大體積混凝土熱工計(jì)算

1、大體積混凝土熱工計(jì)算1、主墩承臺(tái)熱工計(jì)算主墩承臺(tái)的混凝土澆筑時(shí)正值夏季高溫天氣（7月8月）, 東莞市累年各月平均氣溫、平均最高氣溫見(jiàn)下表：東莞市累年各月平均氣溫表（單位：）月份123456月平均氣溫14.215.118.522.525.727.5月份789101112月平均氣溫28.528.327.124.320.015.9東莞市累年各月平均最高氣溫表（單位：）月份123456789101112全年月平均最高氣溫2626.828.731.233.134.73635.634.632.730.22731.4本方案取7-8月份平均最高氣溫為36，平均氣溫28。4.1、砼的拌和溫度砼攪拌后的出機(jī)溫度，

2、按照下式計(jì)算：式中：Tc - 砼的拌和溫度（）； W - 各種材料的重量（kg）； C - 各種材料的比熱（kJ/kgK); Ti - 各種材料的初始溫度（）混凝土拌和溫度計(jì)算表材料名稱重量W（kg）比熱C（KJ/kg K）熱當(dāng)量WC（KJ/）溫度Ti（）熱量TiWC（KJ）（1）（2）（3）=(1)×(2)（4）（5）=(3)×(4)水泥350.0 0.84 294.00 53.50 15729.00 砂740.0 0.84 626.64 25.00 15666.00 碎石1050.0 0.84 898.80 25.00 22470.00 粉煤灰70.0 0.84 58.

3、80 53.50 3145.80 減水劑12.7 0.84 10.67 53.50 570.74 膨脹劑拌和水170.0 4.20 714.00 15.00 10710.00 合計(jì)2418.7 2602.91 68291.54 注：1、表中砂、石的重量，應(yīng)是扣除游離水份后的凈重； 2、上表溫度欄中水泥、粉煤灰、減水劑均為太陽(yáng)直曬溫度，拌合水、砂、碎石為采用降溫措施后的溫度。由此可得出采取降溫措施的混凝土拌和溫度：4.2、砼的澆筑溫度砼攪拌后的澆筑溫度，按照下式計(jì)算：式中：Tj - 砼的澆筑溫度（）； Tc - 砼的拌和溫度（）； Tq - 砼運(yùn)輸和澆筑時(shí)的室外氣溫，取28; A1An - 溫度

4、損失系數(shù)砼裝、卸和轉(zhuǎn)運(yùn)，每次A=0.032；砼運(yùn)輸時(shí)，A=，為運(yùn)輸時(shí)間（min）；砼澆筑過(guò)程中A=0.003，為澆搗時(shí)間（min）。砼出機(jī)拌和溫度按照計(jì)算取值，為26.24；砼運(yùn)輸和澆筑時(shí)的室外氣溫按照平均溫度取值28；砼運(yùn)輸罐車(chē)運(yùn)輸時(shí)間為45min，砼泵車(chē)下料時(shí)間約12min，砼分層厚度為30cm，每層砼（57.4m3）從振搗至澆筑完畢預(yù)計(jì)約2小時(shí)。整個(gè)承臺(tái)（分三次澆筑）每次澆筑完畢預(yù)計(jì)最大用時(shí)12小時(shí)。溫度損失系數(shù)值：裝料：A1=0.032運(yùn)輸：A2=0.0042×45=0.189砼罐車(chē)卸料：A3=0.032砼泵車(chē)下料：A4=0.0042×12=0.05澆搗：A5=0.

5、003×2×60=0.360.663故： = 26.24+（28.026.24）×0.663 = 27.41 如不計(jì)入澆搗影響A5，則：0.303此時(shí)： = 26.24+（28.026.24）×0.303= 26.77 4.3、砼的絕熱溫升式中：T（） - 在齡期時(shí)砼的絕熱溫升（）； Th - 砼的最終絕熱溫升（）,； e - 自然常數(shù)，取值為2.718； m - 與水泥品種、澆搗時(shí)溫度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見(jiàn)下表,取28時(shí)的m值，內(nèi)插求得m=0.397；- 齡期（d）計(jì)算水化熱溫升時(shí)的m值澆筑溫度（）51015202530m0.2950.3180.3400.

6、3620.3840.406W - 每m3砼中水泥用量（kg/m3）； Q - 每kg水泥水化熱量（J/kg），取值335J/kg；（查簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)第572頁(yè)表10-39） C - 砼的比熱，取值為0.96（J/kgK）（查簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)第571頁(yè)表1038） - 砼的容重，取為2400kg/m3。采用本配合比時(shí)砼的最終絕熱溫升：=50.893天時(shí)水化熱溫度最大，故計(jì)算齡期3天的絕熱溫升，則有：=50.89×（10.2043）=40.494.4、砼內(nèi)部溫度砼內(nèi)部的中心溫度，按照下式計(jì)算：式中：T（）max - 在齡期時(shí)，砼內(nèi)部中心的最高溫度（）； Tj - 砼的澆筑溫度（）；T（

7、t） -在t齡期時(shí)混凝土的絕熱溫升（oC）；（） -不同澆筑塊厚度，在不同齡期時(shí)的溫降系數(shù)（）；主墩承臺(tái)分三次澆筑，即澆筑厚度分別是：2.0m、1.5m、1.5m,取2.0m的厚度進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)下表內(nèi)插計(jì)算（3）=0.57不同齡期水化熱溫升與澆筑塊厚度關(guān)系表澆筑塊厚度（m）不同齡期（d）時(shí)的值369121518212427301.000.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.590.480.380.29

8、0.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24由此計(jì)算齡期3天的砼內(nèi)部中心溫度：=27.41+40.49×0.57=50.494.5、砼表面溫度砼的表面溫度，按照下式計(jì)算：式中：Tb（） - 齡期時(shí)，砼的表面溫度（）； Tq - 齡期時(shí)，大氣的平均溫度（）；T（）- 齡期時(shí)，砼中心溫度與外界氣溫之差（）； h' - 砼的虛厚度（m），； - 砼的導(dǎo)熱系數(shù)，取值為2.23 W/mK； - 砼模板及保溫層的傳熱系數(shù)（W/

9、m2K），；i - 各種保溫材料的厚度（m）；i - 各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK）；q - 空氣層傳熱系數(shù)，取值為23 W/m2K； k - 計(jì)算折減系數(shù)，取值為0.666； H - 砼的計(jì)算厚度，； h - 砼的實(shí)際厚度（m）。各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)表（W/mK）材料名稱材料名稱木板0.23甘蔗板0.05鋼模58瀝青玻璃棉氈0.05草袋0.14瀝青礦棉木屑0.17油氈紙0.05爐渣0.47泡沫塑料制品干砂0.33普通砼濕砂1.31加氣砼0.16粘土泡沫砼0.10紅粘土磚0.43水0.58灰砂磚空氣0.03混凝土采用表面灌注0.2m厚、四周0.75m厚從承臺(tái)砼冷凝管中流出的溫水進(jìn)行保溫。

10、4.5.1 混凝土的虛鋪厚度：各個(gè)參數(shù)取值：i砼頂面蓄水保溫厚度取20cm；砼四周水的保溫層厚度取75cm；i水的導(dǎo)熱系數(shù)取0.58W/m·k；q空氣層傳熱系數(shù)取23 W/m2·k水、鋼模板保溫層的傳熱系數(shù)：則有：4.5.2 混凝土的計(jì)算厚度：=2.0+2×2.50=7.0m齡期為3天時(shí)，砼中心溫度與外界氣溫之差T（4）=50.49-28.0=22.49（）；齡期為3天時(shí)，大氣的平均溫度Tq=28.0；齡期為3天時(shí)，計(jì)算得出砼的表面溫度： =48.65 齡期為3天時(shí)，砼中心溫度與表面溫度之差為： 50.49-48.65=1.84 < 25齡期為3天時(shí)，混凝土

11、表面溫度Tb()與大氣溫度Tq之差為： 48.65-28.0=20.65 < 254.6、采取降溫措施后的砼溫度計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主墩承臺(tái)分三次澆筑，每次澆筑設(shè)置一層冷卻管，高度方向距混凝土頂面100cm，水平方向間距100cm（第一次澆筑厚度為2.0m,為最不利情況）；冷卻管材料選用鋼管光-32-YB234-63黑鐵管，外徑42.25mm，壁厚3.25mm。冷卻管總量968.88m/3028.7kg，單根冷卻管總量161.48m/504.8kg冷卻管自澆筑砼時(shí)即通入冷水，并連續(xù)通水14天，出水口流量10-20 l/min，進(jìn)水水溫與砼內(nèi)部溫差小于20,冷卻管內(nèi)進(jìn)出水溫度差小于10，每隔

12、1-2小時(shí)測(cè)溫并記錄一次。在每次承臺(tái)澆筑完畢后，利用冷卻管流出的溫水對(duì)承臺(tái)進(jìn)行蓄水保溫養(yǎng)護(hù)。蓄水高度0.2m，主墩承臺(tái)鋼套箱內(nèi)壁同樣蓄水，高于承臺(tái)面0.5m。本方案只計(jì)算主墩承臺(tái)的冷卻管降溫參數(shù)，采用冷卻管通水后降低砼內(nèi)部的最高溫度，表面蓄水進(jìn)行保溫，防止砼表面的溫度與大氣溫度的溫差過(guò)大。相關(guān)計(jì)算參數(shù)為：水泥用量：350kg/m3；澆筑溫度28.0，澆筑后平均氣溫28.0；冷卻水初始水溫15，水的比熱C=4.2KJ/kgK，s=1000kg/m3，流量qs=15l/min=（15*60）/1000m3/h=0.9m3/h；單根冷卻管總長(zhǎng)L=161.48m；砼導(dǎo)熱系數(shù)=3.15W/mK，導(dǎo)溫系數(shù)

13、a=0.115m2/d，比熱C=0.96KJ/kgK，容重=2400kg/m3。根據(jù)冷卻管布置方案，計(jì)算冷卻管冷卻圓柱體的直徑為：=1.21m（此數(shù)據(jù)為化引的砼導(dǎo)溫系數(shù)m2/d）查參考圖例（斜拉橋建造技術(shù)P339圖3-2-64）得冷卻水管散熱殘留比X值，見(jiàn)下表相關(guān)數(shù)據(jù)：（d）0.51.52.53.54.55.50.0540.1620.270.3780.4860.594X0.970.880.850.570.490.4=50.89，其中m=0.397（1/d）砼的絕熱溫升見(jiàn)下表：齡期（d）123456砼絕熱溫升（）27.8935.4240.4943.9046.1947.73查參考圖例（斜拉橋建造技

14、術(shù)P341圖3-2-66）得Ca2值，見(jiàn)下表相關(guān)數(shù)據(jù)：（d）0.51.52.53.54.55.5F00.00230.0070.01150.01610.02070.0253Ca20.920.850.80.770.730.71通過(guò)表面和冷卻管同時(shí)散熱后的水化熱溫升，利用下述公式計(jì)算得出下表相關(guān)數(shù)值：計(jì)算公式為：123456T27.8935.4240.4943.946.1947.73T27.897.535.073.412.291.54(Ca2)0.50.920.850.80.770.730.71X0.50.970.880.850.570.490.4(Ca2X)0.5D0.89 0.75 0.68 0

15、.44 0.36 0.28 1d24.89 24.89 2d20.86 5.63 26.49 3d18.97 5.12 3.45 27.53 4d12.24 3.30 2.23 1.50 19.27 5d9.98 2.69 1.81 1.22 0.82 16.52 6d7.92 2.14 1.44 0.97 0.65 0.44 13.56 從上表可以看出，最高溫升發(fā)生在第3天，第3天時(shí)的，查參考圖例（斜拉橋建造技術(shù)P340圖3-2-65）得Ca1=0.0625值。則=3時(shí)的殘留比如下：Ca1=0.0625；Ca2=0.785；X=0.71Ca1X=0.0625×0.71=0.044（

16、1-Ca1X）=1-0.044=0.956Ca2X=0.785×0.71=0.557（1-X）Ca2=（1-0.71）×0.785=0.228砼澆筑初期由于有水泥水化熱的影響，砼的表面溫度常較氣溫高，此時(shí)：式中：Tq - 砼澆筑后的平均氣溫，取28.0；T- 砼表面溫度高于氣溫的差值，按照以下采用：表面不蓋草袋時(shí)，T=35;表面蓋一層草袋時(shí),T=10;表面流水養(yǎng)護(hù)時(shí),Tb=½(氣溫+流水溫度)本方案中,=(28.0+15)×0.5=21.5計(jì)算砼內(nèi)部最高溫度: =55.64通過(guò)以上對(duì)比計(jì)算，采取降溫措施后砼的中心最高溫度降幅為：67.9-55.64=12

17、.26。齡期為3天時(shí)，砼的表面溫度為48.65；齡期為3天時(shí)，砼表面溫度與中心溫度之差為： 55.64-48.65=6.99 < 25齡期為3天時(shí)，砼表面溫度與大氣溫度之差為： 48.65-28.0=20.65 < 25為避免砼裂縫的產(chǎn)生，采用蓄水20cm的保溫方法，防止砼表面溫度與大氣溫度相差過(guò)大。2、過(guò)渡墩承臺(tái)熱工計(jì)算過(guò)渡墩承臺(tái)的混凝土澆筑計(jì)劃在今年10月份（21#）和明年的4月份（23#）進(jìn)行, 東莞市累年各月平均氣溫、平均最高氣溫見(jiàn)下表：東莞市累年各月平均氣溫表（單位：）月份123456月平均氣溫14.215.118.522.525.727.5月份789101112月平均氣

18、溫28.528.327.124.320.015.9東莞市累年各月平均最高氣溫表（單位：）月份123456789101112全年月平均最高氣溫2626.828.731.233.134.73635.634.632.730.22731.4本方案取4、10月份平均最高氣溫為32.5，平均氣溫24.3。4.1、砼的拌和溫度砼攪拌后的出機(jī)溫度，按照下式計(jì)算：式中：Tc - 砼的拌和溫度（）； W - 各種材料的重量（kg）； C - 各種材料的比熱（kJ/kgK); Ti - 各種材料的初始溫度（）混凝土拌和溫度計(jì)算表材料名稱重量W（kg）比熱C（KJ/kg K）熱當(dāng)量WC（KJ/）溫度Ti（）熱量TiW

19、C（KJ）（1）（2）（3）=(1)×(2)（4）（5）=(3)×(4)水泥350.0 0.84 294.00 53.50 15729.00 砂746.0 0.84 626.64 20.00 12532.80 碎石1070.0 0.84 898.80 20.00 17976.00 粉煤灰70.0 0.84 58.80 53.50 3145.80 減水劑12.7 0.84 10.67 53.50 570.74 膨脹劑拌和水170.0 4.20 714.00 20.00 14280.00 合計(jì)2418.7 2602.91 64234.34 注：1、表中砂、石的重量，應(yīng)是扣除游離

20、水份后的凈重； 2、上表溫度欄中水泥、粉煤灰、減水劑均為太陽(yáng)直曬溫度，拌合水、砂、碎石為采用降溫措施后的溫度。由此可得出采取降溫措施的混凝土拌和溫度：4.2、砼的澆筑溫度砼攪拌后的澆筑溫度，按照下式計(jì)算：式中：Tj - 砼的澆筑溫度（）； Tc - 砼的拌和溫度（）； Tq - 砼運(yùn)輸和澆筑時(shí)的室外氣溫，取24.3; A1An - 溫度損失系數(shù)砼裝、卸和轉(zhuǎn)運(yùn)，每次A=0.032；砼運(yùn)輸時(shí)，A=，為運(yùn)輸時(shí)間（min）；砼澆筑過(guò)程中A=0.003，為澆搗時(shí)間（min）。砼出機(jī)拌和溫度按照計(jì)算取值，為24.68；砼運(yùn)輸和澆筑時(shí)的室外氣溫按照平均溫度取值24.3；砼運(yùn)輸罐車(chē)運(yùn)輸時(shí)間為45min，砼泵車(chē)

21、下料時(shí)間約12min，砼分層厚度為30cm，每層砼（89.5m3）從振搗至澆筑完畢預(yù)計(jì)約3小時(shí)。整個(gè)承臺(tái)（分二次澆筑）每次澆筑完畢預(yù)計(jì)最大用時(shí)6小時(shí)。溫度損失系數(shù)值：裝料：A1=0.032運(yùn)輸：A2=0.0042×45=0.189砼罐車(chē)卸料：A3=0.032砼泵車(chē)下料：A4=0.0042×12=0.05澆搗：A5=0.003×3×60=0.540.843故： = 24.68+（24.324.68）×0.843 = 24.364.3、砼的絕熱溫升式中：T（） - 在齡期時(shí)砼的絕熱溫升（）； Th - 砼的最終絕熱溫升（）,； e - 自然常數(shù)，取

22、值為2.718； m - 與水泥品種、澆搗時(shí)溫度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見(jiàn)下表,取25時(shí)的m值，內(nèi)插求得m=0.384；- 齡期（d）計(jì)算水化熱溫升時(shí)的m值澆筑溫度（）51015202530m0.2950.3180.3400.3620.3840.406W - 每m3砼中水泥用量（kg/m3）； Q - 每kg水泥水化熱量（J/kg），取值335J/kg；（查簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)第572頁(yè)表10-39） C - 砼的比熱，取值為0.96（J/kgK）（查簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)第571頁(yè)表1038） - 砼的容重，取為2400kg/m3。采用本配合比時(shí)砼的最終絕熱溫升：=50.893天時(shí)水化熱溫度最大，故計(jì)算齡期3

23、天的絕熱溫升，則有：=50.89×（10.2152）=39.944.4、砼內(nèi)部溫度砼內(nèi)部的中心溫度，按照下式計(jì)算：式中：T（）max - 在齡期時(shí)，砼內(nèi)部中心的最高溫度（）； Tj - 砼的澆筑溫度（）；T（t） -在t齡期時(shí)混凝土的絕熱溫升（oC）；（） -不同澆筑塊厚度，在不同齡期時(shí)的溫降系數(shù)（）；過(guò)渡墩承臺(tái)分二次澆筑，即每次澆筑厚度1.75m,根據(jù)下表內(nèi)插計(jì)算（3）=0.53不同齡期水化熱溫升與澆筑塊厚度關(guān)系表澆筑塊厚度（m）不同齡期（d）時(shí)的值369121518212427301.000.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.

24、110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.590.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24由此計(jì)算齡期3天的砼內(nèi)部中心溫度：=24.36+39.94×0.53=45.534.5、砼表面溫度砼的表面溫度，按照下式計(jì)算：式中：Tb（） - 齡期時(shí)，砼的表面溫度（）； Tq - 齡期時(shí)，大氣的平均溫度（）

25、；T（）- 齡期時(shí)，砼中心溫度與外界氣溫之差（）； h' - 砼的虛厚度（m），； - 砼的導(dǎo)熱系數(shù)，取值為2.23 W/mK； - 砼模板及保溫層的傳熱系數(shù)（W/m2K），；i - 各種保溫材料的厚度（m）；i - 各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK）；q - 空氣層傳熱系數(shù)，取值為23 W/m2K； k - 計(jì)算折減系數(shù)，取值為0.666； H - 砼的計(jì)算厚度，； h - 砼的實(shí)際厚度（m）。各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)表（W/mK）材料名稱材料名稱木板0.23甘蔗板0.05鋼模58瀝青玻璃棉氈0.05草袋0.14瀝青礦棉木屑0.17油氈紙0.05爐渣0.47泡沫塑料制品干砂0.33普通

26、砼濕砂1.31加氣砼0.16粘土泡沫砼0.10紅粘土磚0.43水0.58灰砂磚空氣0.03混凝土采用表面灌注0.2m厚、四周0.75m厚從承臺(tái)砼冷凝管中流出的溫水進(jìn)行保溫。4.5.1 混凝土的虛鋪厚度：各個(gè)參數(shù)取值：i砼頂面蓄水保溫厚度取20cm；砼四周水的保溫層厚度取75cm；i水的導(dǎo)熱系數(shù)取0.58W/m·k；q空氣層傳熱系數(shù)取23 W/m2·k水、鋼模板保溫層的傳熱系數(shù)：則有：4.5.2 混凝土的計(jì)算厚度：=1.75+2×2.50=6.75m齡期為3天時(shí)，砼中心溫度與外界氣溫之差T（4）=45.53-24.3=21.23（）；齡期為3天時(shí)，大氣的平均溫度Tq

27、=24.3；齡期為3天時(shí)，計(jì)算得出砼的表面溫度： =44.10 齡期為3天時(shí)，砼中心溫度與表面溫度之差為： 45.53-44.10=1.43 < 25齡期為3天時(shí)，混凝土表面溫度Tb()與大氣溫度Tq之差為： 44.10-24.3=19.80 < 254.6、采取降溫措施后的砼溫度計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求，過(guò)渡墩承臺(tái)分二次澆筑，每次澆筑設(shè)置一層冷卻管，高度方向距混凝土頂面87.5cm，水平方向間距140cm（第一次澆筑厚度為1.75m,為最不利情況）；冷卻管材料選用鋼管光-32-YB234-63黑鐵管，外徑42.25mm，壁厚3.25mm。冷卻管總量532m/1663.12kg，單根冷卻管

28、總量133m/415.78kg冷卻管自澆筑砼時(shí)即通入冷水，并連續(xù)通水14天，出水口流量10-20 l/min，進(jìn)水水溫與砼內(nèi)部溫差小于20,冷卻管內(nèi)進(jìn)出水溫度差小于10，每隔1-2小時(shí)測(cè)溫并記錄一次。在每次承臺(tái)澆筑完畢后，利用冷卻管流出的溫水對(duì)承臺(tái)進(jìn)行蓄水保溫養(yǎng)護(hù)。蓄水高度0.2m，過(guò)渡墩承臺(tái)鋼套箱內(nèi)壁同樣蓄水，高于承臺(tái)面0.5m。本方案只計(jì)算過(guò)渡墩承臺(tái)的冷卻管降溫參數(shù)，采用冷卻管通水后降低砼內(nèi)部的最高溫度，表面蓄水進(jìn)行保溫，防止砼表面的溫度與大氣溫度的溫差過(guò)大。相關(guān)計(jì)算參數(shù)為：水泥用量：350kg/m3；澆筑溫度24.3，澆筑后平均氣溫24.3；冷卻水初始水溫20，水的比熱C=4.2KJ/k

29、gK，s=1000kg/m3，流量qs=15l/min=（15*60）/1000m3/h=0.9m3/h；單根冷卻管總長(zhǎng)L=133.0m；砼導(dǎo)熱系數(shù)=3.15W/mK，導(dǎo)溫系數(shù)a=0.115m2/d，比熱C=0.96KJ/kgK，容重=2400kg/m3。根據(jù)冷卻管布置方案，計(jì)算冷卻管冷卻圓柱體的直徑為：=1.34m（此數(shù)據(jù)為化引的砼導(dǎo)溫系數(shù)m2/d）查參考圖例（斜拉橋建造技術(shù)P339圖3-2-64）得冷卻水管散熱殘留比X值，見(jiàn)下表相關(guān)數(shù)據(jù)：（d）0.51.52.53.54.55.50.0430.1280.2130.2980.3830.468X0.930.860.810.650.570.49=

30、50.89，其中m=0.384（1/d）砼的絕熱溫升見(jiàn)下表：齡期（d）123456砼絕熱溫升（）27.2834.8139.9443.4345.8147.43查參考圖例（斜拉橋建造技術(shù)P341圖3-2-66）得Ca2值，見(jiàn)下表相關(guān)數(shù)據(jù)：（d）0.51.52.53.54.55.5F00.00470.01410.02350.03290.04230.0517Ca20.870.780.730.670.620.57通過(guò)表面和冷卻管同時(shí)散熱后的水化熱溫升，利用下述公式計(jì)算得出下表相關(guān)數(shù)值：計(jì)算公式為：123456T27.2834.8139.9443.4345.8147.43T27.287.535.133.4

31、92.381.62(Ca2)0.50.870.780.730.670.620.57X0.50.930.860.810.650.570.49(Ca2X)0.5D0.81 0.67 0.59 0.44 0.35 0.28 1d22.57 22.57 2d18.71 5.05 23.76 3d16.49 4.45 3.03 23.98 4d12.15 3.28 2.23 1.52 19.18 5d9.86 2.66 1.81 1.23 0.84 16.40 6d7.79 2.10 1.43 0.97 0.66 0.45 13.42 從上表可以看出，最高溫升發(fā)生在第3天，第3天時(shí)的，查參考圖例（斜拉橋

32、建造技術(shù)P340圖3-2-65）得Ca1=0.0825值。則=3時(shí)的殘留比如下：Ca1=0.0825；Ca2=0.70；X=0.73Ca1X=0.0825×0.73=0.06（1-Ca1X）=1-0.06=0.94Ca2X=0.70×0.73=0.511（1-X）Ca2=（1-0.73）×0.70=0.189砼澆筑初期由于有水泥水化熱的影響，砼的表面溫度常較氣溫高，此時(shí)：式中：Tq - 砼澆筑后的平均氣溫，取24.3；T- 砼表面溫度高于氣溫的差值，按照以下采用：表面不蓋草袋時(shí)，T=35;表面蓋一層草袋時(shí),T=10;表面流水養(yǎng)護(hù)時(shí),Tb=½(氣溫+流水溫

33、度)本方案中,=(24.3+20)×0.5=22.15計(jì)算砼內(nèi)部最高溫度: =49.26通過(guò)以上對(duì)比計(jì)算，采取降溫措施后砼的中心最高溫度降幅為：64.3-49.26=15.04。齡期為3天時(shí)，砼的表面溫度為44.10；齡期為3天時(shí)，砼表面溫度與中心溫度之差為： 49.26-44.1=5.16 < 25齡期為3天時(shí)，砼表面溫度與大氣溫度之差為： 44.1-24.3=19.8 < 25為避免砼裂縫的產(chǎn)生，采用蓄水20cm的保溫方法，防止砼表面溫度與大氣溫度相差過(guò)大。3、主墩墩柱熱工計(jì)算主墩墩柱實(shí)體段的混凝土澆筑計(jì)劃在今年10月份進(jìn)行, 東莞市累年各月平均氣溫、平均最高氣溫見(jiàn)下

34、表：東莞市累年各月平均氣溫表（單位：）月份123456月平均氣溫14.215.118.522.525.727.5月份789101112月平均氣溫28.528.327.124.320.015.9東莞市累年各月平均最高氣溫表（單位：）月份123456789101112全年月平均最高氣溫2626.828.731.233.134.73635.634.632.730.22731.4本方案取10月份平均最高氣溫為32.7，平均氣溫24.3。4.1、砼的拌和溫度砼攪拌后的出機(jī)溫度，按照下式計(jì)算：式中：Tc - 砼的拌和溫度（）； W - 各種材料的重量（kg）； C - 各種材料的比熱（kJ/kgK); T

35、i - 各種材料的初始溫度（）混凝土拌和溫度計(jì)算表材料名稱重量W（kg）比熱C（KJ/kg K）熱當(dāng)量WC（KJ/）溫度Ti（）熱量TiWC（KJ）（1）（2）（3）=(1)×(2)（4）（5）=(3)×(4)水泥350.0 0.84 294.00 53.50 15729.00 砂746.0 0.84 626.64 20.00 12532.80 碎石1070.0 0.84 898.80 20.00 17976.00 粉煤灰70.0 0.84 58.80 53.50 3145.80 減水劑12.7 0.84 10.67 53.50 570.74 膨脹劑拌和水170.0 4.2

36、0 714.00 20.00 14280.00 合計(jì)2418.7 2602.91 64234.34 注：1、表中砂、石的重量，應(yīng)是扣除游離水份后的凈重； 2、上表溫度欄中水泥、粉煤灰、減水劑均為太陽(yáng)直曬溫度，拌合水、砂、碎石為采用降溫措施后的溫度。由此可得出采取降溫措施的混凝土拌和溫度：4.2、砼的澆筑溫度砼攪拌后的澆筑溫度，按照下式計(jì)算：式中：Tj - 砼的澆筑溫度（）； Tc - 砼的拌和溫度（）； Tq - 砼運(yùn)輸和澆筑時(shí)的室外氣溫，取24.3; A1An - 溫度損失系數(shù)砼裝、卸和轉(zhuǎn)運(yùn)，每次A=0.032；砼運(yùn)輸時(shí)，A=，為運(yùn)輸時(shí)間（min）；砼澆筑過(guò)程中A=0.003，為澆搗時(shí)間（m

37、in）。砼出機(jī)拌和溫度按照計(jì)算取值，為24.68；砼運(yùn)輸和澆筑時(shí)的室外氣溫按照平均溫度取值24.3；砼運(yùn)輸罐車(chē)運(yùn)輸時(shí)間為45min，砼泵車(chē)下料時(shí)間約12min，砼分層厚度為30cm，每層砼（34.45m3）從振搗至澆筑完畢預(yù)計(jì)約1小時(shí)。整個(gè)墩柱實(shí)體段（分三次澆筑）每次澆筑完畢預(yù)計(jì)最大用時(shí)12小時(shí)。溫度損失系數(shù)值：裝料：A1=0.032運(yùn)輸：A2=0.0042×45=0.189砼罐車(chē)卸料：A3=0.032砼泵車(chē)下料：A4=0.0042×12=0.05澆搗：A5=0.003×1×60=0.180.483故： = 24.68+（24.324.68）×

38、0.483 = 24.504.3、砼的絕熱溫升式中：T（） - 在齡期時(shí)砼的絕熱溫升（）； Th - 砼的最終絕熱溫升（）,； e - 自然常數(shù)，取值為2.718； m - 與水泥品種、澆搗時(shí)溫度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，見(jiàn)下表,取25時(shí)的m值，內(nèi)插求得m=0.384；- 齡期（d）計(jì)算水化熱溫升時(shí)的m值澆筑溫度（）51015202530m0.2950.3180.3400.3620.3840.406W - 每m3砼中水泥用量（kg/m3）； Q - 每kg水泥水化熱量（J/kg），取值335J/kg；（查簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)第572頁(yè)表10-39） C - 砼的比熱，取值為0.96（J/kgK）（查簡(jiǎn)明施工

39、計(jì)算手冊(cè)第571頁(yè)表1038） - 砼的容重，取為2400kg/m3。采用本配合比時(shí)砼的最終絕熱溫升：=50.893天時(shí)水化熱溫度最大，故計(jì)算齡期3天的絕熱溫升，則有：=50.89×（10.2152）=39.944.4、砼內(nèi)部溫度砼內(nèi)部的中心溫度，按照下式計(jì)算：式中：T（）max - 在齡期時(shí)，砼內(nèi)部中心的最高溫度（）； Tj - 砼的澆筑溫度（）；T（t） -在t齡期時(shí)混凝土的絕熱溫升（oC）；（） -不同澆筑塊厚度，在不同齡期時(shí)的溫降系數(shù)（）；主墩墩柱實(shí)體段分三次澆筑，即每次澆筑厚度4.0+4.0+3.13=11.13m,根據(jù)下表內(nèi)插計(jì)算（3）=0.74不同齡期水化熱溫升與澆筑塊

40、厚度關(guān)系表澆筑塊厚度（m）不同齡期（d）時(shí)的值369121518212427301.000.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.590.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24由此計(jì)算齡期3天的砼內(nèi)部中心溫度：=24

41、.50+39.94×0.74=54.064.5、砼表面溫度砼的表面溫度，按照下式計(jì)算：式中：Tb（） - 齡期時(shí)，砼的表面溫度（）； Tq - 齡期時(shí)，大氣的平均溫度（）；T（）- 齡期時(shí)，砼中心溫度與外界氣溫之差（）； h' - 砼的虛厚度（m），； - 砼的導(dǎo)熱系數(shù)，取值為2.23 W/mK； - 砼模板及保溫層的傳熱系數(shù)（W/m2K），；i - 各種保溫材料的厚度（m）；i - 各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK）；q - 空氣層傳熱系數(shù)，取值為23 W/m2K； k - 計(jì)算折減系數(shù)，取值為0.666； H - 砼的計(jì)算厚度，； h - 砼的實(shí)際厚度（m）。各種保溫材料

42、的導(dǎo)熱系數(shù)表（W/mK）材料名稱材料名稱木板0.23甘蔗板0.05鋼模58瀝青玻璃棉氈0.05草袋0.14瀝青礦棉木屑0.17油氈紙0.05爐渣0.47泡沫塑料制品干砂0.33普通砼濕砂1.31加氣砼0.16粘土泡沫砼0.10紅粘土磚0.43水0.58灰砂磚空氣0.03混凝土采用表面蓄水保溫、四周采用鋼模板進(jìn)行保溫。4.5.1 混凝土的虛鋪厚度：各個(gè)參數(shù)取值：i砼頂面蓄水保溫厚度取20cm；四周為6mm厚的鋼模板i鋼模的導(dǎo)熱系數(shù)取58W/m·k；i水的導(dǎo)熱系數(shù)取0.58W/m·k；q空氣層傳熱系數(shù)取23 W/m2·k水、鋼模板保溫層的傳熱系數(shù)：則有：4.5.2 混

43、凝土的計(jì)算厚度：=4+2×0.58=5.16m齡期為3天時(shí)，砼中心溫度與外界氣溫之差T（4）=54.06-24.3=29.76（）；齡期為3天時(shí)，大氣的平均溫度Tq=24.3；齡期為3天時(shí)，計(jì)算得出砼的表面溫度： =36.18 齡期為3天時(shí)，砼中心溫度與表面溫度之差為： 54.06-36.18=17.88 < 25齡期為3天時(shí)，混凝土表面溫度Tb()與大氣溫度Tq之差為： 36.18-24.3=11.88 < 254.6、采取降溫措施后的砼溫度計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主墩墩柱分三次澆筑，每次澆筑設(shè)置二層冷卻管，高度方向間距200cm，水平方向間距100cm；冷卻管材料選用鋼管光

44、-32-YB234-63黑鐵管，外徑42.25mm，壁厚3.25mm。冷卻管總量640.68m/2002.77kg，單根冷卻管總量106.78m/333.79kg冷卻管自澆筑砼時(shí)即通入冷水，并連續(xù)通水14天，出水口流量10-20 l/min，進(jìn)水水溫與砼內(nèi)部溫差小于20,冷卻管內(nèi)進(jìn)出水溫度差小于10，每隔1-2小時(shí)測(cè)溫并記錄一次。在每次主墩墩柱澆筑完畢后，利用冷卻管流出的溫水對(duì)其進(jìn)行蓄水保溫養(yǎng)護(hù)。蓄水高度0.2m。本方案只計(jì)算主墩墩柱的冷卻管降溫參數(shù)，采用冷卻管通水后降低砼內(nèi)部的最高溫度，表面蓄水進(jìn)行保溫，防止砼表面的溫度與大氣溫度的溫差過(guò)大。相關(guān)計(jì)算參數(shù)為：水泥用量：350kg/m3；澆筑溫

45、度24.3，澆筑后平均氣溫24.3；冷卻水初始水溫20，水的比熱C=4.2KJ/kgK，s=1000kg/m3，流量qs=15l/min=（15*60）/1000m3/h=0.9m3/h；單根冷卻管總長(zhǎng)L=106.78m；砼導(dǎo)熱系數(shù)=3.15W/mK，導(dǎo)溫系數(shù)a=0.115m2/d，比熱C=0.96KJ/kgK，容重=2400kg/m3。根據(jù)冷卻管布置方案，計(jì)算冷卻管冷卻圓柱體的直徑為：=1.711m（此數(shù)據(jù)為化引的砼導(dǎo)溫系數(shù)m2/d）查參考圖例（斜拉橋建造技術(shù)P339圖3-2-64）得冷卻水管散熱殘留比X值，見(jiàn)下表相關(guān)數(shù)據(jù)：（d）0.51.52.53.54.55.50.0250.0730.1220.1710.2200.270X1.000.880.850.750.670.62=50.89，其中m=0.384（1/d）砼的絕熱溫升見(jiàn)下表：齡期（d）123456砼絕熱溫升（）27.2834.8139.9443.4345.8147.43查參考圖例（斜拉橋建造技術(shù)P341圖3-2-66）得Ca2值，見(jiàn)下表相關(guān)數(shù)據(jù)：（d）0.51.52.53.54.55.5F00.00350.01050.01750.02450.03150.0385Ca20.910.830.800.720.680.63通過(guò)表面和冷卻管同時(shí)散熱后的水化熱溫升，利用下述公式計(jì)算得出下表相關(guān)數(shù)值：計(jì)算公式為：123456T27.