箱梁零号块水化热分析

箱梁零号块由于混凝土体积较大,施工过程中,水泥水化反应放热,导致混凝土在硬化期间承受了较大的温度应力,采用瞬态热应力有限元分析方法,对箱梁零号块进行了温度场和应力场分析。分析了箱梁零号块在浇筑后不同时间段的温度场和应力场。总结了箱梁零号块水化热反应期间梁体受力不利部位。同时为了降低混凝土水化热,对不同水泥含量的混凝土进行了水化热分析,分析结果表明：低放热水泥能有效降低箱梁零号块的温度应力,大大降低混凝土开裂风险。     

混凝土箱梁浇筑温度场的实测分析及有限元模拟

对安登大桥主桥0号块混凝土箱梁的浇筑后温度场进行实测,得出了箱梁混凝土水化热温度场的一般规律.应用大型有限元分析软件ANSYS对该温度场进行仿真,结果表明,用本文建立的有限元模型可以较为精确的模拟实际温度场,为解决工程中的类似问题提供依据.     

高寒高海拔地区箱梁0+1号块混凝土冬季水化热实测分析

青藏高原地区冬季高寒的气温可能会加剧箱梁0+1号块混凝土水化热内外温差。为了研究该地区冬季施工混凝土水化热的空间分布特点和时间发展规律,以青海省某大跨连续刚构桥为工程背景,现场实测了箱梁0+1号块混凝土浇筑后7d内的水化热温度场发展规律,然后在测试水泥生热率曲线的基础上,进行了水化热有限元仿真计算。温度场计算值与实测值吻合较好;在浇筑20h左右达到峰值,在160h左右衰减至接近外界气温;腹板和横隔板的中下部温度较高,需作为养护的重点关注部位;最后给出了养护建议。     

预应力混凝土水化热结构耦合场分析——以白河特大桥主桥箱梁0号、1号块为例

目前混凝土水化热温度场求解模型正成为研究的热点。我们针对河南信阳高速公路白河特大桥预应力箱梁0号、1号块早期温度裂缝控制作了一些有意义的研究工作。给出水化热求解模型,以三维非稳定温度场为基本原理,运用有限元分析软件对此特大桥预应力箱梁0号、1号块作了早期水化热温度场的有限元模拟,     

混凝土箱梁分层浇筑水化热实测与模拟分析

为探究混凝土箱梁在分层浇筑施工过程中水化热温度的发展规律及其温度应力,对某主跨230 m的大跨度预应力混凝土箱梁桥零号块水化热进行了连续观测,并基于观测结果和有限元数值模拟计算,分析了零号块水化过程中底板、腹板和横隔板的温度应力发展规律;同时,讨论了分层浇筑和整体浇筑两种不同施工方案对零号块水化热温度应力分布的影响,研究了拆模时间对结构内外温度的影响程度。结果表明：内外温差在结构内部产生的温度应力超过了材料的抗拉强度,从而导致了温度裂缝的产生;采用分层浇筑施工的零号块将在上下层混凝土交界面附近形成一条拉应力带;过早拆模会使混凝土内外温差迅速扩大,而养护4 d后拆模混凝土内外温差相对较小,建议零号块拆模前养护时间不宜少于4 d。     

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。     

嘉绍大桥预应力混凝土连续梁挂篮施工方法

结合嘉绍大桥预应力混凝土连续箱梁施工,详细介绍了箱梁0号块的施工,以及挂篮的结构设计,并探讨了箱梁悬臂浇筑线形和挠度控制,最后介绍了合龙段施工控制,对同类桥梁工程项目具有一定的指导意义。     

青弋江某特大桥箱梁零号块水化热温度场分析

通过有限元软件对青弋江某特大桥单箱三室预应力混凝土零号块箱梁进行水化热研究,根据现场记录的各测点的温度值与数值模拟结果对比分析,研究了预应力混凝土零号块箱梁在分层浇筑过程中温度变化和应力变化规律。结果表明:板越厚,温度越高,温度下降越缓慢;应力发生最大的部位位于横隔板与腹板的交界表面处、人洞表面处,对于分层浇筑,新旧混凝土处的横隔板与腹板的交界处是混凝土比较容易开裂的部位,横隔板与腹板交界表面处先受拉再受压,底板应力先受压后受拉。因此可以通过加强养护、布置温度钢筋等措施来改善混凝土内部的受力性能,为类似的工程提供参考。     

大跨高强预应力混凝土箱梁零号块早期温度场及应力分析

连续刚构箱梁桥零号块直接与桥墩浇筑,用以继续其他节段施工和预应力张拉的基础,防止其开裂是重要管控之一。大体积混凝土早龄期开裂的主要原因是水泥水化热及环境温度产生的拉应力大于当时的允许抗拉强度,研究其温度场及温度应力用以防止开裂。通过预埋温度传感器实测实际工程箱梁零号块水化温升,再利用有限元ABAQUS联立子程序模拟温度场,继而分析由温度产生的应力。结果表明：水化温升时程曲线细分为6个阶段,温降速率大致为温升速率的1/6;前一周温升变化大,降低入模温度、延长保温保湿养护、降低水化热、布置冷却水管可有效防止开裂;内表温差时程曲线呈波浪型经历与温升相同的变化趋势;组合指数模型可以很好地拟合非绝热条件下水化温升时程曲线;进一步提高有限元模拟精度还需考虑水化率温度依赖性及各参数的实测时变性;顶板及腹板靠近横隔板处的中部位置在浇筑后一周左右由于温度变幅大形成了最高的拉应力,这两处部位最易开裂。这些结论可为工程施工提供损伤控制和优化理论。     

福建南平西城大桥Y形墩及箱梁0号块施工

福建南平西城大桥为三跨连续刚构桥,其4个水中Y形墩采用板式预应力钢筋混凝土结构,0号块为纵竖双向预应力墩顶箱梁.根据Y形墩和箱梁0号块特点,设计其模板及支架.介绍了钢筋绑扎,预应力钢绞线、波纹管铺设,模板拼装,混凝土浇筑、养护及Y形墩斜腿锁固等关键施工技术.Y形墩和0号块一次浇筑成功,墩身没有产生裂纹,成墩质量、外观、线形均达到了预期目标.     

单室箱梁电热器养护温度场及温度应力分析

考虑工期及场地原因,为提高重型箱梁的现场预制效率,采用箱梁孔内布置电热器对梁体加热,外部覆盖保温层的养护方法;基于热量传导理论使用有限元软件Abaqus,模拟现场工况,建立有限元分析模型对箱梁温度场和应力场进行数值分析,并与实测数据进行对比。表明箱梁水化热反应剧烈,经历了较短的升温阶段达到峰值后缓慢降温,所采用的数值分析方法可以真实反应该养护下的箱梁混凝土水化热温度场;温度应力发展达到峰值后减小,其温度应力峰值未超过混凝土抗拉强度。混凝土试块试验结果表明箱梁的抗压强度和弹性模量达到施加预应力的要求。该养护方法确保了现场预制箱梁的安全、高效。     

Temperature variation of concrete box girder bridge

On the basis of theoretical analysis and measurement on site, the temperature gradients and its variation on concrete box girder bridges resulting from ambient temperature, solar radiation, and structural temperature fields were discussed. With the help of the heat transfer theory and finite element method (FEM), the heat flux of the surface of concrete box girder was carried out, and all the heat fluxes were described as the convection. The results were compared with that from field measurements, and a good correlation was found. It was revealed that the methods, the parameters, the boundary condition used in this paper were reasonable. Last, some conclusions were obtained, which could provide the basis for box girder design under solar radiation.     

Temperature variation of concrete box girder bridge

On the basis of theoretical analysis and measurement on site, the temperature gradients and its variation on concrete box girder bridges resulting from ambient temperature, solar radiation, and structural temperature fields were discussed. With the help of the heat transfer theory and finite element method (FEM), the heat flux of the surface of concrete box girder was carried out, and all the heat fluxes were described as the convection. The results were compared with that from field measurements, and a good correlation was found. It was revealed that the methods, the parameters, the boundary condition used in this paper were reasonable. Last, some conclusions were obtained, which could provide the basis for box girder design under solar radiation.     

相变混凝土箱梁温度-应力场耦合分析

为控制混凝土箱梁日照温度梯度所产生的主拉应力,采用稻壳灰封装石蜡作为相变材料制备具有“结构+功能”一体化功效的相变混凝土,通过试验探究了稻壳灰 石蜡相变混凝土的热稳定性及其热工、力学参数,并以实际工程为背景讨论了相变混凝土铺设厚度和位置对单箱多室箱梁的梯度温度效应影响。结果表明:稻壳灰 石蜡相变混凝土具有良好的相变稳定性,多次相变循环后石蜡不会出现大量渗漏现象,但相变混凝土强度会有所下降;将铺装层下一定厚度普通混凝土替换为相变混凝土后,箱梁顶板内温度有明显降低,且梯度温度拉应力有10%的下降;铺装层厚度相等条件下,箱梁顶板最大温度应力随着相变混凝土厚度的增加先减小后增加,边腹板和中腹板内温度应力则随着相变材料厚度的增加呈现单调递减的趋势;随着沥青铺装层厚度的增加,相变混凝土层对温度应力的改善效果逐渐下降;腹板和承托对应的顶板区域是影响箱梁梯度温度应力场的敏感部位,而悬臂板和内箱上部所对应的顶板区域内相变混凝土则基本不影响箱梁最大温度应力;箱梁内室数量虽然不能改变边腹板内温度竖向分布规律,但箱梁最大温度应力会随箱梁内室的增多而增大,在箱梁顶板活载强度能满足要求的前提下应尽量减少中腹板的数量,以减小温度自应力。     

薄壁箱型梁桥日照温度场的数值计算分析

基于箱梁内空气为完全透射体,内壁混凝土表面之间仅有辐射换热和对流换热的基本假定,建立了薄壁箱型梁桥日照温度场的数学模型.根据实测环境温度分布,用平面四边形等参数单元PLANE55和表面效应单元SURF151建立了托克托准格尔黄河特大桥二维瞬态温度场的有限元模型,计算了箱梁在不同时刻的日照温度分布,并与现场的实测数据进行了比较和分析,得出如下结论:在日照作用下,箱梁顶板上下缘之间的温差最大值约在下午14:00出现;理论计算的温度时程曲线与实测的温度时程曲线吻合较好;混凝土壁板中的温差分布,可以采用指数曲线进行拟合.     

双线铁路箱形梁水化温度场及温控研究

对某双线铁路箱形梁水化温度场进行试验设计和监测，用有限元方法模拟边值条件和水化作用，仿真实际混凝土温度场，并在此基础上进行了几种特定条件下的箱形梁温度场和内外温差分析，给出了温度控制原则，以供借鉴。     

混凝土箱梁温度场研究与效应分析

以困扰工程界设计的混凝土箱梁温度分布问题为研究对象,以某双线特大桥为背景,进行了为期1年的现场实测.并结合气象学和传热学的相关理论对混凝土箱梁温度场进行数值仿真与效应分析,通过数值仿真与现场实测对比分析,得出混凝土箱梁温度场的分布规律与不均匀温度场对混凝土箱梁的效应;并以ANSYS为开发平台,开发出了与ANSYS风格一致的针对预应力混凝土温度场的可视化汉化模块.实例计算表明,该可视化汉化模块能很好地应用于实际,减少程序重复建模的操作分析步骤,能够提高工作效率.     

火灾条件下混凝土箱梁梁端预应力衰变规律

针对火灾下混凝土梁桥截面损伤所导致的梁端预应力损失问题,研究了火灾高温传导模式和热传导混合边界条件,设定了预应力混凝土箱梁的火灾场景,给出了混凝土高温强度与刚度的衰减模型和烧损层计算方法;采用热力耦合计算方法和子模型分析方法计算了不同火灾场景中混凝土箱梁梁端区域钢束预应力时程变化曲线;通过工程实例分析了混凝土箱梁梁端截面不同钢束预应力的时变状态,揭示了火灾条件下混凝土箱梁梁端预应力衰变规律;通过曲线的最优与最差拟合及比较分析,提出了混凝土箱梁梁端预应力衰变计算公式。结果表明:处于箱梁梁端腹板上部的钢束预应力变化趋势受梁底部火灾面积的影响,梁底部受火面积较小时,随延火时间的增加逐渐增大,增加趋势平缓,梁底部受火面积增大时,随延火时间的增加平缓衰减;处于箱梁梁端腹板中部的钢束预应力随延火时间的增加始终呈减小趋势,处于腹板下部的钢束预应力随延火时间的增加下降幅度较大,延火至120 min时梁端钢束预应力的衰减终值介于常温下初值的94％~96％;提出的混凝土箱梁梁端预应力衰变计算公式简洁,可为类似预应力混凝土箱梁端部结构的抗火设计提供基础数据。