连续梁桥大体积混凝土温度效应

大体积混凝土硬化过程中发生的一系列水化热温度效应问题，是大体积施工控制的重难点之一。文中从大体积混凝土水化热反应、外部环境温度及混凝土质量分布等方面分析了温度效应的成因，对现有温度效应的控制措施进行探讨，并结合某工程实例，使用有限元软件对0号块进行水化热分析，总结大体积混凝土温度效应的发展规律并提出相应控制措施，为大体积混凝土的温度控制和结构安全提供参考。     

钢管混凝土拱桥拱脚水化热温度效应分析

以某客运专线京杭大运河提篮拱桥为背景,研究在施工期间拱脚大体积混凝土水化热温度效应。应用大型有限元软件对钢管混凝土拱脚成型过程中水化热引起的结构温度场和温度应力进行计算分析,得到了不同施工方法下拱脚温度场分布规律及其对应的温度内力。     

特大锚碇内衬温度应力分析

由力学概念分析可知,大量水化热易使混凝土出现裂缝。所以对大体积混凝土工程必须尽量设法减少混凝土水化作用放出的热量。利用Midas软件计算基坑27个开挖阶段的应力、温度的数据,再通过数值分析了解内衬混凝土水化热温度场分布规律,得到内衬的各参数取值。经过计算可知,在整个施工过程中,内衬结构的最大压应力会达到10MPa左右,可以满足施工的强度要求。     

地铁车站施工阶段温度应力模拟研究

针对地铁车站大体积混凝土的温度裂缝问题,建立地铁车站有限元模型,研究水化热产生的温度场,在此基础上,考虑温度场和结构荷载的组合,计算结构应力。研究结果表明：顶板最高温度出现于纵梁内部,温度整体趋势为先增后减,最高温度出现在龄期2～3 d左右,最高温度可达到44.2℃;梁柱交接处出现应力集中,最大拉应力达到9.76 MPa;梁顶拉应力值小于混凝土抗强强度,表明梁顶混凝土不会被拉裂,但安全系数较小。     

基于点阵式测量的混凝土箱梁水化热温度场原位试验

在混凝土箱梁模型上布设479个温度测点,对箱梁在水化热期间的温度变化规律进行精密测量。通过德洛内三角网格算法,建立用于混凝土箱梁温度测量的温度传感器点阵,绘制箱梁全截面在水化热期间的温度场云图,进而分析混凝土箱梁的水化热温度发展规律。研究结果表明：箱梁的水化热温度场基本呈对称分布,其中腹板水化热温度变化最大,最高温度为64.8℃,顶板、底板与腹板的最大平均温升比值约为1∶1.1∶1.4;底板水化热温度最先达到峰值,为混凝土浇筑后11h;腹板的平均温度峰值出现在浇筑后12h;顶板温度峰值相对滞后,为混凝土浇筑后13h;箱梁各板沿厚度方向的水化热温度服从高斯分布形式;顶板、底板沿宽度方向水化热温度呈双峰对称分布,服从二项组合式的高斯分布模型,而腹板的水化热温度沿板高可认为常量。此外,文中给出了箱梁模型关键位置在水化热期间的温度数据,可用于指导混凝土箱梁水化热温度试验的测点布置,并且为箱梁的水化热温度控制和设计提供参考。     

混凝土箱梁早期水化热温度效应的仿真分析

早期硬化阶段,混凝土箱梁会由于水泥水化热产生温度效应,严重影响结构的耐久性和安全性。对某一箱梁分段借助有限元通用软件分析水化热效应,得到了箱梁早期温度场和温度应力变化规律,为实际施工提供一些资料和依据。     

圆截面钢管混凝土拱水化热温度场试验研究

对一根圆截面钢管混凝土拱肋成型过程混凝土水化热作用下的结构温度场进行了连续的试验观测.在试验实测数据的基础上论述了水化热作用下钢管混凝土拱桥结构温度场的变化规律.试验结果表明:钢管混凝土拱肋截面尺寸不大,结构能够对环境温度有较快的反应,但是成型过程中水化热的影响仍不可忽视,拱肋的截面温度分布具有大体积混凝土温度场内高外低的特性.     

新型哑铃型钢管混凝土拱肋施工阶段水化热温度试验研究

通过对某新型哑铃型钢管混凝土拱桥的拱肋施工过程温度效应的现场实测,显示该截面类型的钢管混凝土拱肋在施工阶段的水化热升温显著,先浇筑弦管升温与等直径单圆管一致,后浇筑弦管升温高于先浇筑弦管。试验结果为后期结构温度效应及结构基准温度的确定提供了参考依据。     

试验台水化热温度和应力影响因素分析

应用有限元分析程序ANSYS分析了结构试验台混凝土在不同水化热系数、浇筑厚度和浇筑温度下的温度和温度应力变化,得到了水化热阶段典型区域的温度与应力的分布规律,对试验台的浇筑进行事前预测和浇筑进程控制有重要的指导意义。     

新近施工邻桩水化热消散过程相互影响现场试验

在地铁车站基坑支护桩施工期间，钻孔灌注桩在混凝土浇筑初期由于水化热的作用扰动桩周土体温度场，对邻近既有混凝土灌注桩的水化热消散过程产生影响。基于南京地铁7号线车站基坑工程，开展邻桩施工水化热消散过程相互影响的现场试验，实测桩身温度、热致应变或应力等变化规律；初步探讨向灌注桩身内通入循环冷却水流对混凝土早期水化热消散过程的影响；采用有限线源传热模型对邻桩施工水化热引起的既有桩基温度变化进行分析，通过与试验结果的对比验证了模型。研究结果表明，水化热线源传热模型适用于桩基浇筑前期(14d内)水化热消散过程中温度变化的计算，而后期的水化热传导过程需考虑桩土接触面上的热阻以及计算点处热量的消散等影响因素；本文试验条件下，水化热消散引起的桩身温度应力，最高可达到C35混凝土轴心抗压强度的18.6～46.7%;既有桩基产生的使得新近施工桩基的水化热分布比单独桩基水化热自然消散的温度分布相对更为均匀；当桩的中下部存在高导热系数的岩土层时，可以加速桩周土的温度上升和水化热耗散过程。2倍桩间距情况下，邻桩孔位的温度升高值最大不超过0.15℃,影响可以忽略不计，隔桩施工、邻桩浇筑间隔时间应不小于7天以减轻邻...     

悬臂施工过程中箱梁水化热温度场研究

结合混凝土连续箱梁桥工程实例,对悬臂施工中箱梁混凝土水化热温度场基于热量传导理论用Midas/FEA建立有限元模型进行了数值计算,并与箱梁水化热温度现场实测数据进行对比.结果表明,箱梁底板、腹板温度随水化热发展,都经历了较快温升阶段,到达极值,然后进入缓慢温降阶段,具有水化热温度变化的一般性规律;混凝土浇筑后构件最大内外温差与其厚度和表面边界条件有关,构件厚度越大,表面散热越好,能达到的最大内外温差也越大;在目前混凝土水化热不能有效消除、水化热温变应力还不能单独监测情况下,施工中可采取措施增加箱梁与外界环境对流,降低结构散热速度,从而预防温度裂缝产生.     

大体积混凝土温度计算与控制

大体积混凝土在硬化期间，水泥水化后释放大量的热量，使混凝土中心区域温度升高，而混凝土表面和边界由于受气温影响温度较低，从而在断面上形成较大的温差，使混凝土的内部产生压应力，表面产生拉应力。当混凝土的水化热发展到3～7d达到温度最高点，由于散热逐渐产生降温收缩，且由于水分的散失，使收缩加剧，这种收缩在受到基岩等约束后产生拉应力。     

大体积混凝土的施工技术研究

大体积混凝土工程由于结构截面大,混凝土浇注后,水泥放出大量水化热,混凝土温度升高,而且混凝土导热不良,相对散热较小。因此,混凝土内部水化热积聚不易散发,外部则散热较快,很容易由于温度的不均衡分布产生应力,故而产生温度裂缝。本文介绍了大体积混凝土产生裂缝的机理,并从材料、设计、施工方面提出控制手段。     

复杂环境下大直径钢管混凝土构件水化热温度场

为揭示高原地区大跨钢管混凝土拱桥水化热温度场分布特征和演化机理，应用ANSYS瞬态热分析法开展强辐射-大温差-水化热联合作用下大直径钢管混凝土构件温度场研究。研究表明：中心混凝土温度先增加后降低至某一温度稳定，靠外侧混凝土温度呈振幅变化的正弦规律时变，越靠近交界面，振幅越大。向阳侧最高温度高于背阳侧最高温度约20℃。正下午时段，从向阳侧至中心，温度沿径向先减小后升高，转折点距交界面D/8，中心至背阳侧，温度逐渐降低。夜间混凝土温度沿各径向对称分布，距交界面D/4至中心段温度较大且接近。各径向向阳侧和背阳侧最大温度梯度呈正弦曲线日变化。沿径向距交界面D/8至中心段日温差接近，约为向阳侧交界面混凝土日温差的1/8。水化热温度场试验证明有限元法结果满足工程精度要求，研究成果可为此类拱桥建设和完善现行规范提供依据。     

大体积混凝土裂缝控制

随着建筑施工技术飞速发展，混凝土体积由几百立方米逐渐增大到几万立方米，现代建筑中时常涉及到的大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等，它主要的特点是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m。由于大体积混凝土的截面尺寸较大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，在混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩，以及外界约束条件的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。大量的工程实践表明，大体积混凝土在施工阶段如不采取合理的技术措施，就极易出现因裂缝所引发的工程事故。     

多掺大体积混凝土抗裂分析

随着高层建筑、大跨结构及大型设备基础的大量出现,大体积混凝土越来越广泛的被应用到实际工程中。大体积混凝土中的水泥在硬化过程中会释放大量的水化热,由水化热所产生的温度应力容易导致混凝土开裂。本文通过试验对掺加粉煤灰、乳化沥青和聚丙烯纤维等改性材料混凝土的力学性能进行了研究,对掺加改性材料的混凝土自身抵抗温度应力的能力进行验证。     

谈降低大体积混凝土的温度应力

对大体积混凝土温度应力进行了分析,通过从配合比、原材料方面降低混凝土的水化热峰值,减少混凝土凝固过程中的内外温差,改进施工工艺,加强混凝土养生,对混凝土内外温度进行监控等措施,保证了大体积混凝土的施工质量。     

基于MIDAS和LUSAS有限元软件的混凝土预制沉管水化热温度应力分析

以某工程混凝土预制沉管为研究对象,通过MIDAS FEA和LUSAS有限元软件进行了水化热温度应力仿真计算,分析了混凝土预制沉管的早期开裂风险和温度、温度应力变化规律。结果表明:MIDAS FEA和LUSAS的温度、温度应力计算结果分布及发展趋势基本相同,匹配性良好,相互映证了计算结果的正确性。最高温度计算结果和内表最大温差都仅相差1℃左右。MIDAS FEA对首节和第2~5节的3 d应力计算值分别比LUSAS高0.82、0.30 MPa,7 d应力计算值分别比LUSAS高0.30、0.09 MPa,28 d应力计算值分别比LUSAS低1.22、1.37 MPa,3 d龄期混凝土表面温控抗裂安全系数小于1.4,存在开裂风险,应加强浇筑、振捣及养护。     

某大桥承台大体积混凝土温度监测及应力分析

为及时了解承台大体积混凝土内部温度及应力变化情况,对承台大体积混凝土全龄期水化热温度及应力进行了在线监测,同时,通过添加聚丙烯纤维、外加剂等措施进行混凝土配合比优化设计,并采取分次浇筑等施工技术措施控制混凝土水化热温度及应力,分析表明以上措施有效抑制了大体积混凝土水化热温度引起的裂缝,可以给同类工程提供指导。     

地铁大型地下停车场大体积混凝土施工与养护技术

目前地铁地下工程渗漏情况很普遍.大体积混凝土体积庞大,混凝土浇筑后释放大量水化热,聚集在混凝土内部的热量不容易散发,使得混凝土内部温度较高,从而造成混凝土内外温差较大.由于约束的影响,混凝土在升降温过程中会引起内部温度应力剧烈变化而导致主体结构混凝土出现大量贯穿性有害裂缝.采用混凝土施工温度控制与养护方法相结合的施工技术,通过控制混凝土升温和降温的过程,降低混凝土结构内、外温差和结构的降温速率,减少温度应力,降低混凝土内部升温过程的温度峰值,使混凝土内表温度差值控制在一定范围内,能够有效地减少混凝土裂缝的产生.