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。     

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。     

大体积混凝土温度应力监测与裂缝控制研究

混凝土升温过程中,内部温度高于表面温度,表面产生温差拉应力,可能出现表面裂缝,反之,降温过程内部出现裂缝。通过对大体积混凝土的温度和应变监测,调控养护蒸汽温度,有效控制大体积混凝土内外温差,减小温度应力,从而达到减少裂缝的目的。     

低温升低收缩磷渣大体积混凝土温度应力监测数值仿真分析

以重庆某大桥主墩承台为对象,采用C40低温升低收缩磷渣大体积混凝土,利用有限元软件对其温度应力监测数值进行了仿真研究。结果表明:利用有限元软件,仿真计算低温升低收缩磷渣大体积混凝土水化热,可对混凝土水化热实际情况进行较好的模拟及预测。利用有限元软件,对大桥4#承台水化热进行仿真分析,通过对冷却管采取降温措施,发现在承台内部,最高温为71.25℃,最大的内外温差为18.15℃,水化热得到控制,说明采用冷却管降温可行。通过检测拆模后大桥承台的外观,发现无温度裂缝产生,说明采取合理措施控制大体积混凝土水化热温升,能有效控制温度裂缝的产生。     

不同温控措施对大尺寸混凝土结构物抗裂效果的影响

大跨桥梁下部结构如承台、桥墩的共同特点是3个维度尺寸大,混凝土内部绝热温度高。混凝土中心处最高温度甚至可达70℃以上,如果没有有效地控制好混凝土内部的最高温度、内外温差和表面与环境温差,往往可产生较大的温度应力,当温度应力大于混凝土的抗拉强度时,将导致混凝土结构表面开裂,影响桥墩的整体性和耐久性。已有的研究对大尺寸混凝土结构物的温控措施进行了大量的研究,均重点关注了降低最高温度、降低两类温差的方法和可采取的措施,未考虑这些方法或措施的实际效果。基于高速公路桥梁柔性墩实体段混凝土的工程实际,采用数值模拟的方法,研究分析了整体浇注、分层浇注和布置冷却水管等不同的施工方案及温控措施对桥墩混凝土抗裂效果的影响。结果表明,整体浇注混凝土时不论是否布置冷却水管,抗裂安全系数均不符合要求,仍然会产生温度裂缝;分两层浇注混凝土,抗裂安全系数较大,是合适的温控措施。对于混凝土桥墩而言,分层浇注时已能较好满足要求,尽管再布置两层冷却水管的效果更佳,但以施工便利和经济角度考虑,最合适的温控措施是分两层浇注混凝土并不布置冷却水管。     

特大桥主塔承台大体积混凝土温度监测及其控温技术研究

针对特大桥承台巨大混凝土结构,在施工前采用理论分析结果计算混凝土内部可能产生的最高温度与最大拉应力以验证结构裂缝控制的安全度,同时施工现场布设混凝土温度变化监控点进行混凝土的施工与温度监测、控制,有效控制混凝土内表温差在规范规定值内。     

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。     

冬季大体积承台温度控制与仿真分析

由于冬季大体积承台施工过程中,混凝土水化热反应,承台内外温差较大,冷却管入水温度难以控制,很容易产生较大的应力从而导致裂缝的产生。该文通过现场高频率温度监控和高密度的测点布置,使用有限元软件精细化仿真模拟承台大体积混凝土施工的湿度变化过程,计算结果与实测温度变化趋势一致,得出入水温度每降低5℃,峰值温度降低的百分比为最大1.60%,而冷却水管附近最大拉应力提升的百分比为4.98%,入水温度对冷却管附近混凝土拉应力的敏感度大于温度峰值;再结合自循环水箱,棉被保温等合理的温控措施;最后达到设定的控制目标,验证温控方案合理。建议冬季施工的大体积承台,冷却管入水温度应不低于5℃,以10～25℃为宜,承台四周拆模时间应控制为4～5 d,拆模后立即对其进行保温养护,确保承台施工质量。     

哇加滩黄河特大桥承台大体积混凝土施工温度控制

青海省哇加滩黄河特大桥主桥为(104+116+560+116+104)m钢-混叠合梁斜拉桥,承台长42m、宽25.5m、高6m,为大体积混凝土结构;桥址区气温垂直分布,日夜温差较大。为避免该桥承台表面出现大面积的温度裂缝,对承台大体积混凝土施工进行温度控制。针对桥址气候特点、承台的特殊位置等因素,从原材料、混凝土配合比等方面控制混凝土入模温度和水化热总量;采用有限元软件建立承台1/4模型,根据计算结果合理布置冷却水管、制定保温方案等;通过在混凝土内布设温度传感器,对施工过程进行温度监控,并根据温度数据及时调整保温和水化热排出措施、调整混凝土内外温差。采取以上措施,承台施工完成时,未发现大面积的温度裂缝,且混凝土的温度峰值和内外温差均在规范允许值之内。     

杭州湾跨海大桥北航道桥斜拉桥承台混凝土温度裂缝控制

斜拉桥承台一般均为大体积混凝土,因水泥水化热的作用,承台内外温差过大,易使混凝土出现早期温度裂缝。杭州湾跨海大桥主跨承台混凝土浇筑分层均较厚,为3~4.5 m,在承台施工中采取了行之有效的温控措施,有效地控制了温度裂缝,确保了承台混凝土的耐久性。     

苏通大桥南塔墩承台超大体积混凝土施工温控关键技术

苏通大桥南主塔墩承台为超大体积混凝土,为防止出现温度裂缝,施工中采取了合理分层、双掺技术、内散外蓄、温度应力监测等温度控制措施,有效地控制了混凝土的最高温升和内外温差,施工后的承台质量,达到内实外美,未产生温度裂缝,并根据实际监测数据与温控理论计算进行了对比分析。     

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。     

大体积混凝土养护及温控施工方案研究

依托某大桥承台的大体积混凝土在10℃和20℃施工温度工况,对混凝土的内外温度及温差进行了计算,基于计算结果,给出了总体温控施工方案。结果表明:在10℃和20℃施工温度下,大体积混凝土施工内外温差均不大于25℃,采用合理厚度的泡沫板保温措施进行承台混凝土养护即可满足混凝土温控要求;建议采用安装冷却水管、埋设测温监控、控制混凝土浇筑和养护质量等方法来进行大体积混凝土的养护及温度控制。     

特大桥承台混凝土施工温度场和温度应力场分析研究

对于水坝、建筑及桥梁工程中的大体积混凝土结构,施工期因水化热引起的混凝土内外温差及温度应力,容易导致混凝土早期裂缝,影响结构的正常使用和安全性.因此,大体积混凝土结构施工期的温控标准和温度控制非常重要.采用大体积混凝土施工期温度场和温度应力场分析程序包进行了特大桥承台混凝土施工温度场和温度应力场计算,提出防止产生温度裂...     

高墩大跨连续刚构桥梁混凝土水化热效应的温控防裂分析

对结构影响较大的是混凝土结构内的最高温度、内外温差及降温速率。通过对高墩大跨连续刚构桥梁混凝土浇筑养护期间的温度实测及应力分析得知,结构内的最高温度是由初始浇筑温度与水化热温升共同决定的,而初始浇筑温度又是水化热反应的起始温度;内外温差包括结构中心与表面的温差及结构与外界环境的温差;降温包括结构自身因放热量小于散热量出现的内部自然降温或人工冷却降温和因拆模或养护不当遭受外界寒潮引起的表面温度骤降。     

连续刚构桥承台水化热有限元分析与控制

针对大跨连续刚构桥承台大体积混凝土结构施工过程中的水化热问题,利用有限元分析软件进行了模拟分析,并对承台施工过程中的水化热温度进行了细致的监测。经过分析,得出有限元的模拟计算结果与现场监测的温度变化趋势一致,与承台内部的最高温度相差约9%。计算模型中对流边界条件的选取、承台浇筑的分层方法、冷却管水流的模拟等与实际情况的差异是影响模拟精度的主要因素。通过不同测点布置形式可以得到混凝土内部的温度梯度分布,远离承台中心位置温度梯度较大,应采取良好的保温保湿措施防止温差下混凝土的开裂。施工过程采用计算、监测以及现场养护等综合技术措施,较好地避免了大体积承台混凝土施工期间温度裂缝的出现,确保了承台的施工质量。     

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。     

大体积混凝土裂缝成因分析及温控措施

天津子牙河拱桥主墩位于软土地基上,采用了大型承台和重力式桥墩,均属于典型的大体积混凝土块体,且墩柱混凝土全断面一次性浇注完成。该文采用大型有限元软件Ansys分析了温度应力分布,揭示了大体积混凝土结构在温度和收缩作用下裂缝产生的机理。文章介绍,在施工过程中通过减小混凝土内外温差、降低外界条件对混凝土变形约束、提高混凝土自身抗裂能力等措施,有效控制和减小了大型承台和重力式矩形墩柱裂缝的产生。     

保温措施下大体积混凝土冷却管温控温度场和应力场分析

以一个悬索桥承台大体积混凝土构件为例,采用MIADS/Civil有限元软件对无保温措施情况下施工方案进行计算,对比实测温度数据和理论计算温度数据,结果显示两者基本吻合,数值模型的可靠性良好;优化承台表面保温措施和内部冷却管通水,对比分析优化前后承台的计算温度场和应力场,结果表明,施加保温措施、改变冷却管通水参数可控制承台的里表温差,降低承台表面出现温度裂缝的风险。     

大体积混凝土温控施工观测及分析

大体积砼与一般的钢筋砼结构相比具有形体庞大、混凝土数量多、工程条件复杂、施工技术和质量要求较高等特点。大体积混凝土施工时遇到的普遍问题是温度裂缝。由于混凝土的体积大,聚集的水化热大,在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况时,混凝土内部会产生较大的温度应力,导致裂缝产生。因此,大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键。总结介绍湛江海湾大桥主墩承台大体积混凝土的施工控制措施。