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。     

锚塞体大体积混凝土温控影响因素分析

在山体相对封闭的空间内浇筑大体积混凝土,其温度控制过程中存在诸多难题。以伍家岗长江大桥北岸隧道锚浇筑为背景,利用有限元软件分别探究不同冷却管参数、混凝土配合比及入模温度对锚塞体温度场分布的影响规律。结果表明,在一定范围内增加冷却水流量能有效控制混凝土的中心温度;冷却水的入水温度越低,对温峰值及里、表温差的控制效果越好,但易产生较大温度应力;同时水泥用量和入模温度均会对锚塞体温度场产生较大影响。     

跨海大桥大体积混凝土承台水化热实测与分析

为探明海洋环境对跨海大桥大体积混凝土水化热的影响规律,以海南省某跨海斜拉桥为背景进行研究。对该桥承台进行冷却系统设计和温度场实测;采用有限元软件MIDAS FEA建立承台仿真分析模型,在温度场仿真结果与实测值吻合良好的基础上,进行混凝土配合比、入模温度、环境温度、冷却水流量和水温、拆模时间等参数分析。结果表明:采用复掺技术可降低绝热温升达6.07℃;入模温度和环境温度均降低10℃时,内表温差分别减小4.26℃和增大9.05℃;冷却水流速大于0.8m3/h时冷却效率反而降低;年平均风速作用下5d拆模时最大内表温差达24.29℃。建议海工大体积混凝土采用复掺技术;控制入模温度和环境温度;根据测试结果动态调整冷却水流量和温度;正常天气时拆模时间不少于7d。     

虎门二桥大沙水道桥东锚碇锚体大体积混凝土配合比设计及施工技术

虎门二桥大沙水道桥东锚碇锚体都是大体积混凝土,针对大体积混凝土施工进行了混凝土配合比设计和试验研究,结果表明核电水泥(低热硅酸盐水泥)掺合粉煤灰、矿渣粉以及超缓凝性高性能减水剂的应用,可以有效地降低水化热速率和延缓放热峰值,再通过降低混凝土入模温度及冷却水管等降温措施,大大降低了温峰和内外温差,有效地控制锚体混凝土的开裂。     

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。     

隧道底板混凝土浇筑水化热计算分析研究

为研究隧道底板一次浇筑施工过程中，结构的温度场和应力场的变化规律及结构抗裂性能，以深圳某隧道长40 m×宽16.25 m×厚1.2 m的底板为工程背景，进行分析。采用ANSYS，建立实体水化热效应温度场和应力有限元模型，并利用matlab处理温度荷载数据，结合实际浇筑方案和拆模时间，研究底板从浇筑至28 d的内部最高温度、最低温度、里表温差和拉应力变化规律。结果表明：混凝土底板在2～3 d内达到温度峰值，最高温度为52.54℃。在第28 d，混凝土里表温度基本与环境温度接近。里表温差最大为21.4℃，发生在2～3 d的时间段内。实际施工时，可采取一定的保湿通风和提高掺合料比等措施，来控制温度峰值。整个施工过程中，混凝土抗裂安全系数均大于1.15，满足规范要求。底板采取一次浇筑的施工方案切实可行。     

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。     

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。     

坝陵河大桥隧道锚锚塞体关键施工技术

坝陵河大桥主桥为单跨双铰钢桁加劲梁悬索桥,西岸采用隧道式锚碇,其锚塞体竖向分14层施工。为解决定位架施工难度大及预应力管道施工精度要求高的难题,经方案分析比选,定位架采用先在锚洞外加工成杆件、在锚洞内分节拼装成型方案,预应力管道采用分段拼装方案。施工中控制定位架单根杆件最大重量小于55kg,预应力管道按6m一段安装在定位架上,同时重点控制槽口模板、锚垫板、定位板及预应力管道的定位。为解决高落差混凝土泵送难题,主要对其混凝土原材料进行控制,并布设"之"字形拖泵管等。为解决大体积混凝土温度控制难题,控制混凝土入模温度小于28℃;分14层浇注,且层间浇注间歇控制在7d左右;埋设冷却水管降低混凝土内、外温差。     

灌河大桥主塔承台大体积混凝土温度裂缝控制技术

灌河大桥主塔承台大体积混凝土施工时，根据仿真计算得出温度应力场，提出了相应的温控标准，采取了优化配合比、匀质化施工、混凝土配制环节的原材料温度控制和浇注环节的冷却降温等措施。浇注过程中开展温度监控，动态调整温控措施，使混凝土内部温度和内表温差均控制在标准范围内，从而有效地控制了混凝土内部的温度应力，防止了大体积混凝土的开裂，提高了构件耐久性。     

高空高强大体积混凝土温控降温措施优化

对于高空高强大体积混凝土,由于实际施工条件的限制,规范规定的冷却水温与混凝土温差、降温速率等温控指标往往较难实现。以贵州平塘特大桥为背景,参照规范"大体积混凝土内表温差应不大于25℃"的温控指标,对人工冷却降温措施进行了优化。通过主塔实心段温控过程中实测温度结果与有限元仿真模拟的对比分析,提出了冷却水温与降温速率控制指标的优化方法。按此方法进行温控的平塘特大桥主塔大体积混凝土未出现有害裂缝,取得了良好的控制效果。此方法可为同类大体积混凝土温控提供参考与借鉴。     

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。     

大体积混凝土温度预测与裂缝控制

正确预测了大体积混凝土结构物的实际最高温度，采取必要的措施，控制大体积混凝土结构物内外温差，有效地防止温度裂缝。     

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。     

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。     

大体积混凝土沉管隧道温度场的数值仿真分析

通过对广州国际创新城金光东沉管隧道进行有限元分析，模拟得到了沉管大体积混凝土的最高温度及其出现的位置。将其与现场监测数据对比表明，基于Midas FEA对沉管大体积混凝土进行的有限元分析结果可靠。通过进一步对散热系数入模温度及环境温度进行参数化分析，发现沉管大体积混凝土温度与热交换系数呈负相关，与混凝土的入模温度和环境温度呈正相关。这表明，要保证混凝土的浇筑质量，必须严格控制混凝土的入模温度及养护条件，其中降低混凝土的入模温度效果最为显著。     

大体积混凝土温度控制参数敏感性仿真分析

以康家河大桥为工程背景,采用Midas建立了该桥承台的水化热模型,探讨了影响水化热的主要参数。研究了入模温度、环境温度、冷却水的温度、冷却水的流量和边界条件的放热系数对大体积混凝土的里表温度、最高温度,以及出现时间的影响规律。     

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。     

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。     

南京长江二桥大型承台施工中的温度控制

以南京长江二桥南汊桥南、北主塔墩承台施工为背景，就混凝土浇注及养护过程中的水化热控制问题进行了讨论，着重介绍了承台大体积混凝土施工的温度控制措施。实践表明，承台施工温控有效地控制了混凝土内表温差及层间温差，取得了较理想的效果。