水下施工拱座基础的水化热效应研究

大体积混凝土结构早期水化热会产生较大的温度应力,可能会造成结构开裂。本文以西门河汉江特大桥为背景,采用有限元分析软件建立拱座基础三维模型,对混凝土浇注后的水化热效应进行模拟分析,并比较了水下和空气两种外界环境对温度应力的影响,结果表明,两种外界环境下结构水化热引起的最大温度出现在混凝土芯部,温度应力峰值出现在混凝土表面。通过分析其温度及应力变化规律,研究可为同类工程施工提供参考依据。     

早龄期混凝土箱梁温度场分析

混凝土水化热引起的温度效应是导致混凝土箱梁早期发生开裂的主要原因之一,严重影响施工质量,成为困扰土木技术人员的难题。为此,对某大桥进行温度场试验,基于箱梁混凝土热传导理论,利用有限元数值分析软件ANSYS,建立该大桥混凝土箱梁块水化热分析的有限元数值模型,对该混凝土箱梁结构的水化热温度场产生的过程进行数值分析,并将仿真分析结果和现场实测数据进行对比,研究早期混凝土箱梁的温度场分布及其时变特点。研究结果表明,采取正确的热学参数,混凝土箱梁温度场有限元数值仿真能准确模拟混凝土箱梁水化热现场试验温度场的分布和发展过程。混凝土箱梁结构的水化热温度梯度规律明显,减小混凝土箱梁内外温度梯度是降低混凝土箱梁早期裂缝的关键。底板中部的温度高于靠近表面位置的达23. 1℃,这是因为底板厚度较大,水化热不宜扩散,因此在混凝土养护过程中要更加注意底板等大尺寸部位的散热。研究结果为混凝土箱梁结构的温度场分析方法提供理论依据,便于准确掌握混凝土箱梁的温度应力,明确受温度效应影响最大的位置,为施工过程中的混凝土箱梁的温度控制提供参考和借鉴。     

混凝土II型梁的水化热温度场研究

高强混凝土在大体积混凝土中应用时会产生大量的水化热,在混凝土中心位置形成一个高温带导致内外温差较大,从而使混凝土产生裂缝,因此研究在施工期的水化热温度场具有重要意义.以江西鄱阳湖大桥为工程背景,现场测试了Π型主梁浇筑过程中的大量温度数据,通过分析得到了Π型梁顶板混凝土对外界气温敏感,水化热对其影响较小;梁肋大体积混凝土在施工期由于水泥水化作用,不仅会在结构内部产生较高的温度,而且容易使混凝土表面与中心产生较大的温差,导致混凝土产生裂缝.因此,施工时应采取相应的温控措施,减小混凝土的水化热.     

混凝土Π型梁的水化热温度场研究

高强混凝土在大体积混凝土中应用时会产生大量的水化热,在混凝土中心位置形成一个高温带导致内外温差较大,从而使混凝土产生裂缝,因此研究在施工期的水化热温度场具有重要意义。以江西鄱阳湖大桥为工程背景,现场测试了П型主梁浇筑过程中的大量温度数据,通过分析得到了П型梁顶板混凝土对外界气温敏感,水化热对其影响较小;梁肋大体积混凝土在施工期由于水泥水化作用,不仅会在结构内部产生较高的温度,而且容易使混凝土表面与中心产生较大的温差,导致混凝土产生裂缝。因此,施工时应采取相应的温控措施,减小混凝土的水化热。     

水化热对早龄期连续刚构箱梁开裂的影响

针对某大跨径预应力混凝土连续刚构箱梁早龄期腹板裂缝问题，对裂缝进行了现场详细的调查统计，建立了混凝土箱梁开裂节段水化热分析模型。分析结果表明，混凝土早龄期水化热产生的温度场未完全稳定，主拉应力呈现先快速增长后缓慢衰减的趋势；在早龄期张拉纵向预应力钢束后，在温度与预应力作用耦合下，混凝土箱梁腹板中产生了较大的主拉应力，从而导致腹板开裂。本研究结果可为研究大跨径连续刚构箱梁水化热效应和确定腹板钢束张拉时机提供参考。     

承台大体积混凝土水化热及温度控制措施研究

为研究大体积混凝土水化热温度场的分布规律,了解冷却水管的具体降温效果以及相关参数对降温效果的影响,以某大跨桥梁大体积混凝土承台为工程背景,采用有限元方法建立承台实体模型,模拟混凝土水化热温度场,分析冷却水管的质量流率和初始温度等参数对混凝土水化热温度场的影响。结果表明:混凝土浇筑后的水化热温度场总体呈现出先升后降的趋势,一般浇筑后2~3d达到温度峰值;布置冷却水管后,混凝土水化热的温度峰值降低了7%~31%,混凝土内总热量减少了约50%;改变冷却水管的质量流率对水化热温度场升温阶段的影响很小,对降温阶段的影响比升温阶段有所增大;降低冷却水初始温度可以加快水化热冷却速率,实际工程中,不必将冷却水温降得过低,保持在环境温度左右即可达到良好的冷却效果。     

某预应力混凝土箱梁桥水化热测试及分析

大跨预应力混凝土箱梁桥混凝土的水化热极可能是混凝土出现早期可见裂缝的重要因素之一。该文对某大跨预应力混凝土箱梁桥左右幅0#块在不同配合比条件下进行了水化热温度及应力测试,基于混凝土早龄期力学性能发展规律的实测结果,应用有限元软件对箱梁混凝土水化热中的箱梁温度场和应力场进行了时程分析。结果显示:水化热计算值与实测值吻合良好,过高的水化热是大体积混凝土早期开裂的主要原因之一。     

混凝土桥墩施工期水化热及表面抗裂影响因素研究

为提高混凝土桥墩表面抗裂性能,对其施工期水化热及表面抗裂影响因素进行研究。选取尺寸为1.5m×1.2m×1.6m的重力式矩形混凝土桥墩,采用ANSYS建立有限元模型,对桥墩的水化热温度场与应力场、养护工艺及构件设计参数对水化热温度场及其表面开裂的影响进行分析。分析结果表明:混凝土桥墩水化热过程中,由于钢筋传热,对混凝土表面温度场及箍筋、纵筋相应位置混凝土表面应力场产生影响。采取养护措施对预防混凝土早期开裂效果较好,混凝土表面应力值比无养护约下降0.6 MPa。桥墩表面温度应力随混凝土保护层厚度增大而减小,随箍筋直径增大而增大,箍筋间距变化对其影响不明显。     

转体施工开口薄壁拱桥封盘混凝土水化热分析

拱桥转体施工结束后,需进行拱脚封盘混凝土施工。拱脚封盘混凝土具有体积大、散热面积小、边界条件约束复杂等特点。针对近年来多座此类桥梁封盘混凝土出现开裂的情况,以一典型桥梁为背景,采用MI—DAS2010程序建立其水化热仿真模型,并进行了数值分析。在此基础上,对封盘混凝土的水化热效应进行了水化热常系数、浇筑温度等仿真参数分析。仿真结果表明：水化热效应是造成封盘混凝土开裂的一个重要原因。     

大跨径连续刚构桥零号块水化热作用的预测分析方法

提出一套“事前预测为主、事中监测为辅”的水化热预测分析流程.采用三维瞬态温度场理论建立水化热分析模型,应用概率统计方法确定关键参数,通过温度场与温度应力的分析确定结构热效应的影响,基于此制定针对性的测试方案与防裂预案.用该流程指导背景工程,实践表明:较好地解决了零号块浇筑的水化热问题,节约了测试成本,提高了现场工作效率.     

斜拉桥主塔承台大体积混凝土施工水化热分析

利用有限元程序对斜拉桥主塔承台混凝土施工水化热进行计算,并与实测温度场进行了比较,进一步分析了承台混凝土施工水化热变化的一般规律。     

飞燕式异型钢管混凝土拱桥施工技术

该文介绍了伊通河大桥的结构特点、设计及施工关键问题;利用考虑应力累积的方法计算了主拱肋的预拱度,为施工监测提供了依据;制定了该桥V构箱梁施工的支撑布置方案,并利用有限元数值程序M IDAS对该方案进行了优化。此外,由于伊通河大桥承台大体积混凝土浇注时水化热效应显著。该文还对伊通河大桥承台浇筑全过程进行了三维温度场分析,考虑了管冷和混凝土分批浇筑对水化热效应的影响,预测了承台内部温度随时间的变化规律。其施工技术为今后类似工程提供施工参考依据。     

水化热对斜拉桥混凝土主塔早期开裂影响研究

研究混凝土水化热作用对主塔早期开裂的影响。首先,通过求解热传导方程推导出水化热作用下主塔的温度分布公式;其次,通过分析混凝土早期弹性模量、徐变影响,导出计入时变效应的塔壁表面温度应力计算公式。分析认为,水化热作用下塔壁可能发生开裂,常系数m、表面放热系数、塔壁厚度是影响温度应力的主要因素。对重庆忠县长江大桥主塔节段的水化热温升和应力变化进行跟踪监测,证明上述理论分析的正确性,并提出预防主塔早期开裂的措施。     

冻土地区桩基础施工热稳定性分析

针对多年冻土地区桩基施工中水泥水化热对桩周温度场的热扰动问题．进行考虑相变的三维非稳态热分析,通过有限元模拟计算,得出随时间变化桩周温度场变化规律及不同深度处随时间变化沿径向桩基温度场变化规律。结果表明：混凝土水化热对桩周围土体的热扰动大而且时间长,应采取措施减小混凝土水化热,从而达到减小冻土区桩基热扰动问题。     

沱江大桥塔梁固结段大体积 UHPC 温控仿真分析

超高性能混凝土（UHPC）水胶比低,胶凝材料用量大,水化热高,大体积UHPC易形成较大的温度应力,导致结构开裂。基于ANSYS的仿真分析技术,采用ANSYS参数化设计语言（APDL）开发了一套大体积UHPC温度场及温度应力的计算程序,将其应用于沱江大桥塔梁固结段施工期温控分析。分析结果表明,采用分块分层浇筑方式并采取聚氨酯保温和通水措施后,浇筑块开裂风险较低,宜加强底板保温养护和优化实心区水管排布保证温控质量。     

郭家沱长江大桥锚碇大体积混凝土水化热研究

重力式锚碇是典型的大体积混凝土结构,施工过程中的水化热应予以严格控制,避免产生温度裂缝.以郭家沱大桥锚碇为例,在施工前进行水化热分析,制定相应的大体积混凝土温控措施.经现场监测,各项指标均满足标准限值,未出现混凝土温度裂缝,证明温控措施有效,确保了锚碇质量.     

某承台大体积混凝土的温控方案设计与实施

大体积混凝土的浇筑必须采取措施以避免因水化热引起的内表温差过大而导致裂缝。该文介绍了浇筑某承台大体积混凝土所采取的温控方案,包括混凝土原材料选用原则、冷却水管的设计和测温系统的设计等,并介绍了其实施效果。由于该温控方案较为合理,现场施工组织细致,因而避免了有害的温度裂缝的产生,保证了承台大体积混凝土的工程质量。     

钢管混凝土拱肋施工过程截面温度特性分析

应用大型通用程序对钢管混凝土构件截面温度场进行计算。对不同的水化热计算模型进行比较分析,认为复合指数式较为合适。对钢管壁厚、管径、混凝土导热系数等参数对钢管混凝土拱肋施工过程截面温度特性的影响进行了分析,结果表明:钢管壁厚影响较小,而管径的影响较大;混凝土导热系数对截面温度场有一定的影响,但对于同一种骨料的混凝土其影响不大。     

季节性冻土区隧道温度场分析与预测

为预防季节性冻土区隧道因防寒保温措施设置不足引发的冻害,研究季节性冻土区吐库二线中天山隧道温度场变化规律及其防寒保温参数。基于围岩温度场现场测试研究,利用ANSYS有限元软件,同时考虑水文地质条件、混凝土衬砌水化热、大气温度和地温随时间变化等影响因素,预测、比较隧道施加保温层和未施加保温层的冻融循环圈。总结出设置保温边沟和设置厚度≥5cm、导热系数≤0.03W/(m•K)的保温层是必要和合理的。     

承台大体积混凝土水化热分析与施工控制

结合援孟加拉国中孟友谊六桥主桥承台设计与施工,利用Midas/Civil有限元计算分析软件对承台大体积混凝土水化热进行仿真分析,掌握水化热变化规律及其应力影响,据此指导现场施工控制。结果表明:仿真分析很好地反映了水化热变化规律及其应力影响,混凝土质量优良,没有出现温度裂缝,可供类似大体积混凝土设计与施工借鉴。