均须采用自动计量称重设备衡器来施工。
计量误差的控制:一是按规定进行计量衡器器械的检验校正工作,保证计量衡器器械的精度满足质量要求;二是在施工过程计量实施中,由专职计量试验人员每天不定时地进行校对修正,使配合比中各种材料的误差控制在规范允许范围内,从而保证混凝土实际容重在允许误差范围内。
(2) 结构尺寸控制
管段混凝土结构尺寸的控制关键是模板的设计、加工、安装及混凝土浇筑前、浇筑过程中和验收的精心管理控制。
在管段模板设计时,要将全部荷载充分分析列入,并有一定的安全储备,同时制定出加工工艺及质量控制标准,经过技术论证后,进行加工。在加工过程中,对模板每一构件的设计图纸及质量标准,严格检查。模板全部加工完成后,使用前,必须按图纸进行试拼,并对其进行全面验收。模板设计与浇筑台车设计要配套全面考虑,并根据计算出的模板、台车变形量,设计反向变形来调整模板安装位置,从而使模板变形后,管段混凝土结构尺寸仍然在允许范围内。
施工工序质量的严格控制:制定模板安装、拆卸、运输、存放及维护、混凝土入模、振捣施工工艺及标准。从测量放样开始,对每一道工序及所有几何尺寸均反复进行严格校对、检查、复查、验收,并作好记录。明确每一道工序施工负责人、检查执行人,明确操作者作业标准,使误差得以系统全面地控制。模板及台车全部支撑的牢固程度为浇筑全过程重点检查控制项目。
5.5.1.2.管段施工阶段的裂缝控制 (1) 混凝土浇筑前裂缝控制的计算
根据施工中拟采取的防裂措施和已知施工条件,计算混凝土的水泥水化热绝热温升值、各龄期收缩变形值、收缩当量温差和弹性模量,并计算可能产生的最大温度收缩应力。如最大温度收缩应力不超过混凝土的抗拉强度,则所采取的防裂措施能有效控制预防裂缝的出现;如超过混凝土的抗拉强度,则可采取调整混凝土的浇筑温度、减低水化热温升值,降低内、外温差,改善施工操作工艺和混凝土性能,提高抗拉强度或改善约束等技术措施重新计算,直至计算的应力在允许范围内。
水化热绝热温升值计算:
- 16
T(t)=( mc Q∕c·ρ)·(1―e)
T(t)— 浇完一段时间t,混凝土的绝热温升值( ℃ ); mc — 每立方米混凝土水泥用量(kg/m); c — 混凝土的比热;
ρ — 混凝土的质量密度(kg/m); e — 常数,为2.718;
m — 与水泥品种、浇捣温度有关的经验系数,一般取0.2—0.4,也 可以从厂家获取;
Q — 水泥水化热量,由水泥生产厂家提供(J/kg) t — 混凝土浇筑后至计算时的天数(d)
各龄期混凝土收缩变形值: Σy(t)= ΣΣ
c y
cy
3
3
-mt
(1―e
-0.1t
)·M1·M2·M3·?·Mn
―4
— 标准状态下的最终收缩值(即极限收缩值),取3.24×10;
M1、M2、M3?、Mn—考虑各种非标准条件的修正系数(见表1); 各龄期混凝土收缩当量温差:是指混凝土收缩产生的变形,换算成相当于引起同样变形所需要的温度;
Ty(t)= Σ
y(t)
∕α
α— 混凝土的热扩散系数.
λ— 混凝土的导热系数(W∕m·k). λ=(1/P)(Pcλc+Psλs+Pgλg+Pwλw).
P1、Pc、Ps、Pg、Pw— 分别为混凝土、水泥、砂、石、水的每立方米混凝土所占的百分比(%).
λc、λs、λg、λ
w
— 分别为水泥、砂、石、水的导热系数(W∕m·k).
C=(1∕P)(PcCc+PsCs+PgCg+PwCw).
Cc、Cs、Cg、Cw — 分别为水泥、砂、石、水的比热(KJ/kg·k);
各龄期混凝土弹性模量: E(t)=Ec(1-e
-0.09t
)
2
E(t) — 混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm);计算温度应力时一般取平均值;
Ec — 混凝土的最终弹性模量(N/mm),可近似取28d的弹性模量;
2
- 17
混凝土的温度收缩应力:
б=[E(t)·α·ΔT∕(1―γ)]·S(t)·R (N/mm) ΔT — 混凝土的最大综合温差(℃)
ΔT=T0+(2/3)T(t) +Ty(t)―Th) T0 — 混凝土的入模温度(℃);
Th — 混凝土浇筑后达到稳定时的温度,一般根据历年气象资料取当年平均气温(℃);
S(t) — 考虑徐变影响的松驰系数;
龄期(d) S(t) 0 0.5 1 2 3 7 10 15 20 28 40 60 90 2
1 0.626 0.617 0.59 0.57 0.502 0.462 0.411 0.374 0.336 0.306 0.288 0.284
R-混凝土的外约束系数,当为岩石地基时,R=1,一般地基为0.25~0.50; γ―混凝土的泊松比,一般取0.15 ~0.20; 混凝土和钢筋混凝土极限拉伸计算: ε
pa
=0.5fct(1+ρ/d)×10
2
-4
fct―混凝土的抗拉设计强度(N/mm) ρ―配筋率(%),ρ=EaAa/EbAb
Ea、Eb―分别为钢筋、混凝土的弹性模量(N/mm),Aa、Ab—分别为钢筋混凝土的截面积; D—钢筋直径(cm)。
(2)混凝土浇筑后裂缝控制的计算
在管段混凝土浇注后,根据实测温度值和绘制的温度升降曲线,分别计算各降温阶段的混凝土温度收缩拉应力。如果累计总拉应力不超过同龄期的混凝土抗拉强度,则表示所采取的防裂措施能有效控制预防裂缝的出现,如超过该阶段时的混凝土抗拉强度,则应采取加强养护、保温等措施,使其缓慢降温和收缩,提高该龄期的混凝土的抗拉强度,以控制裂缝的发生。
混凝土绝热温升值计算: T(t)=[(mc·Q)/(c·ρ))(1―eTmax= mc·Q/c·ρ
―mt
2
)
- 18
T(t)、mc、Q、c、ρ、e、m、t等的符号意义同(1); Tmax—混凝土的最大水化热温升值(℃); 混凝土实际最高温升值:
根据各龄期的实测温度升降值及温度升降曲线,计算各龄期实际水化热最高温升值。
Td=Tn―T0
Tn—各龄期实测温度值(℃); T0 — 混凝土入模温度(℃); 混凝土水化热平均温度: Tx(t)=T1+2/3T4=T1+2/3(T2―T1)
T1 — 保温养护下混凝土表面温度(℃); T2 — 实测混凝土结构中心最高温度(℃); T4=T2―T1
混凝土结构截面上任意深度处的温度: Ty=T1+(1―4y/d)T4 d — 结构物厚度;
y — 基础截面上任意一点离开中心轴的距离;
各龄期混凝土收缩变形值,当量温差及弹性模量:计算同(1) 各龄期综合温差和总温差: 综合温差:T0(t)= Tx(t)+Ty(t)
Ty(t)—各龄期混凝土收缩当量温差(℃); 总温差:为混凝土各龄期综合温差之和: T= T0(1)+T0(2)+T0(3)+?+T0(n) 最大温度应力值:
2
2
α— 混凝土线膨胀系数,取1×10; γ— 泊松比,当结构双向受力时,取0.15; Ei(t) —各龄期混凝土的弹性模量;
―5
- 19
ΔTi(t) —各龄期综合温差,均以负值代入; Si(t)—各龄期混凝土松驰系数
cos h — 双曲余弦函数,可由函数表查得; β — 约束将态影响系数,
H — 结构厚度(mm);
Cx— 水平阻力系数(N/mm),此处可取100 N/mm; L — 结构底板长度(mm); 降温时混凝土的抗裂安全度: K=fct/ζ
(t)
2
2
≥1.15
fct—混凝土的抗拉强度设计值; (3)防止管段制作时开裂的措施
管段混凝土制作时产生裂缝的原因主要在于:干船坞地基不均匀沉降、混凝土干缩、沉缩、温度应力。因此,可采取如下防开裂措施:
防止地基不均匀沉降的措施:坞底严格按设计换填,并碾压密实,采取设置后浇带及按次序分段浇筑,排、注水系统良好。
防止干缩开裂的措施:混凝土浇筑后12小时覆盖养护,湿养环境湿度70﹪以上,湿养时间不少于14天,养护水温与混凝土表面温度相近。
防止沉缩开裂的措施:选择级配良好的粗、细骨料,粗骨料选用最大粒径小于40mm连续级配碎石;水灰比小于0.53;选用适宜的外掺料,如粉煤灰代替水泥并降水化热;选用有减水、缓凝、增密作用的外加剂(包括补偿收缩用的膨胀剂);选用恰当的振捣工具及与粗骨料粒径相匹配的振捣参数;选择早强、水化热低且干缩小的水泥,采用底板、边墙、顶板的混凝土浇筑次序;根据外部环境条件确定合理的浇筑时间,采用水冷散热系统,注射液氮或添加冰水,原材料覆盖高堆,泵送混凝土管道外缠泡沫膜等混凝土降温方法;选用性能良好的隔热模板;未满7天的混凝土本体温降或温升应不超过3℃∕d;脱模时间,要避开水化热峰值和内外温差过大的时间,且混凝土强度不低于2.5Mpa;混凝土拌合出机至浇筑完毕的时间:当气温低于25℃时,不大于90分钟,当气温大于25℃时,不大于60分钟。
- 20