综述悬索桥锚碇混凝土温控技术
自锚式悬索桥端横梁大体积混凝土温度控制技术研究
温措 施
关 键 词 ： 大 体 积 混 凝 土 ； 水 化 热 ；铂 热 电 阻 ； 温 度 控 制
中图 分 类 号 ：Ｕ ４ ．５ ４ ８２
文献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ０ — ７ ６（ ０ １ １ — ２ — ２ ０ ２ ４ ８ ２ １ ） ５ ０１７ ０
Ｃｏ ｔ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌＴｅ ｈｎｏ ｏ ｙ ｆ ｒ Ｍ ａ ｓ Ｃｏ ｃ ｅ ｅ ０ ｌ ｇ ｏ ｓ ｎ ｒ ｔ ｆＥｎｄ Ｃｒ ｓ ａ ｆ ｏ ｓＢｅ ｍ ｏ
１ 引 言
主 缆 锚 固 在 端 横 梁 上 ，端 横 梁 高 ４ ４ ｍ，长 ５ｃ
３５ ０ ｍ ，平 均 宽 ６ ０ ｍ，混 凝 土 总 体 积 约 １ ０ ｍ 。 ４ ｃ ０ｃ ０ ０ 端 横 梁 为 冬 季 施 工 ，施 工 时 外 界 温 度 为 ５ ． 为 防 ℃
对 于 自锚 式 悬 索桥 而 言 ，端 横 梁 为 主 索 锚 固 端 ，对 锚 固体 系发挥着 至关 重要 的作 用 ，如何 避免 端 横梁 混凝 土产 生温度 裂缝 ，已成为 亟待 解决 的技 术 问题 。本文 结合 宿淮 高速 公路 淮安 南互 通连 接线
悬索桥锚锭大体积混凝土温度控制施工方案设计
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悬索桥锚锭大体积混凝土温度控制施工方案设计
口 马 奕 斌 郑 渊
摘 要 ： 对 珠 江 黄 埔 大桥 悬 索 主桥 北 锚 体 进 行 大体 积 混 凝 土 温 度 控 制 的 施 工 方 案 设 计 。 针 关 键词 ： 体 ： 锚 大体 积 混凝 土 ； 温度 控 制 ： 工 施
４ ｍ ， 中 顺桥 向 长 度 为 ６ ． ６ 横 桥 向最 大宽 度 为 ５ ． ， ７ 其 ３ ５ ｍ， ３ ２５ ｍ 锚 体 共 用 混 凝 土 约 块 ５ ９ ｍ。
低 水 化 热 放 热 峰 值 ， 混 凝 土 水 化 热 释 放 比较 平 缓 ， 免 中 心 使 避
锚 碇 分 南 北 两 个 锚 锭 ， 为 重 力 式 嵌 岩 结 构 ， 用 成 熟 的预 应 均 采
力 锚 固体 系 。北 锚碇 混 凝 土 工 程 中 ， 体 、 础 、 索 鞍 支 墩 实 锚 基 散
心 段 等 部 分 混凝 土 为 大体 积 混 凝 土 结 构 。 其 中 ， 体 总 高 度 为 锚
创 新 ， 有创 新 才 能 发 展 。 小 区 的 园林 绿 化 设计 不 同 公 园 的设 只 计 ， 以 自然 为主 线 ， 应 强调 情 感 与 文 化 品位 取 向 的小 区环 境 。开 拓 人 与 自然 亲 近 的 生 活 空 间 ， 身居 闹市 的居 民 获 得 重 返 自然 使 的感 受 ， 快放 松 紧张 的情 绪 。虽 然创 新是 艰 苦 的创 造 性 劳 动 ， 尽 但 没 有 创 新就 没 有进 步 。作 为 设 计 者 不 仅 要 有 广 博 知 识 ， 且 而 要 能 使 知 识 灵 活 的 运 用 到 作 品 中 去。如 有人 提 出 抽 象 园林 的概 念 ， 西 方 园 林 与 中 国 园林 寻 找 新 的切 合 点 ， 几 何 图 案 中加 是 在 入 中 国人 的概 念 ， 一 个 很 好 的创 新 案例 。 随 着 消 费 群 体 结 构 是
悬索桥锚碇施工技术方案
悬索桥锚碇施工技术方案锚碇混凝土工程中，基础、锚块、散索鞍支墩墩顶段属大体积混凝土结构。
锚块包含锚块基础、锚块混凝土体、锚固系统、后锚室四部分。
前锚室包含前锚室底板、前锚室侧墙、前锚室顶板、前锚室前墙四部分。
散索鞍支墩包括散索鞍支墩基础、散索鞍支墩两部分。
后浇段包括散索鞍支墩基础后浇段、锚块基础和锚块后浇段、散索鞍基础与锚块基础后浇段三部分。
1..5.1施工程序锚碇混凝土浇筑分为锚块基础、锚块、散索鞍支墩基础、散索鞍支墩、前锚室底板、前锚室侧墙、前锚室顶板、前锚室前墙和后浇段六部分进行。
整个锚碇由纵横向的2m宽的后浇段分成五个部分。
锚碇混凝土根据温控方案竖向分层，平行对称方式浇注。
锚块基坑清理完毕后立即对基底进行封闭，然后在封闭层上放样进行基础混凝土施工，各个部位施工完成后，全部冷却水管通水降温，降到稳定的低温时(16℃)时浇筑后浇段。
施工程序 锚碇施工完成分层、分块平衡浇筑基础砼至空室顶面张拉锚块预应力后浇段施工大体积砼温控措施锚块预应力定位支架和管道安装基坑封底砼浇筑基坑清底基坑开挖完成塔吊基础混凝土浇筑塔吊安装后锚室定位支架安装分层、分块平衡浇筑锚块、散索鞍支墩、前锚室砼大体积砼温控措施前锚室底板支架搭设分层、分块平衡浇筑基础空室顶面砼大体积砼温控措施回填空室砂卵石1..5.2施工要点锚体砼施工关键控制点为预应力管道精确定位、大体积混凝土温度控制、混凝土外观质量控制等。
锚碇混凝土施工的特点：混凝土数量大，持续时间长，经历一天中的高温时段和低温时段转换期；由于混凝土水化热作用，混凝土浇筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段，在这个过程中混凝土的体积也随之伸缩，若两块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拉抗裂能力，混凝土就会开裂。
为此，在锚碇施工过程中将要采取有效温控措施来防止混凝土开裂。
混凝土浇注按照分块分层方案进行施工，循环作业，科学安排，确保锚碇混凝土施工质量。
悬索桥锚碇大体积混凝土配合比设计及温控设计
中国交通建设股份有限公司
科技研发项目立项申请书
项目名称：悬索桥锚碇大体积混凝土配合比设计
及温控设计
申报单位：路桥华东工程有限公司
负责人：刘华
项目经费：190万元
完成时间：2011年1月31日
中国交通建设股份有限公司制订
一、立项背景
二、国内外研究概况及可行性分析
三、项目研发的主要内容及技术经济指标
四、项目研发的技术路线
五、推广应用前景及经济效益预测
六、申报单位和协作单位及分工
七、项目进度计划
八、项目经费
九、项目负责人及主要研究人员
十、申请单位和主管单位审核意见。
悬索桥重力式锚碇大体积混凝土温度控制
２ ４ 外加剂对水化温升 的影响 因素 ． 通常情况下 ， 高效 减水剂不影 响混凝土 中水泥或
火 山灰质材料的总水化热 ， 但可 能明显改变它们的早 期放热速度 。在通常掺量下不 推迟水化 ， 掺量增加时， 水化开始时间（ 温升迅速提高的起点） 推迟 ； 另一方面 ， 高效减水剂趋 于加 速凝 结后 的水化 反应结 果使放 热 速度提高 ， 基本对水泥混凝 土的温升无太大的影响 。 缓凝是混凝 土或 水 泥的初终 凝时 间延缓 或推迟
最 终水 化 放 热 峰值 远 远 低 于 高 Ｗ／ Ｃ的相应 值 。
作尤为紧迫 。结合实 际工 程应 用， 大体积混凝 土 内 对
部 温度 影 响 因 素 进 行 控 制 ， 期 达 到 优 化 混 凝 土 配 以
比、 保证混凝 土质量 的效果 ， 为探 讨 大体积 混凝土 温
度控 制奠 定 基 础 ， 为 今 后 大 型 基 础 施 工 ， 别 是 悬 并 特
混凝土温升 的内部因素角度 ， 行了试点工程大 体积 进
混 凝 土 的配 合 比优 化 设计 ， 到 一 组 最 佳 配 合 比 指 导 得
工 程施 工 。
２ １ 水 泥对 水 化 温 升 的影 响 ．
水泥型号、 矿物组成和细度对大体积 混凝土 的内 部水化温升有 直接 的影响 。硅 酸盐水 泥 的主要 矿物
成 份 的 水化 放 热 量 与 在 水 泥 中 的 比例 范 围如 表 ２所
的过程 ， 而不 是降 低所 有化学 反应 速度 ， 因而 无论是
否加缓凝剂混凝土 的总 放热量都保持不 变。然而 ， 缓 凝剂却可使大体积混凝土 的热性 能发 生改变 ， 延缓混 凝土内部水化热温升峰值 的出现时间 ， 可以将 正常条 件下空白混凝 土在 ３ ｄ内出现 的温升峰值推迟到 ４ ８ ～ｄ
锚碇大体积混凝土智能通水温控方法与系统
锚碇大体积混凝土智能通水温控方法与系统汇报人：2023-12-19•引言•锚碇大体积混凝土温度场特性分析目录•智能通水温控方法设计•温控系统硬件设计及实现•温控系统软件设计及实现•温控效果评估与优化建议01引言背景与意义锚碇大体积混凝土在水利、交通、建筑等领域具有广泛应用，其温度控制对于保证工程质量、防止开裂等方面具有重要意义。
传统的大体积混凝土温度控制方法存在诸多问题，如控制精度不高、能耗大、对环境影响大等，因此需要研究一种智能通水温控方法，提高温度控制精度和效率。
研究现状与问题01国内外学者对于大体积混凝土温度控制方法进行了大量研究，提出了多种控制策略和控制算法，但在实际应用中仍存在以下问题02控制精度不高，无法满足工程实际需求；03能耗大，对环境影响大；04缺乏智能化、自动化的温度控制方法。
研究目标：提出一种锚碇大体积混凝土智能通水温控方法，实现高精度、高效率的温度控制，降低能耗和对环境的影响。
研究内容分析锚碇大体积混凝土温度场特性及温度应力分布规律；设计智能通水系统，实现温度实时监测和自动调节；开发智能通水温控算法，提高控制精度和效率；搭建实验平台，验证智能通水温控方法的可行性和有效性。
研究目标与内容02锚碇大体积混凝土温度场特性分析温度场基本理论温度场定义温度场是指物体内部或物体与物体之间的温度分布。
温度场分类根据温度分布的特点，温度场可分为稳定温度场和非稳定温度场。
温度场研究方法温度场研究方法包括数值计算、理论分析和实验研究等。
混凝土材料特性混凝土是一种多孔、不均匀的材料，其导热性能较差，因此锚碇大体积混凝土的温度场分布具有非均匀性。
温度场影响因素锚碇大体积混凝土的温度场受到多种因素的影响，如混凝土配合比、施工工艺、环境条件等。
温度场变化规律在施工过程中，锚碇大体积混凝土的温度场会随着时间的推移而发生变化，通常表现为温度升高和降温两个阶段。
锚碇大体积混凝土温度场特性温度场影响因素分析混凝土配合比混凝土配合比对锚碇大体积混凝土的温度场有显著影响。
某桥锚碇大体积混凝土温控技术
在配合 比确定 的前提条件下 ， 必须从控制混凝土的入模温
１２ 混凝土施工配合比的优化设计 ． 结合该大体积混凝土为素混凝土的特点 ， 按试配结果确定
配合比列于下表 １ 中。 表１
原材料
配合 比 １ 配合 比 ２
度、 延缓降温速率、 加强监控养护、 充分冷却、 减小混凝土收缩 、 提高混凝土的极限拉伸强度等方面综合 考虑 ， 结合实际工程采
取措施 。 ３ １ 降低混凝土入模 温度 、
大体积 Ｃ０ ３ 混凝土配合比
水泥： 粉煤灰： 小石子 ： 砂： 中碎石： ： 水 外加剂
２ ７ １８ ７０ ３３：５ ：８ ： ．６ ２ ：６ ：８ ：２ ７ ５ １４ ２ １
２ ６ １ ９ ７ Ｄ：２ ７ ５ １ ４ ２ １ ５ ： ３ ： ８ ３ ３： ５ ： ８ ： ．６
控温的安全可靠性 ， 施工前优化 配合 比尽量降低水 泥单位使用
凝土在降温速率为 １ ￣／ 情 况下 ， ．Ｃｄ ５ 各龄期产生 的拉应力小于 同龄期的混凝土抗拉强度。可以保证混凝土的抗裂要求。
量， 应用有限元分析模拟大体积混凝土 温度场， 根据模拟分析结
果计算混凝土内部可能产生的最大拉应力以验证结构裂缝控制 的安全度 ， 据此制定测控温方案指导施工控制 ， 中通过现场 施工
１４ ４
低 温 建 筑 技
术
２０ 年第 １ 总第 １ 期 ） ０７ 期（ １ ５
３２ 充分利用冷却系统 ． 预埋冷却水管强制降温 ， 冷却系统 布置在混凝土 的底层 ， 这样可以降低工程造价， 又可发挥抑制前层混凝土受后层混凝 土温度变化的影响， 防止了前层升温现象的影响。冷却系统在
入模温度与环境温度。 冷却水管间距 １ ｍ布置于各层底部， ． ３ 混
自密实混凝土的悬索桥锚碇大体积混凝土温控措施技术
自密实混凝土的悬索桥锚碇大体积混凝土温控措施技术摘要: 大体积混凝土温控措施一直是混凝土质量保证的重要环节，根据清水河大桥锚碇温控过程中所需注意的要点，文中系统的介绍了自密实混凝土锚碇施工温控技术的关键措施，并根据现场施工的实际情况进行反馈总结，为今后类似工程提供借鉴。
关键词：自密实混凝土；锚碇；大体积混凝土；温度控制1 工程概况本工程处于贵州东部，属于重要的交通道路，是四车道，时速80公里。
桥梁起终点桩号K69+261～K71+432.4，设计采用9×40（开阳岸引桥）+1130（单跨钢桁架梁悬索桥）+16×42（瓮安岸引桥）构造。
清水河大桥的主桥是单跨支钢架索桥，采用分幅的引桥，使用重力锚进行两岸锚定。
开阳岸锚碇位于清水河大桥K69+317.500～K69+389.000段，为重力式嵌岩锚碇。
锚碇平面尺寸为71.5m（顺桥向）×48m（横桥向），高度为47.5m，底面设置两级平台，第一级基底高程为954.5m，第二级基底高程为950.5m，中间10m 设置斜坡。
前锚室及散索鞍支墩采用C40混凝土，锚块、散索鞍支墩基础采用C30混凝土，锚碇后浇段采用C30微膨胀混凝土，锚体混凝土总方量为73125m3。
锚碇混凝土工程中，锚块、散索鞍支墩基础、散索鞍支墩为大体积混凝土结构，采用60天龄期抗压强度作为设计强度。
散索和锚块分成四次加以浇筑，各个锚块设置有两米的后浇段。
2 温度控制措施综述清水河大桥锚碇混凝土温控措施主要从原材料的选用，混凝土的配合比，混凝土的施工方式，冷却水管的布设，混凝土养护等几个方面进行系统的介绍温控施工的关键措施：⑴控制标准根据对混凝土的性能要求，并结合其结构型式、边界条件、浇筑工艺、浇筑季节等各种因素，制定温控标准。
⑵控制措施①优化混凝土配合比：确保混凝的前提是最根本的，在此基础下降水泥的使用量加以降低。
②混凝土入仓时的温度应加以控制，具体的温控措施主要有：夜间施工、洒水降温以及盖遮阳棚之类的。
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综述悬索桥锚碇混凝土温控技术
1. 工程概况
锚碇基础采用现浇扩大基础形式，基坑开挖深度约10～40m，基底持力层为微风化砂质泥岩，单轴饱和抗压强度不小于 4.8MPa。
基础平面尺寸为63m×58.2m，高度22m。
2. 控制原理及计算参数
悬索桥基础大体积混凝土施工的特点是：
① 施工周期长，要经历一年中最高温和最低温季节；
② 结构尺寸长，浇筑方量大；
③ 采用泵送混凝土，施工用配合比中胶凝材料用量大，水化反应放热量大、升温快，易因温差产生裂缝。
混凝土的凝结硬化和形成强度是混凝土胶凝材料发生水化反应的产物。
对大体积混凝土而言，干缩和温度应力是导致混凝土开裂的主导因素。
由于水化放热作用，大体积混凝土结硬过程中，混凝土将经历缓冲期、升温期、降温期和稳定期四个阶段，由于入模时间以及对应的边界条件的不同，混凝土块体所处的状态不同、温度也有所不同，这就导致混凝土体积变化并不同步。
混凝土体积变化不同步时，体积变化不同步的混凝土就会由于相互之间的约束作用而产生温度应力，当该应力超过混凝土当前的极限抗拉强度时，混凝土就会开裂。
因此控制大体积混凝土温度控制工作的主要控制目标是控制混凝土的内外温差（内表温差）及混凝土表面与大气温度的温差（气表温差）。
锚碇基础构造尺寸大，锚碇基础采用抗渗等级W6 的C30 混凝土，对锚碇基础大体积混凝土进行温控计算，混凝土配合比见表1.1。
3. 温控标准及混凝土温度主控因素
3.1温控标准
混凝土温度控制的原则是：（1）尽量延缓最高温度出现时间并尽量抑制混凝土的升温幅度及速率；（2）减缓混凝土降温阶段的降温速率；（3）降低混凝土内表温差、新老混凝土之间的温差；（4）控制混凝土气表温差。
温度控制的具体实施细则需根据环境条件、混凝土入模温度、结构尺寸、混凝土浇筑顺序、边界条件、混凝土配合比等具体因素制定。
3.2控制大体积混凝土温度的主控因素有：
1）混凝土配合比
混凝土水化熱以及温度主要取决于混凝土配合比中胶凝材料的用量，混凝土配合比中水泥用量的增加会急剧增加大体积混凝土的峰值温度。
2）混凝土分层分块情况
混凝土分层分块情况对浇筑后内部核心温度也有着重要影响。
混凝土长、宽尺寸对混凝土内部核心温度有所影响，但当长、宽尺寸超过一定范围后对内部核心温度的影响就变得十分微弱，影响内部核心温度的关键因素是混凝土的分层厚度。
3）入模温度
混凝土入模温度对混凝土的初凝时间、开始升温时间及峰值温度有着直接影响。
在夏季施工过程中混凝土入模温度会随之升高，入模温度增加的同时混凝土核心温度也会随之增加，通水降温时间亦随之延长。
4）通水降温情况
通水降温是混凝土浇筑完成后控制混凝土峰值温度及调节降温速率的重要手段。
4. 温控监测
在混凝土入模前将传感器埋置于预定位置，并将屏蔽信号线连接并集中至方便测量处，传感测头最好采用角钢保护，以保证测量数据数据可靠性；各项测试工作在混凝土入模后开始，按照预定数据采集计划进行。
混凝土的温度测试，混凝土浇筑完后，白天每隔4小时监测一次温度，夜晚每隔6小时监测一次温度。
温度每测一次，都要对数据进行整理分析。
温度每测一次，都要对数据进行整理分析。
直到温度变化基本稳定。
在混凝土温度降低阶段，为防止温度降低过快，需合理控制水冷管流量。
具体的冷水管的通水情况由现场的实测温度而定。
4.1温控监测主要内容
A.测量混凝土入模前的温度
①测得混凝土入模前的温度。
②再次检查温度传感器是否完好，同时可以发现是否在埋设过程中破坏了传感器。
③及早发现损坏的传感器，并做好标记，减少以后不必要的测量。
B.混凝土浇筑后对混凝土的温度监测
①对埋设的温度传感器的测量。
②冷却管进水口、出水口的水温测量。
③同步进行的大气温度的测量。
5. 温控成果总结
1）混凝土配合比
施工期间由于道路条件限制更换了一次混凝土供应厂商，并更换过一次混凝土配合比。
混凝土配合比中水泥用量的增加会急剧增加大体积混凝土的峰值温度。
大体积混凝土配合比中水泥用量应尽量低于200kg。
并且不易使用早强水泥。
2）混凝土分层分块情况
混凝土长、宽尺寸对混凝土内部核心温度有所影响，但当长、宽尺寸超过一定范围后对内部核心温度的影响就变得十分微弱，影响内部核心温度的关键因素是混凝土的分层厚度，因此需要控制混凝土分块尺寸，当分块尺寸过大时难以避免时，应在混凝土表面增设防裂钢筋网片。
3）入模温度
在夏季施工过程中混凝土入模温度会随之升高，温控计算过程中假定混凝土入模温度为24℃，实际施工过程中发现入模温度每增加将使混凝土迅速升温的时间节点提前。
入模温度增加也会导致混凝土核心峰值温度随之增加。
通水降温时间亦随之延长。
4）通水降温情况
实际温控工作中发现，通水降温对于控制混凝土核心峰值温度有明显作用。
在混凝土进入降温区段后，通水降温有助于调节混凝土降温速率。
在通水降温后期（浇筑完成80小时后），调节通水量控制降温速率的效果将会有所削弱。
冬季施工时，进行顶面关水养护过程中，浇筑后混凝土表面保温效果显著。
但随着出水口水温的降低，表面温度将会迅速降低，此时应采取覆盖保温措施。
6. 结语
大体积混凝土温控的主要目标是控制混凝土内外温差。
在混凝土早龄期，混凝土由于内外温差的影响温度应力将会增大，此时混凝土尚未形成强度，在此期间若控制措施不充分极易引起混凝土裂缝。
因此应在混凝土龄期小于7d时期加强养护，特别是混凝土表面保温及养护。
2d-5d是预防混凝土开裂的关键时期，7d以后时期混凝土以具备一定强度，并且此时混凝土内外温差逐渐减小，混凝土开裂风险随之降低。
大体积混凝土温度控制主要以控制混凝土配合比、控制混凝土入模温度、控制混凝土表面保温、控制混凝土内部通水降温四方面入手。
施工过程中应从控制混凝土配合比中胶凝材料用量入手，同时控制混凝土浇筑时的入模温度。
浇筑完成后加强混凝土表面保温及养护，再通过通水降温控制混凝土峰值温度、调节混凝土进入降温区间后的降温速率。
确保温控标准严格执行，预防大体积温度裂裂缝产生。