节制闸中墩混凝土应力场对温度变化的敏感性分析

针对节制闸混凝土结构在施工期容易产生裂缝这一问题,将节制闸中墩混凝土作为研究对象,根据混凝土结构内温度、材料特性以及边界条件的变化,对其施工期温度应力场进行了三维仿真模拟计算,分析了施工期由内外温度差引起的混凝土结构应力变化的特征与规律。结果表明:施工期,由于混凝土结构内外温差比较大,在热胀冷缩的作用下,易出现拉应力随着温差的增大而逐渐增大,从而引起节制闸中墩混凝土结构开裂,破坏其耐久性,产生安全隐患,导致工程质量问题。因此,为确保施工期混凝土的抗裂安全性,应采取相应的温控防裂措施。     

曹娥江大闸闸墩混凝土高温季节温控措施

曹娥江大闸是国内最大的河口大闸,其中闸墩施工在夏季高温季节进行.较全面地阐述了混凝土原材料取料温度值的选取及控制措施,已浇筑混凝土内外温差及降温速率的控制措施等.根据闸墩的结构及边界条件,为了控制温度应力防止裂缝的产生,在施工过程中采取了骨料预冷、冷水拌和、掺冰屑拌和、仓面遮阳、内部通冷却水及外侧保温等综合温控措施,确保了闸墩混凝土的施工质量.     

巴帕南水闸闸墩整体浇筑温度应力研究

巴帕南水闸闸墩属大体积混凝土 ,按常规分层浇筑 ,并留施工间歇期 ,工期拖得较长 ,会影响水闸的整体施工进程 .通过对巴帕南水闸闸墩浇筑过程的温度应力研究 ,采取了温控措施 ,实现了闸墩的 1次性浇筑 ,缩短了工期 ,获得了较好的经济效益     

高层建筑结构转换层施工初探

某高层建筑框架一剪力墙结构转换层施工中,采用降低混凝土温度应力、减少构件内外温差和分两次连续浇筑大体积混凝土的措施,有效控制温差裂缝。同时,采用分层共同支撑转换层荷载等方案,节约了支撑体系费用。     

船闸工程大体积混凝土施工裂缝控制关键技术

文章结合船闸闸首底板大体积混凝土施工过程,介绍了大体积混凝土施工分段、分层浇筑要求,以及采取冷却管降温、蓄水保温等温度控制技术措施降低内外温差.     

底板型大体积砼的温升及应力计算

大体积砼因水化热升温导致裂缝是当前砼工程的一大难题.本文以水泥发热的动态过程及传热学基本公式确立了微分方程,解出了砼内任一点的温度龄期关系式;得出了厚板型砼内外温差及截面的温差应力,解决了底板型大体积砼的温度裂缝问题.     

泄洪闸闸墩施工期温度场与温度应力分析

利用ANSYS的APDL语言对其进行二次开发,编写了适用于分析闸墩瞬态温度场的命令流。并对某泄洪闸闸墩施工期温度场进行了计算,计算结果与实测结果具有较好的吻合性;结合自编FORTRAN程序,在已有的温度场计算成果的基础上,采用分时段变弹性模量及变应力松弛系数的有限元累计应力计算方法,实现了基于ANSYS软件平台并考虑混凝土收缩变形影响的施工期弹性徐变温度应力场的计算,并分析了闸墩混凝土早期裂缝的分布规律及其形成的原因。     

薄壁混凝土结构施工期温控防裂研究

针对施工期薄壁混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施.认为薄壁混凝土结构早期的内外温差,后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施.结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,通过三维有限单元法对某大型渡槽施工期混凝土结构在该温控防裂措施下的温度场和应力场进行仿真计算,结果显示该防裂措施效果良好,对类似工程具有一定的参考价值.     

大体积混凝土工程施工的控制措施

针对大体积混凝土浇筑水化热温度过高造成混凝土温度裂缝的问题,提出控制混凝土内外温差的多项施工措施.     

混凝土结构温度裂缝浅析

一般商品混凝土的水泥用量比较大,产生的水化热较多,在大体积浇筑或冬季施工中,容易造成混凝土内外温差过大,从而引起裂缝,因此在设计中,应对结构中的节点、应力集中处和大体积混凝土沿截面均匀布置细而密的构造钢筋,以提高结构物的抗裂能力.并通过采取在商品混凝土中添加各类外加剂,适当减少水泥用量及延长养护时间、降低构件内外温差等措施,降低混凝土结构产生裂缝的可能性.     

预应力混凝土箱梁温度场及温度应力现场测试研究

根据现场测试结果,分析了预应力混凝土箱梁水化热产生的温度场以及温度应变随时间的变化规律。水化热温度时程曲线包括升温阶段、恒温阶段、迅速降温和缓慢降温四个阶段。水化热温度峰值随着入模温度的升高而增大,其变化规律近似符合线性关系。实测数据显示水化热温度应力可能导致混凝土结构开裂。此外,通过现场连续观测得到日照温度梯度的非线性分布规律及日照温度应力的变化规律。测试结果表明中国现行公路桥涵规范中不考虑底板的温度梯度是偏不安全的。结合分析结果,提出了预防温度裂缝的措施。研究结论可为预应力混凝土箱梁桥的设计和施工提供参考。     

温湿度耦合效应下早龄期混凝土的相对湿度场

早龄期混凝土温度和相对湿度的时间-空间变化规律是揭示混凝土早期开裂的关键。为此,建立了早龄期混凝土温度-湿度耦合作用分析模型,采用无条件稳定向后差分格式,考虑水化作用、自干燥作用、温湿度扩散作用以及温湿度耦合机制,分析早期混凝土相对湿度的时间-空间变化规律,定量揭示相对湿度的空间不均匀性,分析了水灰比、环境相对湿度以及表面水分交换系数等对相对湿度及其空间变化规律的影响。与实验结果的对比验证了模型的合理性,结果表明：温湿度扩散作用对相对湿度的影响随距扩散表面距离的增加而减小,水灰比对相对湿度的影响与位置无关,而环境相对湿度和表面水分交换系数主要影响混凝土扩散表面附近的相对湿度场。     

大体积承台混凝土早期表面开裂控制措施

针对大体积混凝土浇筑时因水化热作用引起的早期表面开裂问题,对比分析浇筑温度、环境温度、保温材料以及位移约束条件4种因素对混凝土表面应力的影响程度.以宁波象山港公路大桥承台为实例建立有限元模型,选取6个开裂关键部位的节点,分析这些节点的应力数值在28d龄期内随4种影响因素变化的规律.模拟分析分层浇筑和水管冷却2种降温措施对于减小混凝土表面拉应力的作用.结果表明,混凝土表面拉应力与浇筑温度呈正比,与环境温度呈反比;保温层对承台表面中心部位拉应力的影响大于边缘部位;提高模板的刚度对抗裂有利;分层浇筑和水管冷却可以不同程度地改善表面开裂状况.     

水管冷却在混凝土厚板温控中的应用

大体积混凝土结构在浇注期间产生裂缝的主要原因是混凝土内外温差和均匀降温所致．介绍了大体积混凝采用水管冷却时温度场的计算方法．例举了高层建筑结构转换层混凝土厚板采用水管冷却时的混凝土的优化配合比和测温方法．由计算和测温表明，混凝土厚板温度场的计算值和实测值吻合较好，有埋设冷却水管的温控效果明显优于未埋设冷却水管时的自然降温效果．     

Cracking Propagation of Hardening Concrete Based on the Extended Finite Element Method

Self-deformation cracking is the cracking caused by thermal deformation, autogenous volume deformation or shrinkage deformation. In this paper, an extended finite element calculation method was deduced for concrete crack propagation under a constant hydration and hardening condition during the construction period, and a corresponding programming code was developed. The experimental investigation shows that initial crack propagation caused by self-deformation loads can be analyzed by this program. This improved algorithm was a preliminary application of the XFEM to the problem of the concrete self-deformation cracking during the hydration and hardening period. However, room for improvement exists for this algorithm in terms of matching calculation programs with mass concrete temperature fields containing cooling pipes and the influence of creep or damage on crack propagation.     

预填埋相变材料对混凝土水化热温升的降低效果

为了探讨能安全有效地降低混凝土水化热温升的方法,采用自制保温装置测量了普通混凝土构件和预填埋相变材料的混凝土构件内部相同位置温度随时间的变化,对预填埋相变材料降低混凝土内部温升效果的影响因素进行了计算和分析。研究结果表明:填埋相变材料后混凝土的内部温度与相变材料的填埋量、比热、相变热、相变温度,混凝土的比热、密度和初始温度,胶凝材料的用量和水泥水化热等因素相关。采用填埋相变材料的方法能够降低混凝土的内部温度峰值,延缓温度峰值的出现时间,但不能降低混凝土内部的后期温度。     

承台大体积混凝土水化热分析及温控措施

大体积混凝土会产生大量的水化热导致结构裂缝的出现,对结构的耐久性和承载力产生不利影响,因此需要采取控制措施,减少混凝土内部的梯度温度,控制大体积混凝土结构在施工过程中裂缝的产生。论文采取混凝土内部布置管冷的措施来降低承台大体积混凝土结构在施工过程中产生的水化热,控制混凝土温度裂缝。利用Midas/Civil有限元软件的水化热计算模块进行水阳江特大桥承台大体积混凝土结构的数值模拟,通过无管冷和有管冷的对比分析,确定布置管冷的必要性。研究进水温度、水流量等参数对承台大体积混凝土结构的水化热影响,确定管冷合理的参数取值。分析浇注温度对承台施工过程中温度效应的影响,确定合适的浇筑温度。通过优化分析得到浇筑温度为15℃、进水温度10℃和管冷水流量为2 m~3/h时,其冷却的效果较好并满足规范要求。通过合理的管冷布置和必要的温控措施,能够有效地降低施工中内部温度并且符合工程的实际要求。     

大体积混凝土水管冷却热流耦合算法与等效算法对比分析

介绍了有限元热流耦合精细算法,并采用等效算法和精细法对某混凝土坝的几个浇筑块进行分析,并对比了它们的计算结果.对比结果表明,从宏观上考虑,等效算法基本能正确反应出混凝土温度和应力的变化规律,但不能精确模拟水管周围混凝土在早期易开裂的现象,而精细算法能弥补这一点.分析结果也为工程实践提供相应的参考.     

碳纤维导电混凝土电热升降温规律研究

根据能量守恒定律建立并求解了碳纤维混凝土电热升温和降温微分方程,得到了碳纤维混凝土在升温和降温阶段温度随时间的变化曲线,该曲线综合反映了碳纤维混凝土的散热面积、电热功率和对流辐射系数对升温过程的影响;实验测试了碳纤维混凝土电热升温和降温曲线,实测结果与计算值吻合较好.     

160 000 m3大型LNG储罐混凝土外罐施工全过程温度作用分析

为了解160 000 m3大型液化天然气(LNG)储罐混凝土外罐在施工期间的抗裂性能,避免由于水泥水化放热、混凝土收缩、外界气温变化而造成的外罐墙壁竖向开裂及扶壁柱局部环向裂缝现象,运用有限元数值模拟技术,采用增量法,分别探讨了施工模板材料、施工质量、施工季节及混凝土入模温度对混凝土外罐温度应力分布的影响及其规律.结果显示:模板对温度应力的影响作用较小,混凝土收缩导致混凝土拉应力持续增长,温度应力随着施工季节温度的变化而产生相应波动,施工质量及施工季节对温度应力的影响较大;在上述结论基础上,视温度应力结果为水化热、混凝土收缩、外界气温及入模温度各自单一影响作用下温度应力的叠加,进而总结出各因素对混凝土施工阶段温度应力的影响规律,并提出可供实际工程参考的防裂措施建议.