承台大体积混凝土防裂技术研究

为了防止主墩承台大体积混凝土因为温度应力而引起危害裂缝,采用有限元仿真软件模拟并且计算了工程实际环境下混凝土内部温度及温度应力随龄期的变化趋势。根据模拟结果通过在混凝土内部铺设冷却水管,同时在施工阶段埋设温度传感器来动态监控混凝土内最高、最低温度及内外表面温差,监测数据表明承台混凝土最高温度54. 8℃,最大内外表面温差20℃,混凝土未出现裂缝。     

大体积混凝土裂缝成因及施工技术要点研究

大体积混凝土的裂缝大部分是由于混凝土降温产生的温度应力引起的,采取有效措施防止温度应力造成混凝土表面和内部出现有害裂缝,一直是大体积混凝土结构施工中的技术难题。本文对大体积混凝土裂缝的成因进行了分析,探讨大体积混凝土的施工技术及要点,希望对建筑工程施工从业者在大体积混凝土的施工管理过程中能有所借鉴。     

大体积混凝土裂缝成因分析及控制措施

随着科学技术的进步,新材料、新技术的广泛应用,桥梁跨度越来越大,大体积混凝土应用越来越广泛,承台混凝土体积越大,混凝土内部水化热聚集就越多,内外散热不均匀不一致,使混凝土内部产生较大的温度应力,导致承台混凝土开裂,给工程质量埋下了严重的质量隐患,因此,承台大体积混凝土设计、施工时如何降低混凝土内部温度,如何降低混凝土内外温差,防止裂缝产生是关键。本文结合临吉高速公路壶口黄河大桥主墩承台设计及施工要求,分析大体积混凝土裂缝成因和控制措施。     

宜昌庙嘴长江大桥大体积混凝土温度控制

宜昌庙嘴长江大桥工程桥塔墩承台及锚碇均为大体积混凝土结构,为防止施工过程中结构出现危害性裂缝,对其进行温度控制。基于现行规范和设计要求,提出可行的温控控制标准,采用 MIDAS 水化热模块计算混凝土的温度场和应力场,根据计算结果及相关经验制定冷却水自循环控制系统及其它混凝土表面养护和内部降温等措施,温控过程中布置温度测点实时监测混凝土内、外部的温度,并与计算值进行对比。结果表明,混凝土浇筑体最高温度值、里表温差、降温速率等温度控制指标均满足设计和规范要求,该桥采用针对性强、科学合理的控制措施,有效地降低了大体积混凝土内外温差,在已完成的各桥塔墩承台及锚碇基础部分均未发现明显裂缝。     

C50大体积混凝土温度仿真及裂缝控制技术研究

为防止C50高标号大体积混凝土因温度急剧变化所产生的内应力引起裂缝病害,本文采用有限元仿真软件模拟分析了实际服役环境下混凝土内部温度及温度应力场随龄期的变化。根据分析结果采取了在混凝土内部搭建冷却水管的温控措施,在施工过程中,通过预先埋设温度测量元器件来实时监控混凝土内最高、最低温度及内表温差,监测数据指出承台混凝土最高温度达55. 3℃,最大内表温差20℃,拆模后混凝土未出现裂缝,混凝土质量良好。     

鹤洞大桥大体积混凝土的温度控制及防裂

介绍了鹤洞大桥大体积混凝土结构温度场的测试结果，分析了混凝土产生温度裂缝的原因，提出了温度应力计算及温差控制原则，制定了大体积混凝土浇注的温度控制措施。     

大温差地区拱座大体积混凝土水化热测试分析

大体积混凝土浇筑过程中,由于水泥水化热影响,在混凝土内外会产生较大的温差,进而可能导致混凝土中出现贯通裂缝,需采取必要措施加以控制。结合青海省某黄河特大桥拱座大体积混凝土温度监控项目,总结了大体积混凝土施工时应采取的一些温控措施;根据实测温度数据,得到了高原大温差地区大体积混凝土施工过程中的混凝土温度时程变化、梯度分布规律,将各项温控指标与《大体积混凝土施工规范》(GB 50496-2009)限值进行了比较,发现大温差的气候条件会使混凝土里表温差、日降温速率较大地超出规范限值。     

大体积混凝土承台温度裂缝的分析与控制

阐述了大体积混凝土承台温度应力的基本作用原理以及温度应力在承台内部的分布情况,通过实例计算大体积混凝土在浇筑各阶段的温度变化和应力变化,分析施工阶段控制大体积混凝土承台裂缝应该注意的细节。     

冬季施工大体积混凝土水化热温控措施与研究

桥梁大体积混凝土承台,水泥凝结时,会产生大量的水化热,由于混凝土是绝热材料,因此产生的水化热不能及时释放,导致大体积混凝土内部温度不断升高,形成混凝土的内外温差,当温差过大或升降速度过快时,混凝土就会出现温度裂缝。温度裂缝的产生会降低承台基础的承载能力,降低混凝土的耐久性,造成桥梁安全隐患,危害极大。通过银百高速公路(G69)建设项目甜永段无日天沟特大桥承台大体积混凝土水化热的温度控制实例,分析和研究大体积混凝土设计、实时监测混凝土在施工、养护期间,沿承台长度、高度和宽度方向的混凝土温度变化状态,实行信息化控制,及时优化设计方案、调整保温及养护措施,使混凝土温度梯度和温度增量不致过大,有效控制有害裂缝的产生。     

特大方量异形结构大体积混凝土冷却水管布置与参数研究

为避免特大方量异形结构大体积混凝土施工过程中产生温度裂缝,以沪通长江大桥桥塔下横梁为工程背景,采用MIDAS软件建立大型有限元温度场模型。针对下横梁大体积(11 600m~3)、高强度(C60)、结构不规则的特点,以内部最高温度及最大主拉应力为主控参数,优化冷却水管布置及相关参数选取。结果表明:冷却水管布置的间距越小、根数越多,下横梁混凝土降温越快,这会造成混凝土内部收缩过快,使得最大主拉应力变大;冷却水管通水温度越低、通水时间越长、通水流速越大,会导致与混凝土内部温差过大,增加收缩应力。实践证明,采用优化的方案后,各项温度参数均满足规范要求,有效地避免了结构产生有害的温度裂缝。     

大体积混凝土的温度监测及控制技术措施

在大体积混凝土施工中,温度裂缝是最易产生的病害,也是施工控制的重点和难点.对于大体积混凝土的浇筑,由于混凝土体积较大,混凝土内水化热作用产生的温度升高较快,而体积大散热较慢,致使混凝土体内温度较高、混凝土表里温差较大,极易引起混凝土开裂.因此,对大体积混凝土进行温度监测并实施有效控制十分必要.通过在混凝土内布设温度传感监测系统进行温度监测,并在混凝土内埋设通水冷却系统,根据温度监测数据实时进行有效的温度控制,以降低混凝土体内温度,减少表里温差,使混凝土表里温差始终处在允许范围内,避免温度裂缝的产生,保证大体积混凝土的工程质量.     

沉管结构预制阶段裂缝控制参数影响分析

混凝土沉管隧道在越江和跨海工程中得到了较广的应用,预制方法从传统的干坞法预制发展为工厂法预制。沉管隧道的混凝土管节在工厂化预制阶段容易因温度梯度、收缩以及约束等原因出现危害性裂缝,影响沉管结构的正常使用和长期耐久性。采用数值仿真和试验研究相结合的方法,基于水化度方法建立了混凝土材料模型,综合考虑混凝土温度变形、自收缩和徐变等时变体积变形以及热-力学边界条件;针对沉管工厂化预制的各个阶段,对配合比、入模温度、养护环境温度、模板、拆模时间、养护时间以及保温养护措施等参数进行了对比分析;在温度场和应力场计算结果基础上,以开裂风险指数为主要判断依据,得到了沉管在预制过程中裂缝控制的关键影响因素。研究结果表明:工厂化预制沉管隧道混凝土管节的入模温度和养护温度是沉管结构预制各阶段的关键裂缝控制影响因素,两者之间的关系对沉管结构的裂缝控制有直接影响,入模温度较高时,可以通过提高养护温度来保证沉管开裂风险指数大于1.4。在冬季时,养护温度的提高使沉管有较好的保温效果,进而降低内外温差和开裂风险;但在夏季还需注意控制其内部最高温度。最后开展足尺节段温控试验,提出入模温度和养护温度的控制措施,并通过温度监测得到较高环境温度下的温度控制指标,以指导工厂化混凝土沉管预制阶段裂缝控制。     

氯盐渗透下钢拱架锈蚀与喷射混凝土间锈胀力研究

为研究海底隧道初期支护中工字钢在氯离子渗透下严重锈蚀时对结构耐久性的影响，采用室内试验研究工字钢在不同混凝土保护层厚度下锈胀力与锈蚀率的关系以及锈胀的发展过程，再通过数值模拟研究锈胀力作用下的混凝土裂缝、混凝土应力、应变分布规律及胀裂应力变化情况。研究结果表明： 1）相同保护层厚度下，锈胀力随着锈蚀率的增加而增大；锈蚀率相同时，锈胀力随着保护层厚度的增加而增大； 2）工字钢混凝土构件锈胀开裂，裂缝集中于翼缘中部和2个角点区域，翼缘中部的裂缝由外向内发展，2角点区域的裂缝由内向外发展； 3）数值计算得出的混凝土胀裂应力大于试验得到的混凝土胀裂应力。     

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。     

水压下开裂混凝土中水分渗透红外试验

为了研究水下隧道开裂混凝土中水分渗透过程和影响因素,基于Richards方程和立方定律提出了外水压力下水分在开裂非饱和混凝土中的运动方程,根据水下隧道一侧承受外水压力、一侧接触大气的服役环境,设计了混凝土内部孔洞和裂缝承受冷却压力水的渗透试验,采用红外热像仪可视化研究水分入渗开裂混凝土的过程;通过红外辐射特性来分析裂缝几何特征、外水压力和初始饱和度对开裂混凝土中水分渗透的影响,并将试验结果与水分运动方程的影响因素进行对比。结果表明：外水压力越大、混凝土初始饱和度越小,则开裂混凝土试块的内外温差越大,表面温度变化曲线越陡峭,说明水分流速相应地越快,入渗深度越大,证明外水压力和初始饱和度都是开裂混凝土中水分运移的驱动因素;裂缝宽度越大、裂缝长度越长,混凝土试块表面红外温度越低,试块内外温差越大,说明裂缝面积越大导致冷却水入渗流量越大和渗透深度越深,证明裂缝宽度与开裂混凝土的渗透性正相关;另外垂直裂缝方向相比平行裂缝方向的红外热图观测效果更明显。在进行水下隧道渗漏预测时不宜忽略裂缝几何特征、外水压力和初始饱和度,不然会低估水流速度和流量,影响水下隧道的长期安全和耐久寿命。     

苏通大桥辅桥箱梁节段水化热效应的仿真分析

结合实际工程,分析了大体积混凝土水化热是使其表面产生裂缝的主要原因之一。采用三维瞬态温度场理论,利用有限元程序ANSYS对苏通大桥连续刚构墩顶现浇块的水化热效应进行了数值模拟,分析了箱梁水化热温度场和应力场的分布规律。结果表明,水化热引起的温度应力使底板内外表面受拉,混凝土内部受压,这样的温度应力是自平衡的。水化热效应引起的早期温度应力是不容忽视的,提出了控制水化热温度及温度应力的合理建议,有一定的工程参考价值。     

广东省高等级公路水泥路面裂缝快速修补材料调查与分析

通过对目前广东省内外常见的水泥路面裂缝(轻度裂缝)快速修补材料的调查与分析,分别对其技术、经济性能进行对比分析,推荐了适合于广东省高等级公路水泥路面裂缝快速修补的材料.     

郑州黄河公铁两用桥大体积承台裂纹控制技术

郑州黄河公铁两用桥主桥第一联为(121+5×168+121)m单索面连续钢桁结合梁斜拉桥,第二联为(121+3×120+121)m连续钢桁结合梁桥。该桥承台为大体积混凝土结构,为避免大体积混凝土出现裂纹,以主桥6号墩承台为研究对象,分析裂纹产生的主要原因,提出施工中控制裂纹产生的相应措施:首先通过试验选择混凝土的最优配合比;通过对承台有限元模型进行热工计算分析,得出合理的冷却水管布设方案及温度测点布设方式;严格控制混凝土浇筑时的分层厚度;采用"外部保温、内部降温"的冬季养护原则进行养护,并实时测量各测点温度。结果表明:该承台养护完成后,表面未出现任何裂纹,实现了大体积混凝土裂纹的有效控制。     

乌海黄河特大桥主墩承台施工方案

大体积水泥混凝土施工中,由于施工环境以及自身凝结硬化过程中,混凝土内外温差较大等原因,极易产生裂缝等病害。文章结合内蒙古乌海黄河特大桥中大体积水泥混凝土施工实践,分析总结了乌海黄河特大桥中大体积水泥混凝土施工工艺及病害处理措施,与同行共享。     

斜拉桥下塔柱大体积混凝土温控研究

大体积混凝土由于其聚集的水化热高且混凝土散热困难,因此温度裂缝控制是大体积混凝土施工的关键。该文结合工程实例,依据温控标准,提出温度控制措施,通过Midas软件模拟大体积混凝土的温度场,分析混凝土浇筑、水管冷却及边界条件等因素对其温控的影响,并制定相应的温度监测方法以检验温控标准和措施效果。其数值分析与现场监测结果达到较好的吻合。