大体积混凝土基础水化效应的有限元分析

文章结合实际工程大体积混凝土基础,采用三维瞬态温度场理论,利用ANSYS有限元软件对整体浇筑、分层浇筑、设置水管冷却等不同施工条件下,大体积混凝土基础的温度场和应力场的分布规律进行了分析。结果表明:与整体浇筑相比,分层浇筑和加水管冷却可以有效降低大体积混凝土基础水化效应的温度场和温度应力,对指导工程实践具有重要的现实作用。     

混凝土箱梁浇筑养护方案数值评估研究

大体积混凝土结构在浇筑过程中水化放热会形成对结构不利的瞬态温度场，为此提出了一种混凝土箱梁浇筑温度场的数值分析方法.采用有限元方法模拟了箱梁混凝土的水化放热及其各种实际热边界条件，并通过与实测数据对比，验证了该方法的精度.以杭州湾跨海大桥非通航孔桥的70 m跨整体浇筑预制的大截面混凝土箱梁为例，利用该方法定量评估了各种浇筑养护方案控制水化热的效果，为工程选用了有效的水化热控制方案，能够有效防止混凝土产生早期温度裂缝.     

大体积高强混凝土施工过程中温度场分析

针对高强混凝土中总胶凝材料用量较多导致水化热剧烈、从而产生裂缝的问题,对大体积高强混凝土施工过程中的温度场进行了分析.通过对模型结构进行温度监测来指导实际工程混凝土配合比设计,并对施工方案的合理性进行了研究,根据水化热试验确定大体积高强混凝土水化热的计算参数.运用有限元软件MIDAS/GEN及ABAQUS进行温度场分析,结果表明,大体积高强混凝土结构比普通大体积混凝土结构升温更快,峰值温度更高,应当加强养护;进行水化热计算时,水化热系数m及最终水化热Q0的常用值需针对大体积高强混凝土作适当调整.     

混凝土中水泥水化反应放热模型及其应用

大体积混凝土结构水化热温度场分析的关键是混凝土中水泥水化反应放热模型的确定。基于化学反应动力学原理，提出了一种物理意义明确，考虑了温度和化学反应物浓度对化学反应速率影响的混凝土中水泥水化反应放热模型，并将其应用于有限元分析。算例分析表明，该模型能很好地拟合了混凝土绝热温升的实测数据，较精确地预测了在不同浇筑温度下混凝土绝热温升的变化规律。     

大体积混凝土温度场及温度应力的有限元分析

结合工程实例,采用ANSYS有限元软件对大体积混凝土浇筑及冷却过程中的温度场及温度应力进行了模拟,通过APDL语言编写程序控制了模拟过程．分析结果与工程计算及实际测试结果相近,验证了所建模型与选取参数的正确性,保证了运用ANSYS研究大体积混凝土水化热影响参数的可行性．分析发现：混凝土温度峰值与最大拉应力与浇筑温度呈正相关;采用低热量水泥时,可降低温度峰值、推迟峰值出现时间,并降低结构温度应力;环境温度变化时,温差成为关键因素,应根据实际情况制定季节性施工方案．     

大尺寸混凝土构件硬化期水化热温度场

为了解决在实际施工前精确预测混凝土内部的温度场从而采取适当的施工措施预防混凝土热裂的问题,基于水泥水化反应三阶段的特征,提出S型水化热模型,通过对有限元软件ABAQUS进行二次开发,建立构件的三维实体有限元模型,对早龄期混凝土的水化热温度场进行数值模拟.为验证数值模拟的准确性,对2个1.5 m×1.2 m×4.0 m大尺寸混凝土构件进行硬化期水化热温度场测试.同时,选取拆模时间在混凝土浇筑后72、96、120、144 h进行有限元分析.对比分析数值模拟结果和温度场测试数据,二者吻合较好,而拆模后最大降温速率随着拆模时间的加长而减小,表明本文建立的模型能较精确地预测大尺寸混凝土构件硬化期的水化热温度场,且适当延长拆模时间降低了大尺寸混凝土构件温度裂缝出现的风险.     

某工程大体积混凝土温度场的试验研究

为了控制大体积混凝土的水化热温度,对控制混凝土早期裂缝提供依据,了解温度对混凝土早期力学性能的影响,采用镍铬-镍硅型热电偶传感器对混凝土内部温度场进行了实测.结果表明,混凝土浇筑初期内部温度场沿深度呈抛物线分布,最高温度为58℃,在浇筑后3 d出现,持续1 d左右,混凝土中心与表面最大温差19℃.通过实测的温度场分布情况,可以直接了解混凝土内部温度变化趋势,对控制水化热温度和温度裂缝起指导作用.     

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。     

大体积混凝土水化温升开裂的计算模拟

为确保大体积混凝土结构的施工质量,减少混凝土水化热开裂与温度应力的不利影响,以尺寸为2 m×2 m×1.5 m的输电塔基础立柱为研究对象,结合工程实际和现行计算理论,建立贴合实际的有限元模型。使用有限元分析软件ANASYS对大体积混凝土的温度场进行分析计算,通过试验验证有限元模型的可靠性。结果表明:有限元软件ANASYS的计算模拟结果真实可靠。在实际工程中,结合实际工况灵活选择不同性能保温材料和混凝土浇筑时间以及在受力不均匀处配置细而密的构造钢筋,均可有效减少因水化温升导致的基础立柱开裂。     

分层浇筑对大体积混凝土温度场的影响

以新造珠江特大桥主墩承台为研究对象,采用有限元数值计算方法,分析了在分层浇筑下承台混凝土水化热温度场的分布形式,研究了在不同的分层厚度和不同的间歇时间下,混凝土温度场的变化规律.研究表明,混凝土最高温度随分层厚度增加而升高,随间歇时间延长而降低.分层厚度每增加0.5m,最高温度升高约5℃;混凝土最高温度随间歇时间延长而降低的平均速率,在间歇时间小于7天时为1.7℃/天,大于7天时为0.44℃/天.     

预防连续箱梁施工裂缝的温度监测与有限元分析

研究混凝土浇筑初期内部温度应力不均匀分布特征和预防温度裂缝的有效措施,以西安至铜川高速公路渭河特大桥某0＃箱梁为研究对象,以MIDAS／FEA(multitier distributed applications services／finite element analysis)有限元分析软件为计算平台,采用有限单元法对施工期混凝土水化热温度场进行了数值模拟计算,分析了3种不同防裂工程措施的理论效果,并结合温度监测进行了工程措施的优化。结果表明:混凝土浇筑52h左右内部温升达到高峰,有无冷却水管的箱梁内部最高温度温差在10℃左右,在内外温差20℃左右时拆除模板时机较为恰当;箱梁腹板与横隔板交界处温度应力集中,设置冷却水管改善温度应力分布效果明显。与其他研究结果相比,采取温度监测与有限元计算全过程动态分析方法优化防裂工程措施效果较好。     

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。     

基于Midas Civil的承台大体积混凝土温度控制及数值分析

大体积混凝土结构在施工过程中,由于混凝土的水化热反应,易出现内外温差,产生过大的温度应力,进而引起温度裂缝.针对混凝土水化热问题,以兑房河特大桥5#墩为例,提出承台大体积混凝土布设冷却管的温控方案,利用有限元软件Midas Civil进行水化热数值分析,并将理论计算值与现场温度监测结果进行对比分析.实践表明,兑房河特大桥承台在施工过程中采取的温控措施,取得了较好的效果,并为类似工程提供一定的指导意义.     

关于木几匣类部件铸造毛坯变形的数值分新

针对航空发动机机匣建喜了有限元数值分析模型。基于MSC．MARc软件的分析功能,运用有限元方法研究了机匣类薄壁部件铸造毛坯的变形,模拟了温度场、应力场及变形情况,同时对温度场、应力场及其对变形的影响进行了定性分析．为实际机匣类部件减小变形提供依据。     

关于机匣类部件铸造毛坯变形的数值分析

针对航空发动机机匣建立了有限元数值分析模型. 基于MSC.MARC软件的分析功能,运用有限元方法研究了机匣类薄壁部件铸造毛坯的变形,模拟了温度场、应力场及变形情况,同时对温度场、应力场及其对变形的影响进行了定性分析,为实际机匣类部件减小变形提供依据.     

高频直缝焊管焊接残余应力的三维有限元模拟研究

基于高频直缝焊管焊接热源的计算结果,综合考虑材料的物理属性随温度的高度非线性变化,以及高频加热的焊缝热影响区特有的温度分布规律,利用ANSYS有限元软件建立了高频直缝焊管焊接残余应力的三维有限元模型。获得了高频焊管温度场和残余应力场的分布规律,并对结果进行了分析。通过后处理模块,给出了焊缝部位残余应力的分布趋势,并分析了高频感应焊接残余应力的主要形成原因。发现焊缝附近的轴向残余应力较大,其中有些数值接近材料的屈服强度,而周向残余应力仅为材料屈服应力的1/3左右,径向残余应力数值较小,工程上可以忽略。