、｝ｆ苜１　ｒｋ、　１６＃测点温度变化　４０　３０　嚣２０　赠１Ｏ　０　０　５０　１００　１　５０　２００　２５０　３００　３５０　０　５０　ｌ００　ｌ　５０　２００　２５０　３００　３５０　时间（ｈ）　时　（ｈ）　４．２测试结果　温度测试结果见上图（曲线图中，上边一条表示　５　结语　测点温度曲线，下边一条为环境温度曲线）。　本文提出的施工方案和建议，在实际工程应用　由以上跟踪测试结果看出，该二次基基础在浇　中，通过科学的组织和指导，成功防止了混凝土温度　筑５０ｈ后温度达到最大，２２个测点中温度最高值为　裂缝的产生　保证了工程质量。说明本文制定的温　由以上跟踪测试结果看出，该二次基基础在浇筑　度控制方案有效可行。　５０ｈ后温度达到最大，２２个测点中温度最高值为　参考文献ｉ　５２℃，计算结果基本吻合。虽然在浇筑２ｄ内，因为　［１］王铁梦．建筑物的裂缝控制．上海：上海科学技术出版　环境温度没有加上去（工地停电），最高温度和环境　社，１９９３．　温度相差最大的达到３３℃，但是由于当时混凝土弹　［２］王瑁成，邵敏．有限单元法基本理论和数值方法［Ｍ］．　性模量比较小，所以对混凝土变形的约束也比较小，　北京：清华大学出版社，１９９７，　相应在混凝土中产生的主应力也较小，没有引起混　［３］　曾攀．有限元分析及应用．北京：清华出版社．２００４．　凝土开裂。后来随着环境温度的升高，最高温度和　Ｅ４２谭建国。使用ＡＮＳＹＳ进行有限元分析［Ｍ］．北京：北　京大学出版社，２００２．　环境温差基本控制在２６℃以内。拆模后，经检测，　未发现温度裂缝。