穿越公路埋地长输管道在冻土区的热力变形规律研究

基于某穿越公路埋地原油管道工程,对其在冻土区的热力变形规律进行了研究,结果表明,冻土类型不同,在管道周围,土壤温度场具有较大差异,管道对高温冻土区的热油管道具有较大影响,对冻土有较大破坏;在高温冻土区,其融化速率均大于低温冻土区;通过保温材料的铺设,高温冻土区的最大融化深度可得到有效减小。在高温冻土区,减小管道顶部埋置深度,管道底部的最大融化深度可有效减小,对冻土区效果更好。随着时间的延长,外层等温线距管道中心的距离变化较小,且由于管道向外不断进行热量散发,最外层温度会逐渐升高,保温层越厚,冻土受到铺设输油管道的破坏性越小。通常情况下保温层铺设厚度为5.2-8.2cm,在高温冻土区,管道对其扰动较大,保温层大于8.2 cm时,在热油管道外铺设保温材料,减少管内油品热量损失,减少管道对冻土的扰动,确保管道安全运行,同时将输送成本降低。     

气泡混合轻质土在高寒地区小桥（涵）墩台基础中的应用研究

利用轻质气泡土作为高寒冻土地区小桥（涵）墩台基础的隔热、保温和承重材料,确定合理的气泡混凝土预制块的配合比,设计合理的预制块尺寸,确定轻质土预制块作为小桥（涵）墩台基础隔热保温材料合理的铺设位置、厚度、铺筑宽度等施工指标;提出轻质土用于冻土地基隔热保温的修筑技术。     

入模温度及水化热对灌注桩桩周冻土热影响试验分析

为研究混凝土入模温度、水化热对桩周冻土带来的热影响问题,以共玉公路查拉坪大桥桩基作为原型,设计了室内模型试验,研究了入模温度、水化热对冻土的热影响规律。研究结果表明,入模温度的影响时间为0~100min,200~300min为水化热影响期,入模温度对冻土的热影响程度大于混凝土水化热。入模温度最大影响范围是3倍桩径,1倍桩径以内为入模温度主要影响区,1~3倍桩径为入模温度和水化热共同影响区,3倍桩径以上为水化热影响区。入模温度及水化热在深度上影响范围是70~150cm,70cm以上冻土温度受外界环境影响较大,150cm以下冻土温度受下边界条件影响较大。     

新上海国际大厦基础了压平台大体积混凝土施工过程中水化热影响分析

利用大体积混凝土变形荷载作用下数值分析程序ＭＡＳＳＩＶＥ及施工现场监测系统，对亲年海国际大夏基础承压平台的混凝土水化热的影响进行了理论分析和施工现场监测。研究了设计与施工中需注意的问题。     

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。     

多年冻土区灌注桩的人工冷却试验研究

多年冻土区灌注桩修筑过程中，混凝土携带的热量和水化热会对周围冻土产生强烈的热扰动，由于基础在回冻前承载力非常小，因此桩基的快速回冻已成为该地区基础设施建设中备受关注的问题。为解决该问题，创新性地提出人工冷却法在多年冻土区灌注桩中的应用，以实现基础的快速降温和回冻，并在青藏高原北麓河进行现场人工冷却灌注桩试验。试验结果表明：人工冷却降温效果显著，试验进行到第2天，基础周围土体温度已经降至天然场温度以下；随着冷却试验的继续进行，基础和周围土体的温度会进一步降低；人工冷却有效降低了土体温度，并增加了桩基周围土体的冷储量，冷却试验结束后的第7个月试验桩的平均界面温度为-0.6℃，无冷却措施桩对应的平均界面温度为-0.37℃。承载力计算结果表明：人工冷却可以快速、大幅提高桩基的承载力，通过该措施的应用，试验桩的承载力可提高至2 231 kN，而无冷却措施桩对应时刻的承载力仅为549 kN；该措施有效缩短了冻土区灌注桩施工的后续等待时间，经过人工冷却的桩基承载力很高，冷却结束后即可进行上部荷载的施工。人工冷却可作为冻土地区桩基快速施工中的一种重要方法和有效途径，其不仅能够解决灌注桩对冻土产生热扰动这一难题，还能够有效缩短工程的建设周期，具有很高的工程应用价值。     

超高墩承台水化热温度测试及数值分析

结合赫章特大桥195m超高墩承台的施工,本文运用三维有限元软件M IDAS/C ivil2006对承台按照一次浇注施工的方法进行水化热温度场数值分析,以及现场测试了承台水化热温度场,并对影响大体积混凝土水化热的参数进行了分析。通过理论计算和现场实测对比分析,得出可以较好地预测承台水化热的实际发展规律。本文研究分析结果对承台温度裂缝的防治提供了一定的技术依据。     

东江大桥大体积混凝土基础施工探讨

大体积混凝土施工水化热及裂缝控制一直是桥梁基础施工质量控制难点之一,本文结合广东惠州市合生大桥主塔大体积混凝土承台和塔座的施工过程,详细介绍了一种水下大体积混凝土施工的工艺,探讨了水下大体积混凝土施工过程水化热和温差控制措施,通过对现场监测数据的计算与分析,将现场数据与设计和规范要求进行对照,从而实现以设计要求控制施工、施工监测结果反馈和优化设计,进而进一步指导施工的双反馈循环。     

高寒多年冻土区耐久性混凝土技术浅析

以青藏铁路16标段混凝土工程施工为依托，对高寒多年冻土区混凝土材料耐久性、配合比设计，混凝土水化热对冻土层热扰动影响，混凝土施工应用等方面进行探讨和初步研究。     

冻土地区桥梁桩基冻结强度试验研究

该文通过木桩、钢管桩及混凝土桩三种模型桩模型试验,研究了恒定负温度下桩基受竖向荷载作用下,温度、含水量、土颗粒组成、基础材料分别对冻结强度的影响,探讨了冻土中桩—冻土体系荷载传递机理,以期为冻土地区桥梁设计和施工提供参考。     

填土重力增大系数对公路钢筋混凝土盖板涵设计的影响及设计建议

探讨《公路涵洞设计细则》中关于填土重力增大系数K对公路钢筋混凝土盖板涵设计的影响,针对基底面上压应力过大的问题,提出填土适当压实度概念,在公路钢筋混凝土盖板涵结构设计时,建议优化基础采用基槽法安装技术,从而减小或消除填土重力增大系数K对涵洞设计的影响。     

旋喷桩在既有铁路软弱土地区框构桥涵顶进工程中的应用

在既有铁路施工下穿桥涵,需将该区域的路基材料和部分地基土挖去,显著改变了铁路原有的路基、地基状态,并改变地基所承受的长期荷载;同时其便梁、基坑等临时结构也改变了周围岩土体的受力状态。这就给软弱土地区的中型、大型框构桥涵顶进施工带来了一系列的难题。利用旋喷桩施工机具小型、轻型的特点,对于顶进桥涵本身的地基加固、便梁基础稳定性以及对路基预处理进行加固防护等问题得到了很好的解决方法。     

红谷沉管隧道管节大体积混凝土温控与防裂技术

红谷双向6车道沉管隧道管节具有横断面尺寸大且结构形式复杂、一次浇筑混凝土体量大、内外温差及温度应力大和防渗抗裂性能要求高的特点。针对这些特点首先通过水化放热性能试验和小圆环开裂试验优选了胶凝材料体系,进而通过力学性能、耐久性能及抗渗性能试验确定了低热低收缩的混凝土配合比,然后开展现浇试块和管段的温度测试,分析大体积混凝土内温度变化规律和冷却水管的降温作用,并结合温控测试与信息化施工技术指导了后续管段预制中冷却水管的布置及相关温控防裂措施的动态部署。最后结合试验分析结果与现场施工环境,形成了管节混凝土入模温度控制、分段分次分节浇筑和快插慢拔捣固工艺、循环冷却水管通水时间和管节拆模时间控制、管节各部位针对性养护措施等贯穿管节预制全过程的防裂技术,确保了沉管管节大体积混凝土的防裂抗渗性能。     

减荷拱涵周围土体位移变化的离心模型试验

通过土工离心模型试验,利用拱涵模型模拟了实际路堤的回填材料、沟坡地形、减荷材料、地基形式及施工工艺,并使用图片测量软件分析了拱涵周围土体在未减荷与EPS板减荷工况下的变形运动性状和全局位移场的差异。根据试验结果再现了两种试验工况下,拱涵周围土体随填土高度增加的运动变化过程;模拟了EPS板变形作用下涵顶土拱的形成和基本形态;分析了拱效应影响下的拱涵基底土体的运动情况,发现通过卸荷拱转嫁到拱涵两侧土体的荷载促使基底两侧土体向基底中心运动,从而对基底产生了向上的反力,减小或阻止了拱涵自身的沉降。结果表明:合理模量和厚度的EPS板既可以减荷,也可以起到稳定结构纵向不均匀沉降的作用。     

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。     

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。     

预应力混凝土箱梁水化热裂缝控制与预防

目前大跨预应力混凝土箱梁桥的早期开裂现象较为普遍,已成为桥梁工程界极为重视的重大技术问题。水化热是引起混凝土箱梁早期裂缝主要原因之一。以某箱梁桥水化热实测数据为基础,探讨不同配合比条件下水化热对箱梁混凝土早期开裂的影响,结果表明：过高的水化热是引起箱梁腹板早期开裂的主要原因之一,实际施工可在混凝土中掺入适量粉煤灰,以减少水泥用量从而降低混凝土的水化热,就该桥测试数据而言,掺入了18%的粉煤灰可显著的降低箱梁混凝土水化热的影响。大跨预应力混凝土箱梁桥施工早期应采取有效措施使结构的内外温差控制在30℃以内。     

上埋式拱涵应变分布特性及有限元分析

为研究高填路堤下涵洞的病害机理,对上埋式拱涵的应变分布特性进行了研究。通过对现场某实际拱涵应变的观测和有限元分析,在计算结果与工程实测吻合较好的条件下,得到了拱涵的应变分布特性。结果表明,在拱涵涵顶下部的拉应变最大,侧墙上部的应变较大,上拱45°位置的应变较小;填土荷载产生的混凝土裂缝最易在涵洞顶端下部出现,需补强。埋入EPS不仅能减小涵顶的最大竖向土压力,而且能全面改善涵拱结构的应变分布状况,从而改善涵洞断面混凝土的受力,能大幅降低涵洞混凝土的应变状态。