特大桥实体桥墩水化热温度控制有限元分析

应用ANSYS有限元软件,建立了广州动车段走行线特大桥桥墩施工水化热温度控制分析模型,结合监测结果,研究桥墩温度场和应力场的变化规律,并对不同浇筑温度、混凝土骨料岩性和材质模板等对水化热的影响进行分析.研究结果表明:随着浇筑温度的降低,桥墩水化热反应最高温度降低;在满足强度要求的前提下,选用石英岩作为混凝土骨料能使桥墩水化热温度最低;选用木模板可减小桥墩内外温差.     

客运专线箱梁混凝土水化热温度监控研究

控制混凝土的浇筑温度是针对施工中出现的技术问题而提出来的。在武广铁路客运专线现浇箱梁施工实践中,通过在混凝土内埋设温度传感器,利用计算机监测、记录混凝土内部温度变化,根据采集到的各测点温度值,研究了高性能混凝土水化热温度变化规律,并针对如何控制混凝土水化热造成的温度裂缝,提出了施工中应采取的具体措施。     

大体积混凝土承合水化热及温控措施研究

为了确保大沙沟特大桥的大体积混凝土承台冬季施工达到施工要求,采用有限元程序Midas/Civil按照一次浇筑施工、冷却管布置、水流情况及各种不同边界情况进行水化热温度场和温度应力数值分析,并对影响水化热的内外部因素进行了优化分析。采用优化后的数据,承台的实测数据与理论值吻合较好,承台混凝土水化热产生的温度梯度和应力都较小,最大温差在规范要求范围之内,保证了承台的施工质量。     

高速铁路槽形梁桥竖向温度分布模式研究

以沪昆高速铁路某槽形梁斜拉桥为工程背景,根据传热学和太阳物理学等相关理论,建立槽形梁横断面热力学分析模型,研究槽形梁内部的温度分布规律,探讨各类参数的影响,在此基础上提出日照作用下槽形梁横断面上温度分布模式。分析发现:不同时刻、大气透明度系数、混凝土表面辐射吸收率及梁高虽然会引起槽形梁温度场变化,但对槽形梁的竖向温差模式影响不大;槽形梁温差模式可按两部分进行拟合,截面顶缘温差22℃,采用指数函数和线性函数相结合模式进行拟合;下缘最大温差4℃,并线性变化至0℃。     

湖底隧道施工中混凝土水化热温度变化规律研究

在湖底隧道施工中会遇到大体积混凝土浇筑问题,若混凝土温差较大,将导致裂缝的发生,影响结构的安全。通过对某湖底隧道混凝土浇筑过程中水化热温度变化情况进行的观测,得出混凝土在水化热阶段的温度变化规律,为混凝土温度变形裂缝控制和施工组织提供了依据。     

承台混凝土施工温度控制及数值分析

天桥特大桥主桥桥墩承台大体积混凝土采用一次浇筑法施工,这种施工方法会明显加剧水化热效应,应采取温度控制措施。运用有限元软件MIDAS对承台内部水化热温度场进行了模拟计算,并在承台内预埋温度测量元件对温度场进行监测。对模拟计算结果和监测结果进行分析,按照温度控制标准,通过控制冷却管水流流量有效地控制了混凝土的浇筑温度、最高升温、内外温差及降温速率,达到了预期温度控制的目标。     

大体积混凝土水泥水化热施工冷却技术

大体积混凝土由于内部水泥水化热引起的温度上升 ,一般混凝土浇筑后 3d时水化热达到峰值。当外界环境温度很低时 ,混凝土内外温差大于 2 5℃ ,混凝土即产生温度应力裂缝。为保证混凝土的施工质量、防止裂缝的产生 ,特对大桥承台大体积混凝土施工温度情况进行论证 ,并采取相应的人工冷却控制温度措施。     

桥梁锚碇基础水化热仿真模拟

以宜昌某在建大桥大型隧道锚为工程背景,利用Midas有限元分析软件对水化热产生的温度场进行计算模拟,防止由于水化热过大产生温度裂缝。分析了不同胶凝材料用量、冷却水管不同布置方式对大体积混凝土水化热的影响,并提出临界厚度。建模分析结果表明,水泥用量降低会导致水化热减少,每方混凝土增减10 kg水泥用量,会使得水化热产生的温度增减1℃。通过布置冷却水管,能够有效降低水化热,降温效果比改变胶凝材料用量要好,是降低大体积混凝土水化热直接有效的方式。提出临界厚度的概念,混凝土浇筑厚度大于临界厚度时,需要采取人为措施来降低水化热;浇筑厚度小于临界厚度时,不布置冷却水管也能使内外温差控制在规范限值之内。     

铁路工程大体积混凝土的水化热及裂缝控制

铁路工程大体积混凝土的温度裂缝是影响混凝土结构安全性和耐久性的重要因素。本文首先总结了铁路工程大体积混凝土水化热的影响因素,然后从水化热温升的控制、浇筑阶段施工温度的控制及养护阶段混凝土内外温差的控制3个方面分析了现有抑制铁路工程大体积混凝土温度裂缝的措施。最后指出了现有抑制铁路工程大体积混凝土温度裂缝过程中存在的问题。     

索塔承台大体积混凝土温度控制研究

由于索塔承台混凝土体积大,水化热高,导致内部温度、内表温差过大,很容易产生温度裂缝,因此有必要对其进行温度控制。采用线单元解耦算法对榕江大桥索塔承台混凝土不同浇筑方案进行数值模拟,分析浇筑厚度、冷却水及冷却水温度对混凝土温度、应力的影响,从而选择合适的浇筑及温控方案,并将现场实测数据与计算数据进行对比。研究结果表明:混凝土内部温度通常在浇筑后第3～4 d达到峰值,降温速率小于升温速率;通冷却水可降低最高温度3℃～4℃,且可增加混凝土降温速率;但降低冷却水温度对混凝土内部温度影响有限,且会增大混凝土内部应力;根据数值计算结果,承台采用分3层浇筑、冷却水温度为25℃的施工方案;实测承台第1浇筑层内部温度最大为65.8℃,内表温差最大为24.3℃,内部温度、内表温差和应力均未超过规范允许值,温控方案合理。研究成果对索塔承台大体积混凝土的浇筑及温控具有一定参考价值。     

高铁简支钢管拱桥拱座大体积混凝土水化热及温控措施研究

混凝土梁钢管简支拱桥因其拱座构型复杂、混凝土体积较大,在浇筑过程中可能产生过大的水化热,从而导致结构出现裂缝,影响其耐久性和承载力,因此有必要对其进行分析并采取温度控制措施。针对某高铁线144 m尼尔森体系简支拱桥拱座水化热问题,采用有限元软件MIDAS/FEA建立仿真模型,分析冷管布置、入水流量、入水温度与通水时间对内部水化热冷却效果的影响,并确定该实际工程的最优冷管参数。研究结果表明:布置冷却水管是一种有效的水化热温度控制措施;合理选取冷管参数可以有效降低拱座大体积混凝土中水化热温度,避免混凝土开裂;有限元仿真与实测值最大温差不超过4℃,说明有限元仿真可以较为准确地模拟结构内部因水化热引起的温度与应力变化情况。     

铁路混凝土箱梁温度场及温度效应

运用试验方法,对铁路混凝土箱形梁的水泥水化、日照温度场及温度效应进行研究。结果表明,箱梁水化热温度峰值可达70℃以上,梁体浇筑后最大温升可达44℃,箱梁局部板件(如腹板)混凝土芯部与表面的温差可达10℃以上,箱梁内部混凝土温度与箱梁周围养护区内的环境温度差可达35℃;箱梁沿板厚方向受日照影响存在一定的温度梯度,对于无碴轨道箱梁,顶板的温度梯度超过10℃;箱梁沿梁高方向存在较大的温度梯度,有碴桥梁梁顶和梁底温差可达15℃,无碴桥梁梁顶和梁底温差可达20℃;当外界温度变化时,混凝土内部温度变化存在滞后现象。     

斜拉桥大体积混凝土浇筑水化热温度监测及分析

对北方某斜拉桥主墩承台、转体上盘、塔梁墩固结实体段及"人"字形塔脚部位的大体积混凝土浇筑过程中的水化热温度进行测试,实时掌握水化热温度发展规律,通过添加适当的粉煤灰、减水剂、缓凝剂、控制混凝土入模温度和内部设置冷却水管等措施,能够有效地控制大体积混凝土浇筑施工过程中核心与表面的温差,避免温度裂缝的产生。     

混凝土箱梁水化热温度试验研究

研究目的:温度应力已被认为是混凝土箱梁开裂的主要原因之一。为了掌握水化热温度沿箱梁截面的分布规律,并根据混凝土施工工艺状况,估算温差应力,特对混凝土箱梁进行了水化热温度试验,为箱梁设计与施工提供有益的参考。研究方法:水化热温度测试选取了梁体的跨中及端部截面,按照能够充分反映箱梁水化热变化情况的原则,分别在顶板、底板、腹板布置了内埋式温度传感器,从混凝土入模开始,量测水化热温度的变化情况。研究结果:根据温度测试结果,可以绘制出混凝土水化热温度随观测时间变化的曲线。通过对秦沈客运专线箱梁温度测试结果的总结分析,重点阐述了箱梁混凝土早期水化热温度发展的一般规律,其中包括水化热温度时程曲线的一般形式、温升基本规律、温降基本规律、混凝土的温度梯度、入模温度与温度峰值的关系等,并提出了防止温差过大而引起混凝土开裂的工程措施。     

客运专线箱梁混凝土水化热温度测控研究

通过武广铁路客运专线现浇箱梁的温度监测实践,在混凝土内埋设温度传感器,利用计算机监测和记录混凝土温度变化,根据记录各测点温度值探讨高性能混凝土水化热温度变化规律,建议在施工中采取相应的措施,以防止水化热温度变化过快使箱梁混凝土产生裂缝.     

预应力混凝土连续箱梁顶板早期裂缝控制研究

研究目的:预应力混凝土连续箱梁在施工时常采用二次浇筑施工方法,但在一些工程施工完成后发现箱梁顶板出现大量裂缝,其中沿横桥向裂缝较多,造成箱梁顶板在施工阶段出现早期裂缝的原因主要是由于二次浇筑过程中顶板与腹板混凝土之间的收缩差和顶板混凝土水化热的温度效应。本文结合实际工程,对预应力混凝土连续箱梁顶板在二次浇筑时进行水化热温度场和早期应变的连续监测,研究预应力钢束分阶段张拉对箱梁顶板早期裂缝的控制效果。研究结论:(1)由于二次浇筑的连续箱梁顶板与已浇筑的箱室腹板之间存在一定的温差,并且腹板对顶板有一定的约束作用,顶板混凝土有开裂的风险;(2)对预应力钢束进行一次张拉时,顶板早期将产生较大的拉应力,混凝土将开裂;对预应力钢束进行分阶段张拉时,箱梁顶板的早期应变和应力均有一定程度减小,可有效降低箱梁顶板混凝土开裂的风险;(3)预应力钢束采用分阶段张拉施工工艺对终张后箱梁的受力性能没有影响;(4)本研究成果可为预应力混凝土连续箱梁的施工提供参考。     

大跨度薄壁槽形梁支架现浇质量控制技术研究

研究目的:沪昆客专西北上行和南西联络线特大桥主桥紧邻运营高铁,结构为(32+80+112)m非对称槽形梁独塔双索面斜拉桥,总体采用"整体支架预制梁体、水平转体跨越武广高铁"的方案;按照总体施组安排,主梁采用国内高铁建设首次应用的薄壁槽形结构,针对主梁腹板薄、大开口、浇筑方量大等特点,在一次整体支架现浇施工中混凝土浇筑方法不当、养护不合理等因素导致梁体产生裂纹等问题。为确保大跨度薄壁槽形梁的现浇施工质量,本文从现浇支架体系安全、早期温度场防护开裂、现浇施工工艺等方面研究槽形梁支架现浇质量控制技术。研究结论:(1)本桥大跨度薄壁槽形梁采用一次整体现浇的方法是不可行的,通过仿真计算分析,提出了"分三段现浇+两道后浇带"的纵向浇筑方案;(2)横向浇筑方法是薄壁槽形梁局部质量控制的重要环节,为此提出了"先浇筑槽形梁底板、再浇筑箱形边主梁"的横截面浇筑方案;(3)针对紧邻运营高铁支架结构体系的高度高、跨度大、梁体坡度大等施工难点,通过对高支架结构的稳定性分析,提出了"整体连接、贝雷梁搭接固定、设置刚性墩"的构造措施;(4)提出的槽形梁支架现浇质量控制技术适用于紧邻运营高铁的大跨度混凝土槽形梁及类似梁型的现浇施工。     

兰新二线全预应力混凝土槽型梁的静载试验研究

通过对兰新二线全预应力混凝土槽型梁在非对称竖向荷载作用下的足尺模型试验,研究结构在逐级增大荷载作用下的变形、应力变化和裂缝开展及分布等规律,验证了该槽型梁的设计理论和施工质量,为槽型梁受力理论的发展积累了经验。研究结果表明:在竖向非对称荷载作用下,槽型梁具有明显的空间受力特征:腹板不仅发生竖向的弯曲变形,还会发生横向向槽口内的变形,底板则受纵向弯矩和横向弯矩共同作用,而腹板和底板结合处往往受弯扭组合变形共同作用,应力状态复杂;荷载等级越大,扭转变形对结构的影响越大,弯扭组合效应越明显;在一定的荷载范围内,腹板和底板应力的增长随荷载等级的增加近似符合线性增大的规律,在荷载增大的过程中,底板应力变化明显,中性轴会发生明显移动,而腹板中性轴几乎不发生移动;结构的设计理论和施工质量均满足列车营运的要求,并具有充足的安全系数。     

大体积混凝土施工期温度裂缝计算分析

混凝土水化热引起的温度裂缝是影响工程结构安全的重要因素。文中使用规范公式计算和有限元分析两种方法,对大体积混凝土施工期裂缝产生原因进行研究。结果表明水泥水化放热时间集中,混凝土在浇筑以后两到三天达到最高温度。水池池壁长边中间区域水化热温度应力较大,当温度拉应力大于混凝土抗拉应力标准值时混凝土就会开裂,这与实际结构裂缝开展情况基本一致。     

简支槽型梁温度控制技术研究

混凝土浇筑过程中水泥水化放热使得现浇混凝土结构易出现裂缝,故需采取温度控制措施以保证其正常使用及耐久性能。京沈客运专线是国内首例采用350 km/h高速铁路的预应力混凝土槽型梁工程,梁截面形式复杂,施工时模板布置较传统桥梁更为复杂,不利于混凝土水化热的散失,易产生裂缝。本文采用MIDAS结构分析软件对其浇筑过程中温度变化进行有限元分析,主要目的是掌握浇筑过程中出现的最大温度及最大拉应力的大小及位置,对实际施工过程中可能出现的问题提供理论依据与技术控制措施。