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。     

大跨连续箱梁桥0#块高强混凝土水化热及温控措施分析

针对大跨连续梁桥箱梁0~#块施工过程中的水化热问题,基于有限元模型对冷却管通水循环的降温效果和防裂效果进行了比较分析。基于热交换平衡原理,考虑环境因素和材料特性的影响,采用Midas/FEA软件,在箱梁0~#块无冷却管通水循环模型与实测温度场数据相吻合的条件下,比较了箱梁0~#块无冷却管和冷却管通水循环计算模型的混凝土降温效果、温度应力和最小裂缝系数;通过对计算结果的分析,进一步明确了冷却管通水循环对0~#块混凝土水化热裂缝防控的有效性。结果表明:冷却管通水循环可显著地降低箱梁0~#块混凝土的温度峰值、应力峰值和表面开裂几率,为大跨连续梁桥箱梁0~#块高强混凝土施工质量控制提供了有效措施。     

悬索桥主塔承台大体积混凝土水化热分析

大体积混凝土施工的关键在于控制水化热释放的温度而引起的温度裂缝,通过有限元软件模拟重庆某长江大桥P5主塔承台浇筑过程中不同进水温度下承台的最大温升及降温速率,从而确定出最佳进水温度,以解决因冷却管进水温度变化造成水化热温度控制难的问题。在此恒温进水工况下,得出中间布设冷却管层相比中上无冷却管层最大温升值低8～9℃,有冷却管层相比无冷管层最大温升时间延后了10～12 h。从计算结果与实测数据对比看来,受到外界因素影响越小的位置测点模拟结果更准确。     

某斜拉桥承台大体积混凝土水化热分析

通过对某寒冷气温下施工的斜拉桥承台大体积混凝土水化热进行数值模拟和现场监测承台水化热温度,对比分析低温冷却水和长冷却管管长对承台水化热温度发展变化规律的影响。研究结果表明,综合考虑混凝土入模温度、混凝土配合比、外加剂、冷却管的管径和布置形式以及混凝土养护方式等因素,采用低温冷却水和长冷却管管长方案,能有效避免大体积混凝土水化热温度产生裂缝,可为同类大体积混凝土在寒冷气温下施工提供参考。     

考虑接触热阻及热-流耦合的混凝土水化热分析

提出一种考虑大体积混凝土与基岩的接触热阻及冷却管与混凝土之间流动传热的水化热分析方法。采用面-面接触单元模拟混凝土与基岩之间的热接触效应,采用热-流耦合单元模拟冷却管与混凝土之间的流动传热过程。以某大跨度上承式钢管混凝土拱桥为背景,对天然冷却和水管冷却两种条件下拱座的水化热温度场进行了仿真分析。结果表明:热接触效应对大体积混凝土芯部温度影响很小,而对基岩与混凝土交界面附近的温度分布影响较大,在大体积混凝土水化热分析中,宜考虑基岩接触热阻的影响。     

大体积混凝土承台冷却水效果参数分析

为研究冷却水对大体积混凝土温度场的影响和发展变化,文章以金安金沙江大桥大体积混凝承台浇筑工程为例,对其施工和养护期间水化热温度进行连续监测。根据实测水化热温度进行冷却水流速和流量控制,提出采用变速控制水冷管流速的方法。利用瞬态温度场三维有限元理论方法,应用有限元计算软件建立模型,进行水冷管参数对比分析。分析结果表明:冷却水对混凝土降温有显著效果,在水泥用量不变的情况下,合理调整水冷管流速等因素能有效控制水化热温升变化,防止有害裂缝的产生。     

承台大体积混凝土温度及应力有限元分析

公路建设中,尤其是桥梁承台等大体积混凝土的施工过程中,一般采用冷却水降温方式处理由水化热造成的病害,以更好地控制混凝土因水化热引起的开裂。采用有限元模型对混凝土内部降温过程进行模拟,并分析不同冷却水温度下降温方案的优劣,分析结果可为同类工程设计和施工提供参考。     

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。     

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。     

公路大吨位箱梁早期水化热温度场试验研究

早期水化热是导致大吨位箱梁混凝土早期开裂的主要原因之一。以杭甬复线宁波段一期工程的40 m预制箱梁为背景,开展早期水化热试验研究。研究结果表明,40 m箱梁早期水化热温度变化总体呈“温升—高温持续—降温”的变化规律;水化热最高温度出现在端部截面右侧腹板芯部,最高温度为77.0℃,出现时间为混凝土开始浇筑后第30 h;混凝土最大温差出现在箱梁端部截面右侧腹板芯部—腹板内表层,最大温差为21.5℃,出现时间为混凝土开始浇筑后第35 h;由于箱梁端部腹板较厚,混凝土芯部热量相对不易散失,导致端部混凝土升温速率大于跨中截面;同时,外界环境对大吨位箱梁水化热温度峰值、升降温速率、内表温差有重要影响。试验结果可为大吨位箱梁施工养护和裂缝防控提供参考。     

斜拉桥塔柱水化热温度应力分析

根据热传导有限单元法原理,采用热-应力耦合的方法对混凝土浇筑水化热引起的斜拉桥空心塔柱的温度效应进行分析,运用ANSYS进行仿真分析,得到温度场分布特点以及温度应力的发展规律,为控制施工中的水化热温度裂缝提供了理论依据以及防止开裂措施。     

东沙大桥大体积混凝土配合比优化设计及施工

对东沙大桥主塔承台大体积混凝土配合比及施工工艺进行了研究,为防止大体积混凝土因水化热产生开裂提供技术平台。研究结果表明:采用低水泥用量、大掺量矿物掺合料和高效缓凝减水剂的“三掺”混凝土配制技术,运用密实骨架堆积理论对混凝土配合比进行优化设计,同时通过预埋冷却水管降温措施及严格的施工管理,不仅有效地防止混凝土由温度应力而出现的裂缝,而且大幅地降低了工程造价。     

斜拉桥承台大体积混凝土温度场仿真分析

结合工程实例,运用桥梁专业结构分析软件MIDAS,对广东某斜拉桥承台大体积混凝土的水化热温升效应进行了仿真计算,并与现场实测混凝土温度进行对比,研究承台大体积混凝土浇注时温升变化规律。为桥用大体积混凝土温控设计、制订合理的温控防裂措施提供理论依据。     

EPS内模预应力混凝土小箱梁温度特性分析

在预应力混凝土箱梁浇筑时,采用EPS永久性内模具有诸多优势。为研究EPS内模对预应力混凝土小箱梁在施工阶段、运营阶段可能带来的不利温度效应,对比采用木内模的普通预应力混凝土小箱梁,运用Midas FEA和Abaqus有限元分析软件分别分析EPS内模对预应力混凝土小箱梁施工阶段水化热效应和运营阶段温度特性的影响。研究结果表明:在施工阶段,EPS内模小箱梁的水化热升温和里表温差相比普通混凝土小箱梁有所升高但仍在规范限值之内,且温度应力未超过混凝土容许拉应力。在运营阶段强烈日照、大幅度降温等作用下,EPS内模小箱梁在沿梁高方向存在非线性温度梯度,但温度场分布模式相较普通小箱梁并无明显改变。因此,EPS内模的设置并不会给预应力混凝土小箱梁带来不利的温度效应。     

不同水泥含量混凝土施工期温度应力场分布的有限元分析

研究不同水泥含量混凝土施工初期内部温度应力分布的特征,提出相关病害的预防有效措施,以某特大桥0号箱梁为研究对象,以MIDAS/FEA有限元分析软件为计算平台,采用有限单元法对施工期混凝土水化热温度场进行了数值模拟计算,分析了2种不同水泥含量的计算方案。结果表明:2种水泥含量下混凝土浇筑3d左右内部温升均达到高峰;低放热混凝土内部应力集中分布区域面积较小,有利于降低混凝土温度裂缝的出现;箱梁腹板与横隔板交界处温度应力集中,应注意此处的降温和减小应力措施。     

整体浇筑大体积混凝土承台的温度控制分析

大体积混凝土承台整体浇筑能提高承台的整体性,但水泥的水化热反应较分层浇筑时剧烈,产生温度裂缝的概率高。文中采用有限元结构计算程序,用水化热分析模块模拟计算承台整体浇筑的过程,提出了控制混凝土内部最高温度、降低混凝土降温速率、优化边界约束等温控措施。     

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。     

大体积水下承台施工水化热温控分析

利用有限元软件Midas/Fea对大体积水下混凝土承台进行温控分析,模拟边界条件、水文状况及施工过程等因素进行全程水化热温度场的仿真分析,为承台浇筑施工方法及降温措施提供借鉴参考。     

基于神经网络和改进遗传算法的混凝土水化热管冷参数优化

为实现对某工程中承台大体积混凝土水化热的最佳降温效果,使用实测数据训练了基于BP神经网络的温度预测模型,并结合改进后的遗传算法建立了混凝土水化热管冷参数的数学优化模型。通过模型间的嵌套达到了对冷却水进水温度、冷却水流量和冷水管管径的最优求解。计算结果显示：3项管冷参数的优化均对混凝土水化热温度的降低有一定的效果,其中在一定范围内增大冷却水流量对核心区的降温效果最明显,当冷却水流量由2.0 m³/h增加至2.5 m³/h时,混凝土核心区温度峰值降低4.6℃,累计水化热降低36.4%,降温效果最显著。     

某斜拉桥承台大体积混凝土水化热温度场研究与关键施工技术应用

依托某双塔双索面梁斜拉桥,基于有限元软件MIDAS/Civil对大体积混凝土承台的水化热温度场进行了仿真模拟,详细研究了水化热温度场及混凝土内外温差等变化规律。并基于有限元研究成果,采取了大体积混凝土配合比优化设计、原材料预冷、预埋水管冷却、优化浇筑顺序及养护等多个温度控制措施。实践证明,上述措施可以有效控制混凝土水化热,提高混凝土施工质量,降低施工成本,从而获得良好的经济及技术效益。