大体积混凝土温度监测

时间:2022-10-01 11:36:04

大体积混凝土温度监测

1 工程概述

贵州省赤水至望谟高速公路黔西至织金段是《贵州省高速公路网规划》中“五纵”与“三横”的重要组成部分,其起点连接黔大高速,终点与厦蓉高速相连。段内有全线控制性工程六冲河特大桥,在同类桥型中居贵州第一。

六冲河特大桥为195m+438m+195m双塔预应力混凝土斜拉桥。5号及6号主塔靠河而建,5号主塔位于黔西岸,6号主塔位于织金岸。每个主塔承台宽35.2m,长23.2m,高6米,为C40混凝土,总计4900m3。承台采用一次性浇筑成型,施工为典型的大体积混凝土施工。

2 测温过程中的一般概念

2.1 混凝土的浇筑入模温度:系指混凝土振捣完成后,位于本浇筑层混凝土上表面以下50mm~100mm深处的温度。混凝土浇筑入模温度的测试每工作班(8h)应不少于1次。

2.2 混凝土中部温度:指混凝土结构小尺寸断面中部距侧面大于2m以上处温度。

2.3 混凝土浇筑块体的外表面温度(通常称为混凝土表面温度):系指混凝土外表面以内50mm处的温度为准。

2.4 混凝土浇筑块体的底表面温度(通常称为混凝土底部温度):系指混凝土浇筑块体底表面以上50mm处的温度为准。

2.5 混凝土环境温度:规定为结构外背阴通风处温度值。

3 测温系统基本要求

温度测试的方法采用电阻式温度传感器法,二次仪表的温度记录的误差不大于±1℃,测温元件的测温误差不大于±0.3℃。在测温元件的筛选及测温元件的安装应严格按照以下黑体双横线条文的规定执行,否则将会引起测试误差过大或元件失效而无法取得所需要的数据。在混凝土浇筑过程中,要注意保护测温元件及其引线,避免测温元件失效。

3.1 温度传感器技术要求:

3.1.1 温度传感器的测温相对误差应不大于0.3℃;

3.1.2 温度传感器安装前,必须经过浸水24h后,按本条一款的要求进行筛选;

3.1.3 温度传感器必须保证良好的绝缘性能。

3.2 信号传感器技术规定要求:

3.2.1 温度记录的误差应不大于±0.5℃;

3.2.2 测温仪器应具有自动记录功能,可与计算机连网,可进行数据时时传输任务;

3.2.3 必须具有强抗干扰性能,特别是强抗电磁信号干扰能力;

3.2.4 测温仪表的性能和质量应保证施工阶段测试的要求,可长时间连续工作。

4 大体积混凝土块体温度监测点布置

4.1 温度监测点的布置范围以所选混凝土浇筑块体平面图对称轴线的半条轴线为测温区,在测温区内温度测点呈平面布置;

4.2 温度监测位置与数量根据块体内温度场的分布情况及温控的要求确定;

4.3 在基础平面半条对称轴线上,温度监测点的点位应不少于2处;

4.4 沿混凝土浇筑块体厚度方向,每一点位的测点数量,宜不少于3~5点;

4.5 保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定;

4.6 混凝土浇筑块体的外表温度,应以混凝土外表以内50mm处的温度为准。混凝土浇筑块体的底表面温度,应以混凝土浇筑块体底表面以上50mm处的温度为准。

在混凝土结构的每个浇筑区中根据混凝土的平面几何尺寸的不同,分别划分了5~6个测试区域,在每个测试区每个截面布置一处测温点,纵向划分为5~7个断面,每个断面布置一个温度监测点,参见图1。

纵向传感器布置尺寸如图1,必须保证安装的温度传感器的正确位置。从混凝土浇筑层的下表面温度测试点开始依次编号为:5点测温区的编为1、2、3、4、5号点,其中3号传感器为本层结构的中心点,5号传感器为本层结构的上表面温度监测点,1号点为下表面点。

在层面上的5个测区的编号为:

5个测区的为:A、B、C、D、E,A测区为平面中部测区取在平面对角线的交点处,D为角位置处的测区取距离长轴上距角点位置1000mm处,B为侧边部点取在短轴上距侧模500mm处,C测区为长半轴上距中心测区A距离为长半轴长度的1/2处的测区,E测区为长半轴上距中心测区A距离为另一长半轴长度的1/2处的测区;各测试区均为5个传感器的测区。

在层面上的6个测区的编号为:

6个测区的为:A、B、C、D、E、F,A测区为平面中部测区取在平面对角线的交点处,D为角位置处的测区取距离长轴上距角点位置1000mm处,B为侧边部点取在短轴上距侧模500mm处,C测区为长半轴上距中心测区A距离为长半轴长度的1/2处的测区,E测区为长半轴上距中心测区A距离为另一长半轴长度的1/2处的测区;F测区为长半轴上距中心测区A距离为另一长半轴长度的1/2处的测区;中心区A区与C区为7个传感器的测区,其它各测试区均为5个传感器的测区。

5 测温传感器的安装及保护

测温传感器的安装及保护应符合下列规定:

安装与测试:

5.1 所有选用的温度传感器必须符合本方案规定的选取原则,经检验合格后,按布置图进行编号,以5~6个传感器作为一个测区,每个传感器均得按结构纵向位置编号,编号可按方案确定编号方法对应编号。建议传感器导线采用不同颜色导线标记,防止布设时产生错误。

5.2 测温传感器安装位置应按3.3.4节位置准确布设,固定牢固;

5.3 固定后立即测试线路的通畅性;

5.4 测温传感器与导线连接处应采用锡焊连接,并进行绝缘处理,切记一定要确保绝缘质量,大量工程测试表明,如果出现绝缘不良现象将导致整个使用同一台仪器的所有测试点的测量数据严重受到影响,而且查找故障点的工作非常困难;

5.5 导线连接完毕再次进行线路工作性测试,确保线路的连接正确性与通畅性;

5.6 引出导线应集中布置,加钢管等保护措施进行保护,确保在整个测试过程中线路的安全性,防止因线路问题出现断路、短路及绝缘性问题出现;

5.7 传感器必须在钢筋绑扎完毕和混凝土浇筑前安装完成;

5.8 整个安装完成后应进行联机验证测试,测试整个测温系统的工作情况。

线路保护:

混凝土浇筑过程中,下料时不得直接冲击温度传感器及其引出线;振捣时,振捣器不得触及温度传感器及其引线。

6 测温制度

6.1 浇筑完毕的混凝土一般在10h后开始测试,以后每隔4h一次测试,在测试过程中随时进行较验。测温一直持续到该混凝土温度开始下降稳定时刻为止,约14d左右。在浇筑期间及浇筑后7d,宜不大于2h测读一次,7d之后宜4h测读一次,14d之后宜8h测读一次,在以后的测试中,不应少于24h一次。高频率的测试对于记录混凝土温控的全过程是有益的。

6.2 本工程规定从混凝土浇筑后的10h起,开始混凝土的温度监控工作,测试周期2h一个周期至7d,共计测试时间14d,可根据工程实际降温情况调整。

6.3 在混凝土的浇筑过程中每8h测试一次混凝土的入模温度,做好记录工作。

7 测试结果分析与控制方法

7.1 温度控制处理系统

根据温度测试结果分析大体积混凝土内部的温度及其变化情况,必须要求对边缘进行保温,以达到内外温度差不超过25℃的控制条件。

7.2 控制指标

7.2.1 混凝土浇筑块体的内表温差(不含混凝土收缩的当量温度)为25℃;

7.2.2 混凝土浇筑块体的降温速率为1.5℃/d;

7.2.3 所计算出的温度应力σ应满足:

式中:ftk――混凝土抗压强度标准值;

K――防裂安全系数,取为1.15。

8 结束语

通过对黔织高速公路六冲河特大桥承台大体积混凝土的施工,混凝土的水化热效应将是导致混凝土开裂最主要的因素。大体积混凝土的温控施工,混凝土浇筑过程中应进行混凝土浇筑温度的监测,在养护过程中还应进行混凝土浇筑块体升降温、里外温差、降温速度及环境温度等监测,这些监测工作会给施工组织者及时提供信息反映大体积混凝土浇筑块体内温度变化的实际情况及所采取的施工技术措施效果,为施工组织者在施工过程中及时准确采取温控对策提供科学依据。

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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