大体积混凝土水泥水化热施工冷却技术

大体积混凝土由于内部水泥水化热引起的温度上升 ,一般混凝土浇筑后 3d时水化热达到峰值。当外界环境温度很低时 ,混凝土内外温差大于 2 5℃ ,混凝土即产生温度应力裂缝。为保证混凝土的施工质量、防止裂缝的产生 ,特对大桥承台大体积混凝土施工温度情况进行论证 ,并采取相应的人工冷却控制温度措施。     

中低速磁浮线路标准箱梁水化热温度测试及分析

为了避免磁浮箱梁在施工过程中的水化热温度过高并获得箱梁水化热温度的时程分布规律,在有限元计算的基础上对箱梁温度进行实时监测,并采取适当的控制措施以降低水化热温度的影响。研究结果表明:计算方法可以获得施工过程中的水化热温度,实测结果与理论计算吻合较好;磁浮箱梁水化热温度经历较快的温升阶段,随后进入相对缓慢的温降阶段;开始阶段箱梁截面应力为外侧受拉内部受压,到浇筑100 h后逐步转变为外侧受压内部受拉;采取有效的养护措施,选择合适的拆模时间对避免由于水化热温差而产生早期裂缝十分必要。     

大体积混凝土施工期温度裂缝计算分析

混凝土水化热引起的温度裂缝是影响工程结构安全的重要因素。文中使用规范公式计算和有限元分析两种方法,对大体积混凝土施工期裂缝产生原因进行研究。结果表明水泥水化放热时间集中,混凝土在浇筑以后两到三天达到最高温度。水池池壁长边中间区域水化热温度应力较大,当温度拉应力大于混凝土抗拉应力标准值时混凝土就会开裂,这与实际结构裂缝开展情况基本一致。     

斜拉桥大体积混凝土浇筑水化热温度监测及分析

对北方某斜拉桥主墩承台、转体上盘、塔梁墩固结实体段及"人"字形塔脚部位的大体积混凝土浇筑过程中的水化热温度进行测试,实时掌握水化热温度发展规律,通过添加适当的粉煤灰、减水剂、缓凝剂、控制混凝土入模温度和内部设置冷却水管等措施,能够有效地控制大体积混凝土浇筑施工过程中核心与表面的温差,避免温度裂缝的产生。     

双块式无砟轨道道床板早期温度场特性研究

研究目的:为探究道床板早期温度场变化特性,确定温度应力的起点温度,本文建立无砟轨道温度场计算模型且用试验验证模型的准确性,并考虑道床板混凝土水化热效应及养生方式的影响,计算分析浇筑初期道床板零应力温度等指标。研究结论:(1)在道床板混凝土浇筑前3天水化热对早期温度场影响显著,道床板在不同浇筑时刻的零应力温度差别显著,T_1最大值一般出现在4:00～8:00时间段内浇筑的混凝土中,最小值一般出现在20:00左右浇筑的混凝土中,上午浇筑的混凝土比下午浇筑的T_1值高;(2)塑料薄膜养生下道床板的早期温度T_1、T_(max)最大,自然养生和绝热养生次之,土工布养生最小,土工布和塑料薄膜养生下的板中T_1、T_(max)均高于浇筑温度20℃左右;(3)浇筑温度对道床板零应力影响较大,取浇筑温度为初始温度的方法会大大低估降温幅度值;(4)本研究成果可为双块式无砟轨道的设计、施工及养护维修工作提供一定的理论依据。     

深圳某明挖地铁车站混凝土侧墙早期温度场的有限元模拟

使用大型有限元软件ANSYS对混凝土早期在浇筑和养护过程的温度场进行分析。采用2D横断面模型和水化热函数,考虑双面模板设置,选择深圳市不同季节的表征气温作为环境温度,模拟钢模板、木模板及拆模时间在不同环境温度下对混凝土早期温度场分布与演变的影响方式。对两种模板的适用环境与合理拆模时间提出建议,针对不同的模板与使用环境,提出入模温度的要求及措施。     

极旱荒漠地区无砟轨道道床板防裂措施

针对CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板现浇混凝土容易开裂的现状,结合新建兰新铁路极旱荒漠地区无砟轨道道床板的施工,总结出4种常见的道床板混凝土裂缝形式。分析了产生裂缝的主要原因,通过线外试验段选取了适宜于新建兰新铁路极旱荒漠地区无砟轨道道床板施工的最优混凝土配合比。在养护棚中制作道床板,浇筑混凝土时进行二次振捣并多次抹面,采取内掺养护材料、外喷养护剂的"内部抗裂、外部防裂"以及覆盖土工布等防裂措施,从而有效避免了道床板混凝土开裂,提高了无砟轨道道床板施工质量。     

海沧大桥大体积混凝土锚碇温度场有限元分析

结合厦门海沧大桥大体积混凝土锚碇分层浇筑动态施工过程,基于瞬态温度场三维有限元分析方法,应用大型通用商业软件ANSYS,考虑外界气温的周期变化、太阳辐射、水化生热、浇筑温度、分层厚度、边界条件随龄期变化及分层浇筑动态施工过程等因素,对大体积混凝土施工期和运行期的温度场进行仿真分析.分析结果表明:锚碇混凝土温度的变化过程可分为温升期、降温期和稳定期3个阶段,施工期和运行期影响混凝土锚碇温度的主要因素分别是水泥水化热和环境温度;水泥水化热是混凝土温升最根本、最直接的原因,采用低热水泥、降低水泥用量是降低水化热温升的直接手段;温度场中靠近外表面的温度梯度比较大,而内部温度梯度相对较小,应特别注意混凝土早期的内部降温、外部保温和养护.     

铁路预应力混凝土槽形梁施工水化热的实测与分析

根据铁路混凝土槽形梁浇筑时水化热温度的现场测试结果,绘制了温度变化的时程曲线,得到预应力混凝土浇筑后梁体不同部位在水化热影响下的温度峰值及温差变化规律。分析结果表明:槽形梁混凝土水化热的最高温度达到了72.5℃,最高温度出现在腹板的中下部;腹板各测点的最高温度均大于底板各测点的最高温度,且达到最高温度所用的时间也有所差异;腹板部位的竖向温差均在20℃以上,而底板竖向温差为9℃;腹板表面测点和底板各测点在混凝土浇筑完毕80 h后降至环境温度。根据水化热温度的变化规律,从材料配比、混凝土浇筑工艺、施工养护、施工阶段4方面提出了控制混凝土水化热的措施。     

多物理场耦合作用下地铁双块式无砟轨道道床板疲劳损伤开裂行为研究

为研究复杂作用条件下的道床板损伤变化规律,以混凝土塑性损伤模型为基础,对其施加温度荷载以及地铁列车-轨道耦合动力学分析下得到的外部激励,建立地铁列车-轨道-路基耦合动力学模型并进行分析.结果 表明:当温度下降时,道床板会产生横向变形,其内部会产生裂缝,出现损伤并使刚度下降,混凝土材料出现软化,结构受拉承载力下降;而在随后的温度上升过程中,道床板损伤值保持不变,最终稳定在0.19左右.列车通行会加速混凝土道床板的裂缝发展,虽然当列车动荷载施加于道床板上时,其内部裂缝短暂闭合、刚度出现暂时性恢复,但由于裂缝周期性开合,最终导致混凝土道床板裂缝扩大,最后形成贯通裂缝.     

桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道早期开裂行为研究

以桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道为研究对象,基于混凝土早期性能发展基本理论,利用Ansys建立三维温度场与应力场分析模型,考虑养护方法、拆模龄期、拆模温度与钢筋直径等参数影响,对双块式无砟轨道早期开裂行为进行数值模拟。结果表明：无砟道床不同位置处混凝土主拉应力整体呈循环上升趋势;拆模前后混凝土应力时程曲线波动程度差异较大,拆模后4 h内道床混凝土主拉应力时程曲线出现明显增长。合理选用养护方式可有效降低道床板早期开裂风险;伴随着拆模龄期的延长与拆模温度的升高,拆模后无砟道床4 h内温度改变量与道床混凝土开裂风险均呈降低趋势;相同配筋率下,减小钢筋直径可降低桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道早期开裂风险。     

索塔承台大体积混凝土温度控制研究

由于索塔承台混凝土体积大,水化热高,导致内部温度、内表温差过大,很容易产生温度裂缝,因此有必要对其进行温度控制。采用线单元解耦算法对榕江大桥索塔承台混凝土不同浇筑方案进行数值模拟,分析浇筑厚度、冷却水及冷却水温度对混凝土温度、应力的影响,从而选择合适的浇筑及温控方案,并将现场实测数据与计算数据进行对比。研究结果表明:混凝土内部温度通常在浇筑后第3～4 d达到峰值,降温速率小于升温速率;通冷却水可降低最高温度3℃～4℃,且可增加混凝土降温速率;但降低冷却水温度对混凝土内部温度影响有限,且会增大混凝土内部应力;根据数值计算结果,承台采用分3层浇筑、冷却水温度为25℃的施工方案;实测承台第1浇筑层内部温度最大为65.8℃,内表温差最大为24.3℃,内部温度、内表温差和应力均未超过规范允许值,温控方案合理。研究成果对索塔承台大体积混凝土的浇筑及温控具有一定参考价值。     

水冷作用对地铁车站板式结构硬化翘曲影响现场试验

混凝土水化作用引起结构发生温度开裂,严重威胁混凝土的施工质量,造成车站结构渗漏。目前针对车站结构水化热温控技术的研究相对不足。为此,在混凝土结构中埋设换热管搭建地铁车站结构的水管冷却温控系统,开展地铁车站板式结构水化热水管冷却现场试验,实测车站结构的水化热温度和早期应变变化。首先,对比分析水管冷却技术对车站结构水化热的温控效果,并讨论水管冷却的换热机理;其次,分析车站板式结构的硬化变形行为,进一步探讨水管冷却对车站结构早期硬化热力行为的影响。研究表明：由换热管、水泵、水箱等设备构成的水管冷却系统可以用于地铁车站板式结构的水化热温控调节;与自然冷却相比,水管冷却通过加速内部混凝土与外界环境的热交换可降低车站结构水化热峰值温度3℃,提前水化进程约35 h;车站板式结构的水化热残余拉应力较块状结构和柱状结构略大,其水化热变形可分为受热“凹形”翘曲、散热翘曲恢复和散热“凸型”残余翘曲3个阶段;水管冷却可降低车站结构的早期峰值压应力、残余拉应力、温度翘曲应力约1/3,表明水管冷却系统可以有效控制车站结构的早期裂缝。研究结果对地下地铁车站结构早期开裂控制有一定的参考价值。     

预应力混凝土连续箱梁顶板早期裂缝控制研究

研究目的:预应力混凝土连续箱梁在施工时常采用二次浇筑施工方法,但在一些工程施工完成后发现箱梁顶板出现大量裂缝,其中沿横桥向裂缝较多,造成箱梁顶板在施工阶段出现早期裂缝的原因主要是由于二次浇筑过程中顶板与腹板混凝土之间的收缩差和顶板混凝土水化热的温度效应。本文结合实际工程,对预应力混凝土连续箱梁顶板在二次浇筑时进行水化热温度场和早期应变的连续监测,研究预应力钢束分阶段张拉对箱梁顶板早期裂缝的控制效果。研究结论:(1)由于二次浇筑的连续箱梁顶板与已浇筑的箱室腹板之间存在一定的温差,并且腹板对顶板有一定的约束作用,顶板混凝土有开裂的风险;(2)对预应力钢束进行一次张拉时,顶板早期将产生较大的拉应力,混凝土将开裂;对预应力钢束进行分阶段张拉时,箱梁顶板的早期应变和应力均有一定程度减小,可有效降低箱梁顶板混凝土开裂的风险;(3)预应力钢束采用分阶段张拉施工工艺对终张后箱梁的受力性能没有影响;(4)本研究成果可为预应力混凝土连续箱梁的施工提供参考。     

高铁简支钢管拱桥拱座大体积混凝土水化热及温控措施研究

混凝土梁钢管简支拱桥因其拱座构型复杂、混凝土体积较大,在浇筑过程中可能产生过大的水化热,从而导致结构出现裂缝,影响其耐久性和承载力,因此有必要对其进行分析并采取温度控制措施。针对某高铁线144 m尼尔森体系简支拱桥拱座水化热问题,采用有限元软件MIDAS/FEA建立仿真模型,分析冷管布置、入水流量、入水温度与通水时间对内部水化热冷却效果的影响,并确定该实际工程的最优冷管参数。研究结果表明:布置冷却水管是一种有效的水化热温度控制措施;合理选取冷管参数可以有效降低拱座大体积混凝土中水化热温度,避免混凝土开裂;有限元仿真与实测值最大温差不超过4℃,说明有限元仿真可以较为准确地模拟结构内部因水化热引起的温度与应力变化情况。     

大体积混凝土承合水化热及温控措施研究

为了确保大沙沟特大桥的大体积混凝土承台冬季施工达到施工要求,采用有限元程序Midas/Civil按照一次浇筑施工、冷却管布置、水流情况及各种不同边界情况进行水化热温度场和温度应力数值分析,并对影响水化热的内外部因素进行了优化分析。采用优化后的数据,承台的实测数据与理论值吻合较好,承台混凝土水化热产生的温度梯度和应力都较小,最大温差在规范要求范围之内,保证了承台的施工质量。     

客运专线箱梁混凝土水化热温度监控研究

控制混凝土的浇筑温度是针对施工中出现的技术问题而提出来的。在武广铁路客运专线现浇箱梁施工实践中,通过在混凝土内埋设温度传感器,利用计算机监测、记录混凝土内部温度变化,根据采集到的各测点温度值,研究了高性能混凝土水化热温度变化规律,并针对如何控制混凝土水化热造成的温度裂缝,提出了施工中应采取的具体措施。     

湖底隧道施工中混凝土水化热温度变化规律研究

在湖底隧道施工中会遇到大体积混凝土浇筑问题,若混凝土温差较大,将导致裂缝的发生,影响结构的安全。通过对某湖底隧道混凝土浇筑过程中水化热温度变化情况进行的观测,得出混凝土在水化热阶段的温度变化规律,为混凝土温度变形裂缝控制和施工组织提供了依据。     

铁路工程大体积混凝土的水化热及裂缝控制

铁路工程大体积混凝土的温度裂缝是影响混凝土结构安全性和耐久性的重要因素。本文首先总结了铁路工程大体积混凝土水化热的影响因素,然后从水化热温升的控制、浇筑阶段施工温度的控制及养护阶段混凝土内外温差的控制3个方面分析了现有抑制铁路工程大体积混凝土温度裂缝的措施。最后指出了现有抑制铁路工程大体积混凝土温度裂缝过程中存在的问题。     

大体积腔体混凝土结构温度及裂缝分析与控制

大体积腔体结构混凝土温度裂缝多产生于内外温差较大处,为尽可能避免温度裂缝的发生,以宁波市下穿铁路框架桥涵大体积混凝土为依托,采用数值分析的方法,研究浇筑及养护过程中模板类型和环境温度对大体积混凝土腔体结构温度及裂缝的影响,并结合现场试验数据,对其进行分析和论证。研究结果表明:对于大体积腔体现浇整体式箱涵结构,易出现由最高温度向侧板内侧偏移所导致的翘曲现象,容易在侧板内侧产生翘曲裂缝;钢模板浇筑比木模板浇筑的混凝土最高温度低10℃,侧板最大温差低16℃左右,最大应力低约0.9 MPa,最高温度出现时间比木模板推迟1 d左右,采用钢模及采用内外同条件养护可以有效减少翘曲裂缝的产生;对于大体积腔2次浇筑框架桥结构,养护过程中在侧板长度方向易产生约0.2～0.4 mm竖向贯穿性裂缝。