铁路斜拉桥承台大体积混凝土水化热温度-应力场研究

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大体积混凝土浇筑过程中的温度场应力场分析第五章(2)

大体积混凝土浇筑过程中的温度场应力场分析第五章(2)

5.4桥墩温度场仿真分析本文利用ANSYS软件对桥墩(桥墩尺寸24m×18m×30m,承台尺寸30m×24m×8m)的浇筑过程进行了仿真分析。

浇筑过程采用分层浇筑方式。

分层浇筑过程中,将桥墩分成十层浇筑,工期为三十天,每层三米,每三天浇筑一层。

图5-2为桥墩浇筑完成时的整体温度场图像,从图中可以看出,此时第一到第八层得混凝土温度为18℃~22℃之间,说明此时已经浇筑的混凝土温度已经稳定,水化热的影响不会再对模型的温度产生决定性的影响。

从图中的温度分布可以看出,温度在角点处降低的最快,每层的边界随角点温度逐渐降低。

在层与层的连接处,受温度下层受上层水化温升的影响温度有所上升。

图5-3清晰的显示了第十层混凝土的温度场分布。

新浇筑层的温度变化较大,从地面的26℃到顶面的33℃。

对比图5-2和图5-4可以发现第十层混凝土从浇筑到工期完成时的过程中,第九层温度并未受到第十层水化温升的影响,在浇筑六天后温度明显降低,说明分层浇筑有利于混凝土水化热的释放。

图5-2 桥墩浇筑第30天时温度场分布Figure 5-2 Temperature distribution in the first 30 days of the piers pouringFigure 5-3 Isotherm distribution in the first 30 days of the piers pouringFigure 5-4 Temperature distribution in the first 28 days of the piers pouring下面以桥墩浇筑第二层(即6米)为例对桥墩浇筑过程中的温度变化进行分析。

图5-5为浇筑六米高的桥墩第二天时温度场分析。

混凝土入模时的温度为23.6℃,随着水泥水化热的释放,第二天时混凝土的表面最高温度达到了35℃。

图5-6说明第七天时混凝土表面最高温度为34℃,但边界处的温度已经下降到21℃。

基于ANSYS的斜拉桥主塔混凝土浇筑过程水化热分析

基于ANSYS的斜拉桥主塔混凝土浇筑过程水化热分析

基于ANSYS的斜拉桥主塔混凝土浇筑过程水化热分析摘要:以某大跨斜拉桥为工程背景,基于ansys的apdl语言编制相应的命令流程序,建立了斜拉桥索塔的三维有限元模型,对主塔下塔柱第一节段混凝土浇筑过程水化热进行了仿真分析。

结果表明,理论计算结果与现场监测较为吻合,验证了理论计算方法的可行性,为该桥的施工监控和其他同类桥梁的计算分析提供了依据。

关键词:ansys斜拉桥大体积混凝土温度场中图分类号:u448.27文献标识码: a 文章编号:1.概述斜拉桥主塔属于大体积高标号混凝土结构,在混凝土浇筑过程的水化反应生热不易较快散失,从而形成结构内部较大的不均匀温度场,导致构件产生截面应力重分布和结构内力重分布,影响结构的变形、裂缝的出现和发展等使用性能,甚至影响极限承载力。

本文以某大跨度斜拉桥为工程背景,用ansys有限元软件模拟主塔节段混凝土浇筑水化反应生热的过程以及由此引起结构的应力,并根据计算结果提出了合理的温控措施。

1.工程概况某大跨斜拉桥主塔选用花瓶形,塔高102.5m,采用c50钢筋混凝土结构,分节段爬模法施工。

下塔柱第1节段高4.5m,分为实体段和单箱单室段。

其中实体段高3m,横桥向宽5.85-6m,顺桥向宽10.8-11m;单箱单室段高1.5m,横桥向宽5.77-5.85m,顺桥向宽10.7-10.8m,横桥向壁厚为1.2m,顺桥向壁厚为1.5m。

2.温控计算2.1计算模型根据图纸尺寸取第一节段1/4对称部分进行计算,有限元模型如附图1所示,建模要点如下:附图1(1)浇筑前模拟参数:混凝土密度为2450kg/m3,导热系数为300.89,比热为1.01,初温度为28.7℃。

边界及对流条件如下:塔座底部和承台之间以及结构对称面与外界环境之间不考虑热交换:hflux=0;第一节段混凝土外侧为钢模板,对流系数取;内侧为木模板,;塔座外侧、第1节段混凝土表面与空气接触,对流系数取。

当与空气接触或有模板和保温层时,可按下式计算对流系数:式中,为模板的厚度(m),取21mm;为模板的导热系数(w/m·k),木模板取0.23;钢模板取58;为空气的传热系数,可取23(w/m2·k)(2)浇筑后模拟参数:混凝土密度为2450kg/m3,泊松比为0.167,线胀系数为2.0e-5,参考温度为28℃。

承台大体积混凝土水化热温度监测分析

承台大体积混凝土水化热温度监测分析

定 的参 考与借 鉴 。
图 1 测 点 布 置
l 现场 数 据 采 集
1 1 工 程 概 况 .
1 3 测试 方 法 .
本 次水化 热 温度现 场采 集针 对 的是某 铁路 桥梁
温度 测试 从 承 台 浇筑 完 毕 后 开 始 , 7 h每 隔 前 2
2 h测 温 一 次 , 2~18 7 6 h每 隔 4 h测 温 一 次 , 6 1 8~
12 测点布 置 .
36 3 h每 隔 8 h测 温一 次 ,3 36~62 7 h每 隔 1h测 温 一 2 次, 之后 2 h测 温 一次 直 至 混 凝 土 温度 基 本 稳 定 为 4
I。 E
2 监测结果及数据分析
2 1 底 层测 点 温度变 化 .
由于承台双轴对称 , 现场温度传感器布置在14 / ' 承 台范 围内。根据 观测 需 要 , 筑承 台混凝 土 前 , 浇 在 承台中心和表面分层埋设温度传感器 , 共布置了八
第2 7卷
第 3期
甘肃科 技
Ga s c e c n c n l g n u S in e a d Te h oo y
Z 27 .
Ⅳ0 3 .
2 1 年 2月 01
Fe . 2 b 011
承 台大 体 积 混 凝 土水 化 热温 度 监 测 分 析
徐 建 刘 钊 , , 吕立超 熊 雷 ,
底. 1
对于 内外 这么 大的 温差 , 果 不 采用 一 定 措施 加 以 如 控制 , 么必然是 造成 承 台早 期开 裂 的重 要原 因 。 那
由图 2~ 6可 知 , 台 内表 温差 与上下 层温差 和 承
底- 2

0 4 8 0 O 1 0 1 0 2 0 2 8 2 6 0 4 80 5 0 5 0 6 O 2 6 0 40 2 0 3 0 3 0 4 0 4 0 4 2 6 O

大体积混凝土水化热温度效应的研究

大体积混凝土水化热温度效应的研究

孙全胜等:大体积混凝土水化热温度效应的研究大体积混凝土水化热温度效应的研究孙全胜,张德平(东北林业大学,哈尔滨150040)【摘要】以梅山跨海大桥为背景,应用ANSYS有限元软件对该桥桥墩的混凝土水化热温度效应进行数值模拟分析,并且根据该桥实际工程中监测的温度发展曲线校正ANSYS数值分析的温度场,得出了大体积混凝土水化热温度效应发展规律,为以后类似结构的温控工程提供参考。

【关键词】大体积混凝土;水化热;温度场;温度裂缝【中图分类号】TU528.0【文献标识码】B【文章编号】1001-6864(2012)01-0005-03由于施工期间水泥的水化热作用,大体积混凝土结构内部会产生较高温度梯度,在受到内部或外部的约束时将产生较大的温度应力,从而导致混凝土开裂。

由于温度应力引起的裂缝具有裂缝宽、上下贯通等特点,对结构的承载能力、防水性能、耐久性等都会产生很大影响[1]。

因此只有控制好大体积混凝土内部的温升速度和温度梯度,才能更好的控制由其产生的温度应力,从而控制大体积混凝土的裂缝开展问题。

1工程概况梅山跨海大桥长1487m。

大桥主桥桥跨为75m+ 130m+75m的预应力混凝土连续刚构,主桥桥墩采用分离双薄壁墩,断面尺寸1.5mˑ6.0m,两片墩纵桥向间距6.5m,主跨侧墩高15.816m,边跨侧墩高15.732m,单个桥墩混凝土量高达143m3,属于大体积混凝土构件。

为了减小混凝土构件内外温度差,降低温度梯度,消除温度应力带来的裂缝,于是在桥墩内部布置了冷却水管,利用循环冷却水将水化热产生的大部分热量带出混凝土内部,降低混凝土内部的温度场,减小温度应力,抑制温度裂缝的产生。

混凝土内部冷却水管的布置如图1、图2所示。

2大体积混凝土水化热温度效应数值分析2.1分析方法文中分析混凝土的温度分布和发展规律时主要考虑了混凝土浇筑温度、胶凝材料含量、水化热、比热、导热系数、密度、距混凝土表面1 2cm处空气的温度等影响因素。

邯武快速路斜拉桥索塔基础承台大体积混凝土现场温度控制

邯武快速路斜拉桥索塔基础承台大体积混凝土现场温度控制

邯武斜拉桥索塔承台大体积混凝土施工技术0.前言大体积混凝土具有体积大、数量多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩大等特点。

大体积混凝土的温升控制和温度裂缝防治一直是工程技术界长期关心和共同研究的重要问题。

我国现有规范普遍认为,结构中实体最小尺寸大于或等于1m 的部位所用的混凝土,称为大体积混凝土。

大体积混凝土产生温度裂缝主要有以下几个原由:(1)水泥的水化热;⑵内外温差;⑶约束条件;⑷混凝土的收缩变形。

大体积混凝土在水泥水化热的作用下,将产生较高的水化热温升,产生较大的非均匀温度变形。

温度变形在下部结构和自身的约束之下将产生较大的温度应力,极易导致混凝土开裂。

邯武快速路上跨西环路、邯长铁路立交工程主线斜拉桥为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥,设计起止桩号为:ZK1+661.8~ZK1+921.8m,桥长260m,桥面宽37.5m。

主线斜拉桥索塔承台为八边形,横桥向尺寸为35m,顺桥向尺寸为24.6m,厚5.5m。

结构为钢筋混凝土结构,混凝土设计强度等级为C35防腐混凝土,承台大体积混凝土浇注方量为4297.2m3,索塔承台混凝土属超大体积混凝土,按设计要求一次浇注完成。

索塔承台是整座桥梁的基础,承受着全桥自重和所有外荷载,其安全性和耐久性至关重要。

为保证工程质量,减轻或避免温度裂缝,除应采取合理的施工方法和工艺外,还必须进行温度控制和温控监测。

1.工程概况1.1 施工简况本索塔基础承台为八边形,钢筋混凝土结构,混凝土设计强度等级为C35防腐混凝土,承台大体积混凝土浇注方量为4297.2m3,钢筋总量为696t,其中承台钢筋量为606t,索塔预埋钢筋90t。

本混凝土承台模板采用竹胶板,以较好的保证混凝土的外观质量及保温效果。

在承台钢筋安装完毕后,布置五层冷却管,并于混凝土浇筑前进行通水;为监控承台混凝土的温升情况并指导冷却水通水情况,于承台内设置了一定数量的感温元件。

承台大体积混凝土采用预拌混凝土,采用直接泵送的方式输送,即采用两台泵车将拌合站混凝土罐车运来的混凝土直接泵送浇筑入模。

大体积混凝土温度场温度应力仿真研究

大体积混凝土温度场温度应力仿真研究

2工 程 实 例 . O引 言 . 大体积混凝土在水利水电建设 . 至在整个 现代工程建设 中, 甚 都 在混凝 土浇筑初期温 度和温度应力随时间急剧变化。 而混凝土 的 占有重要的地位 。过去大体积混 凝土的定义主要是根据几何尺寸 , 一 水 化热 、 弹性模量 、 徐变度 等基 本参数随混凝土龄期改变, 因此大体积 般认为混凝 土的几何尺寸 大于某一尺度或 可能出现 的混凝 土内外温 混凝 土结构 的温度应力计算是一个非常复杂的问题。 本文 以江尖水利 差超过某 一定值 . 就认 为是 大体 积混凝 土 . 国际上一般采 用 0 m l 枢纽 节制 闸底板施工为例 , . — 8 m 采用三维有限元法进行计算分析 。 作为界限 自 8 年代以后大体积混凝上 的定义有 了改变 . 国混凝土 0 美 21 .计算模 型 协会给 出了新的定义 : 何现浇混凝 土 , 任 其尺 寸达到 必须解决水 化热 为了准确反映结构各部位的受力特点, 采用了较密的剖分单元, 用 及随之引起 的体 积变形问题 . 以最 大限度减少 开裂影响 的 . 即称为大 八结 点等参单元模拟混凝土结构和地基。 体积混凝土 从这一点上我们就可以看 出人们越来越重视大体积混凝 2 计算工况和基本资料 . 2
221 .. 施工方案 4月 2 1日浇 筑 2 节制 闸底板 . 月 2 5 1日浇筑 节 制 闸闸墩 : 5 泵站流道层边荷载 , 不考虑泵站底板边荷载) ; 在混凝 土浇筑 初期, 温度和温度应力 随时 间急剧变 化, 而混凝土的 月 中旬施加泵站边荷载( 月上旬施加 1节制 闸岸 墙边 荷载和泵 站边 荷载 ( 泵站空箱层 边荷 水化 热 、 弹性模量 、 徐变 度等基本 参数随混凝土龄期改变, 因此大体 积 6 载)。 混凝 土结构 的温度应力计算是一个非常复杂 的问题。 . 2 . 混凝土绝热温升 .2 2 1 温度场 的仿真计算理论 . 1 根据 水泥用 量 3 6 g  ̄ d水化热 2 0 ̄ g 2 d 化热 34 f 0 kl 、 m 3 5k k 、8 水 3k l 111热传导方程 .. 5k/ , k 计算混凝 土绝热 温升为  ̄ 4 ̄。 e6 = C 按各向同性材料考虑 时. 假定混凝土在浇筑过程 中满 足能量 守恒 蛔 推算水化 热总量为 3 1J g 223浇筑温度 .. 原理 , 并且考虑温度对混凝土绝热温升的影响, 则求解混凝土不稳定 温 4 月下旬 1 . ℃ 5 中旬 2 . ℃, 月下旬 2 . ℃。 7 2 ,月 4 06 5 4 06 7 度场 的热传 导方为 : 2 计算结果分析 _ 3 。 节制闸最先浇筑, 边荷载 影响较大 , 底板拉应 力起控制作用 , 故 x aY az | u u 计算结果仅列 节制闸。x O m剖面为跨 中 , 1. =. O 0 m剖面为节 制闸 = O , r一 1 1 1 t 底板应力较大部位 1 . = 4 m剖面为闸墩 中心部位 。 6 2 . 温度计算 结果 .1 3 式 中 : 为时间 ; Y、 为直角坐标; ( Y , 为温度场 ; 为混凝 t x、 z Tx , ) ,z I a =. OO m剖面 。 最高温度为 5 . ̄, 75C发生在混凝土浇筑后 的第 4天 f 4 土导热 系数 ; ) 于有效 时间的混凝土绝热温升 。 为基 月 2 日)。 5 1 . 初始条件及边界条件 .2 1 1. 0 m剖面 .最高温度为 5 . 发生在该处混凝土浇 筑后 4 O 7 ℃. 5 d 热传导 方程建立 了物体的温度与 时间、 空间 的关 系 , 但满足热传 左右 。 导方程 的解 有无限多 . 为了确定需要 的温度 场 。 还必须知 道初始条件 : 46 1. m剖面 . 最高温度为 5 . 发生在该处混凝土浇筑后 的 4 8 ℃。 2 d 和边界条件 。初始条件为在初始瞬时物体内部的温度分布规律 。 边界 左右 。 条件为 混凝 土表面与周 围介质 ( 如空气或水 ) 之间温度相互 作用 的规 2 . 应力计算结果 .2 3 律. 初始条件和边界条件合称为边值条( 或定解 条件) 。 =. 0 m剖 面 . 月 2 O 4 3日在底板表 面产生垂直于水流 向最大拉应 初始条件 : z ,= ,z , 0 , £ y )t ) , = () 3 力 = . M A顺水流向水平最大拉应力 = . MP 。随着混凝土 16 P 3 13 A 3 第一类边界条件 : Tf ) =( t ( 4 ) 内部不 断降温 , 表面拉 应力逐 渐减 小, 5 2 至 月 2日该 处应 力 = 第二类边界条件 : = 0 ( 5 ) O 8 P = . M A。泵站 边荷 载施 加后 , 处应 力 增加 到 . M A、 1 6 P 9 0 该 土裂缝问题

大体积混凝土水化热温度应力裂缝控制的试验及有限元仿真分析

大体积混凝土水化热温度应力裂缝控制的试验及有限元仿真分析摘要:现今大跨度和超高层建筑越来越多,大体积混凝土的水化热产生温度应力裂缝问题越来越受关注。

采用有限元法,数值模拟混凝土水化热实际工程,与实测试验进行比较和分析,探索一条经济、合理而又高效的混凝土水化热产生温度应力的预测方法。

通过数值仿真与现场监测结果对比分析显示,在混凝土水化热反应过程中,混凝土体内部温度变化成高度非线性,仅通过试验来评估温度应力裂缝控制方案,难度大而确定性和可靠度低;有限元仿真大体积混凝体水化热产生温度应力,仅存在较小的误差,仿真结果较为可信;且当控制方案不满足要求时,可根据上次仿真结果分析,找出不满足要求的关键因素,从而有针对性的提出优化和改进方案。

关键词:大体积混凝土;水化热;温度应力裂缝;有限元法;仿真技术0 引言为适应我国经济的快速增长,每年新建的超高层、大跨度建筑结构在不断增加,为满足上部结构承载要求,往往使用更大体积和更高强度钢筋混凝土,对建筑成本、施工工期、施工质量等提出更高要求,如:2004年北京电视中心工程综合业务楼[1],建筑物高度达到259m,地下结构采用钢骨架钢筋混凝土结构和钢筋混凝土框架剪力墙结构,基础长88.2m,宽77.45m,底板厚度达到2m,混凝土浇灌量巨大,并且施工要求控制成本,降低施工难度,确保基础底板的整体性,即不留设任何施工缝和后浇筑带的情况下一次浇筑成型。

当前,对水泥混凝土材料硬化过程中产生的水化热量的研究已较为成熟[2],如水泥水化反应主要矿物产生的热量,水化反应随时间变化产生的热量。

温度膨胀和扩散理论也相当成熟,自20世纪30年代修建美国的佛坝开始[5],混泥土水化热所致温度应力裂缝引起相关学者的极大兴趣,大批量理论成果涌现,典型的有姜忠给出了混凝土浇筑计算体内外温差的计算方法[6];阮静等[7]对高强度混凝土水化热进行了实时监测和理论分析,比较和分析了高强度混凝土与普通混凝土在绝热温升方面的区别,提出了高强度混凝土的温度控制标准;任铮钺等[8]进行了高掺量粉煤灰混凝土水化热的试验研究,分析了高掺量粉煤灰对混凝土水化热控制的影响,从而减少温度应力裂缝的产生;刘连新等[9]对高性能混凝土水化热试验进行试验研究,认为水泥用量非影响混凝土升温的唯一因素,低水胶比可以明显降低混凝土的总水化热。

210974870_大体积承台混凝土水化热仿真及温控分析

1工程背景选取位于重庆市内的某连续刚构桥主墩承台进行分析,该桥主墩承台尺寸为21.0m (横桥向)×21.0m (纵桥向)×7m (层厚)的整体式钢筋混凝土结构,承台混凝土为C40,承台浇筑方量达到3087.0m 3,钢筋294.4t 。

承台分为两次浇筑,第一次的浇筑厚度为4m ,第二次的浇筑厚度为3m 。

桥墩承台混凝土体积较大,为掌握砼内部最高温度和内外温差,防止混凝土结构产生裂缝,需对大体积混凝土承台水化热发生过程模拟并进行温度测试及控制。

2结构仿真分析2.1模型参数设置承台尺寸为21.0m×21.0m×7.0m ,由于结构尺寸对称,此次计算采用1/4结构进行计算,如图1所示,并且考虑承台外围2.0m 的地基,材料参数如表1所示,冷却管布置如图2~图4所示。

根据现场情况承台第一层和第二层拟采用大气温度为15.0℃,浇筑温度为15.0℃进行仿真分析。

本次计算采用实体单元建模型。

承台第一层考虑10h 、24h 、48h 、72h 、96h 、120h 、144h ……336h 等子工况,承台第二层考虑浇筑10h 、24h 、48h 、72h 、96h 、120h 、144h ……336h 等子工况。

分别研究冷凝管入口温度为10℃、15℃、20℃三种不同情况下的各层温度变化情况以及内外温差。

2.2边界条件①位移边界条件。

这种承台的底层是浇注在地基之上大体积承台混凝土水化热仿真及温控分析Hydration Heat Simulation and Temperature Control Analysis of Mass Pile Cap Concrete崔成男CUI Cheng-nan ;蔡华CAI Hua ;邢振华XING Zhen-hua ;宋楠SONG Nan ;田戬TIAN Jian(中建铁路投资建设集团有限公司,北京102601)(China State Construction Railway Investment &Engineering Group Co.,Ltd.,Beijing 102601,China )摘要:以重庆某高速公路建项目某特大桥主墩承台大体积混凝土为研究对象,采用Midas FEA 有限元软件对承台浇筑后336h内的温度场进行了数值模拟和分析,并着重分析了入口温度为10℃、15℃、20℃时温度场随时间变化曲线。

承台大体积混凝土施工水化热分析

器, 计 2 共 4个 , 台 中心沿 竖 向布设 5个传 感 器检 测 承
构, 采用 强度等级 为 C 0混凝土 , 台平面尺 寸 为 5 . 3 承 30
m 5 5 , 5 5n 承 台下基 础为 5 ×2 . 厚 . 。 m l 0根直 径 2 0 . m的 钻孔 灌注桩 。
承 台中心 的水化 热温度 变 化值 。承 台水 化热 温度 测量
单 位 : m c
图 3 承 台 中心 温 度 测 点 布 置 立 面
边 界条 件为 混凝 土表 面与 周 围环 紧介 质之 间温度
相 互传递 的规 律 。有 以下 四类边 界条 件 。
测 温 仪 器
测 温监 测传 感 器采 用 光 纤光 栅传 感 器 ,光 纤 光栅
传感器 具 有抗 电磁 干扰 、 高灵 敏度 、 温 性好 、 耐 耐腐 蚀 、 尺寸 小等 优 点 。当光 纤光 栅所 处 环境 的温度 、 应力 、 应 变或 其他 物理 量发 生 变化 时 ,光 栅 的周 期 或纤 芯 折射 率发生变化 , 而 使反射光 的波长 发生变化 , 从 通 过测量 反射 光波 长 的变化 来获 得待 测物 理量 的数 据 。
若表 面 为绝热 的, 则有


-0
第三 类边 界 条件 。当混凝 土与 空气接 触 时 , 定经 假
过 混 凝 土 表 面 的热 量 与 混 凝 土 表 面 温度 与 气 温
之 差成 即

看成 内部 有热 源 的连 续均 匀 介质 瞬态 温 度 场 ,瞬 态温
度场 的计 算 实质 是求 解三 维 热传 导 方程 在 特 定 的边 界 条件和 初 始条件 下 的求解 , 维热传 导方程 为 三
种 情况 。 () = 1 tO时 , 始 温 度 均 是 坐 标 (, z 的 已知 函 初 ) 数, 即

承台大体积混凝土水化热数值模拟

承台大体积混凝土水化热数值模拟佚名【摘要】文章以某公路桥梁桥墩承台为工程背景,结合实际所使用的混凝土材料特性,并通过模拟施工过程中的养护和降温措施,研究承台在水化热作用下的温度场及温度应力分布规律.结果表明:承台温度呈先升后降的趋势,升温阶段速率较快,降温阶段速率较慢,且当各层混凝土在浇筑完成后的第4d时,内部温度达到最大;内表温差最大值低于规范规定的25℃,满足要求;温度拉应力较大区域主要分布在承台顶面四边的中部和侧面中下部,且各时期对应的拉应力值均低于相应时期的容许抗拉强度.【期刊名称】《四川建筑》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】4页(P254-257)【关键词】大体积混凝土;数值模拟;温度;温度应力【正文语种】中文【中图分类】TU755.6+7关于大体积混凝土的定义,GB 50496-2009《大体积混凝土施工规范》规定:实体最小几何尺寸不小于1 m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土称为大体积混凝土[1]。

大体积混凝土构件由于体积较大,所以其浇筑时因水化热而产生的热量不能及时散发到空气中,以致构件内部温度不断增大,造成内部与表面的温度产生差异,从而在内部形成压应力,而表面形成拉应力。

一旦这种温度差异过大,就会导致混凝土表面的温度拉应力超过本身的容许抗拉强度,从而在结构表面出现裂缝,影响混凝土构件的承载能力和耐久性。

针对大体积混凝土的水化热特点,很多学者研究了其温度应力的发展规律和控制措施。

刘睫等[2]以云南懦扎渡水电站大坝心墙区垫层大体积混凝土为背景,对其水化热过程进行了有限元分析,并通过布置管冷降低内表温差,避免温度应力对混凝土构件产生不利影响。

陈宇[3]在分析公安长江公铁两用特大斜拉桥的S004#承台的温度分布规律的基础上,研究了冷却水温度、管距、流量以及水泥品种和用量等多种因素对大体积混凝土水化热的影响。

本文通过模拟某公路桥梁主墩承台的浇筑过程,分析大体积混凝土水化热产生的温度及温度应力,并以此指导实际施工,也为其他大体积混凝土的施工提供参考。

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预先制定 的温控措施的适用性 , 对于相近 结构 的设计 、 工以及提 高工程的可靠性和耐久性具有参考价值 。 施
关键词 : 大体 积 混 凝 土 ; 化 热 ; 应 力 ; 水 热 温度 裂缝 ; 控 温
ห้องสมุดไป่ตู้
中图 分 类 号 :U 7 T 35
文 献 标 志 码 : A
文 章 编 号 :6 2— 0 9 2 1 )2— 0 7— 7 17 7 2 ( 0 1 0 02 0
si a po esu t a rl blyadpoierf ec rd s nade g er go es i rpo c . ut cni rv t c rl ei it n rvd e n ef ei n ni e n f h i l r et s m r u a i er o g n i t m a j s
元 数 值 模 拟 及 现 场 实测 , 到 了 混凝 土 水化 热 发 展 的 时程 曲线 及 一 般 规 律 , 得 并研 究 了混凝 土 内部 温 度 梯 度 沿 承 台厚 度 方 向 和 平 面 长度 方 向随 龄 期 增 长 的 变化 情 况 , 以及 承 台 边缘 部 位 混 凝 土 的 热 应 力 分 布 规 律 。数 值 分 析 和 现 场 实 测 结 果 验 证 了
第 8卷
第 2期
铁 道 科 学 与 工 程 学 报
J OURNAL OF RAI \ Y L ~A SCI NCE AND ENGI E NEERI NG
Vo18 NO. . 2
21 0 1年 4月
A r 2 1 p Ol
铁 路 斜 拉 桥 承 台 大 体 积 混 凝 土 水 化 热 温 一应 力 场 研 究 度
2 S h o o ii E gn eig e t l o t nv r t ,C a g h 1 0 5 hn ) . c o l f vl n ier ,C nr uh U iesy h n s a 0 7 ,C ia C n aS i 4
A b t a t: s d o hep sc la d t e mo y a i r me e sa q ie y e p rme t s r c Ba e n t hy ia n h r d n m cpa a tr c u r d b x e i n ,FEM .c lu ain mo — ac lto d e se t b ih d a h he r t a y r to e t— t r lsr s ed wa bti e . W ih t e t e r tc lsm u li sa l e nd t e t o e i lh d ain h a s c he ma te sf l so an d i t h h o eia i — l t n a d t em o io n e ul ai n h n t r gr s t o i s,t e r g lrlw n i h e u a a a d tme ~ h so y c v fh d ai n h a so ti e it r ur eo y r t e twa b an d,a d t e o n h
Std n t m p r t r —t e ma t s il fh d a in u y o e e a u e —h r l r s f d o y r t s e e o
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翟建 平 秦 红禧 何旭 辉 , ,
(. 1 南广铁 路 有 限责任公 司, 广西 南 宁 50 2 ;. 3022 中南大学 土木 建筑 学院 , 南 长 沙 40 7 ) 湖 105
摘 要 : 于现场试验得到 的混凝土物理及热特性参数 , 基 建立有 限元仿真模 型 , 获得理论 水化热 温度 一应 力场。结合 有限
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