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。     

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。     

MJS加固试验桩水化热对温度场影响研究

为确定MJS+水平冻结法联合加固的冻结开冻时机,对MJS加固水泥土试验桩水化放热规律进行研究。采用直接法测定水泥水化热获得不同水泥质量掺量（40%、45%、50%、60%、70%）的水化热和水化放热速率,利用水化热室内试验所得数据进行数值模拟预测MJS加固体温度场变化规律,并结合现场MJS试验桩温度实测数据进行对比分析。结果表明： 1）MJS水泥土试验桩的中心温度随水泥质量掺入比增大而提高; 2）试验桩温度模拟值与实测值变化趋势相近,验证了数值模拟的正确性; 3）MJS水泥土试验桩的中心温度先升高后缓慢降低,5 d左右水化放热量达到峰值,温度为56.1~69.2 ℃,水泥土水化放热随水泥质量掺入比的增大而升高; 4）大体积水泥土因水化作用中心温度上升较大,单桩MJS水泥水化热在施工后30 d基本释放完成,故宜在30 d后进行人工冻结加固。     

混凝土Π型梁的水化热温度场研究

高强混凝土在大体积混凝土中应用时会产生大量的水化热,在混凝土中心位置形成一个高温带导致内外温差较大,从而使混凝土产生裂缝,因此研究在施工期的水化热温度场具有重要意义。以江西鄱阳湖大桥为工程背景,现场测试了П型主梁浇筑过程中的大量温度数据,通过分析得到了П型梁顶板混凝土对外界气温敏感,水化热对其影响较小;梁肋大体积混凝土在施工期由于水泥水化作用,不仅会在结构内部产生较高的温度,而且容易使混凝土表面与中心产生较大的温差,导致混凝土产生裂缝。因此,施工时应采取相应的温控措施,减小混凝土的水化热。     

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。     

混凝土II型梁的水化热温度场研究

高强混凝土在大体积混凝土中应用时会产生大量的水化热,在混凝土中心位置形成一个高温带导致内外温差较大,从而使混凝土产生裂缝,因此研究在施工期的水化热温度场具有重要意义.以江西鄱阳湖大桥为工程背景,现场测试了Π型主梁浇筑过程中的大量温度数据,通过分析得到了Π型梁顶板混凝土对外界气温敏感,水化热对其影响较小;梁肋大体积混凝土在施工期由于水泥水化作用,不仅会在结构内部产生较高的温度,而且容易使混凝土表面与中心产生较大的温差,导致混凝土产生裂缝.因此,施工时应采取相应的温控措施,减小混凝土的水化热.     

苏通大桥辅桥箱梁节段水化热效应的仿真分析

结合实际工程,分析了大体积混凝土水化热是使其表面产生裂缝的主要原因之一。采用三维瞬态温度场理论,利用有限元程序ANSYS对苏通大桥连续刚构墩顶现浇块的水化热效应进行了数值模拟,分析了箱梁水化热温度场和应力场的分布规律。结果表明,水化热引起的温度应力使底板内外表面受拉,混凝土内部受压,这样的温度应力是自平衡的。水化热效应引起的早期温度应力是不容忽视的,提出了控制水化热温度及温度应力的合理建议,有一定的工程参考价值。     

早龄期混凝土箱梁温度场分析

混凝土水化热引起的温度效应是导致混凝土箱梁早期发生开裂的主要原因之一,严重影响施工质量,成为困扰土木技术人员的难题。为此,对某大桥进行温度场试验,基于箱梁混凝土热传导理论,利用有限元数值分析软件ANSYS,建立该大桥混凝土箱梁块水化热分析的有限元数值模型,对该混凝土箱梁结构的水化热温度场产生的过程进行数值分析,并将仿真分析结果和现场实测数据进行对比,研究早期混凝土箱梁的温度场分布及其时变特点。研究结果表明,采取正确的热学参数,混凝土箱梁温度场有限元数值仿真能准确模拟混凝土箱梁水化热现场试验温度场的分布和发展过程。混凝土箱梁结构的水化热温度梯度规律明显,减小混凝土箱梁内外温度梯度是降低混凝土箱梁早期裂缝的关键。底板中部的温度高于靠近表面位置的达23. 1℃,这是因为底板厚度较大,水化热不宜扩散,因此在混凝土养护过程中要更加注意底板等大尺寸部位的散热。研究结果为混凝土箱梁结构的温度场分析方法提供理论依据,便于准确掌握混凝土箱梁的温度应力,明确受温度效应影响最大的位置,为施工过程中的混凝土箱梁的温度控制提供参考和借鉴。     

水下施工拱座基础的水化热效应研究

大体积混凝土结构早期水化热会产生较大的温度应力,可能会造成结构开裂。本文以西门河汉江特大桥为背景,采用有限元分析软件建立拱座基础三维模型,对混凝土浇注后的水化热效应进行模拟分析,并比较了水下和空气两种外界环境对温度应力的影响,结果表明,两种外界环境下结构水化热引起的最大温度出现在混凝土芯部,温度应力峰值出现在混凝土表面。通过分析其温度及应力变化规律,研究可为同类工程施工提供参考依据。     

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。     

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。     

桥梁大体积混凝土裂缝施工控制方法

大体积混凝土产生裂缝的原因有水泥水化热的影响、混凝土的收缩、外界气温湿度变化的影响,其中水泥水化热是产生裂缝的关键因素,在施工中采取措施控制混凝土水化热的影响,能有效地防止大体积混凝土裂缝的产生。     

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。     

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。     

黄河冲积平原区静压管桩超静孔隙水压力时空效应试验研究

依托京台高速德州至齐河段改扩建工程管桩处治软土实例，通过在管桩不同深度、不同径向距离处埋设孔隙水压力计，对黄河冲积平原区管桩沉桩过程中引起的超静孔隙水压力的时空效应进行了研究。结果表明:管桩沉桩过程中产生的超静孔隙水压力是影响桩基承载力的重要因素。超静孔隙水压力的消散率随深度增加呈线性减小规律，随水平距离增加呈指数形式衰减规律，其有效影响范围约为9倍桩径；超静孔隙水压力的上升主要体现在桩体贯入的中前期，后期随沉桩速率减小到3 m/min时基本保持稳定。     

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。     

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。     

不同边界下大体积混凝土温度时变规律研究

大体积混凝土浇筑时间长,水化热大,导致内外温差大,进而引起裂缝甚至贯穿缝产生,且实际施工时易受环境影响,水化热变化规律与理论有一定差异。为了在实际工程中更好地控制水化热引起的大体积混凝土病害问题,以重庆某特大钢管混凝土拱桥拱座施工为例,采用实测与有限元数值模拟相结合的方法对混凝土内部的水化热变化情况进行研究。结果表明:1)实测与模拟拟合较好,最高温度误差在6℃内,相应建模参数可应用于类似工程;2)底层前期升温与顶层后期降温几乎不受边界的影响,而对于底层的降温阶段、顶层的升温阶段、中间层全过程,边界条件对水化热的影响不可忽略; 3)底层在龄期29.1 h、中间层在龄期18.8 h时应严格控制循环水,顶层在龄期13.68 h时应增加保温措施。     

水泥水化热试验研究分析

水泥水化热是影响混凝土工程的一个主要因素,且被认为是混凝土早期开裂的主要原因之一。选取不同种类的硅酸盐水泥进行水泥水化热试验,并基于试验结果,研究不同水泥种类、粉煤灰和减水剂对水泥水化热的影响。     

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。