承臺(tái)混凝土施工水化熱效應(yīng)分析

現(xiàn)階段大體積混凝土、高強(qiáng)混凝土以及耐久性混凝土在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用,由水化熱引起的溫度裂縫問(wèn)題也越來(lái)越被設(shè)計(jì)人員所關(guān)注。水化熱引起的溫度裂縫經(jīng)常發(fā)生在結(jié)構(gòu)施工初期,寬度較大且具有貫通性,對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性和透水性產(chǎn)生不利影響。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)、施工以及監(jiān)理階段需要對(duì)水化熱引起的溫度應(yīng)力進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)算。依托某特大橋承臺(tái)大體積混凝土的施工,利用有限元軟件模擬水化熱過(guò)程,對(duì)溫度、應(yīng)力提出控制措施,指導(dǎo)實(shí)際施工。在施工時(shí)采取合理的控制措施,并進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集以驗(yàn)證措施的有效性。

本文的特色在于對(duì)比軟件模擬計(jì)算值與實(shí)測(cè)結(jié)果從而找到水化熱規(guī)律,可以為以后大型混凝土結(jié)構(gòu)施工提供技術(shù)意見(jiàn),特別是降溫措施選取?？刂屏芽p產(chǎn)生,保障施工質(zhì)量。

由于水泥的水化熱作用,大體積混凝土澆筑過(guò)程中將產(chǎn)生大量的水化熱?；炷翝仓跗?外部混凝土收縮受到內(nèi)部混凝土約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)其超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生裂縫。文章首先介紹混凝土水化熱產(chǎn)生的機(jī)理和水化熱發(fā)生的過(guò)程,然后通過(guò)工程實(shí)例詳細(xì)介紹了大體積混凝土澆筑過(guò)程中的水化熱影響及如何降低混凝土內(nèi)部的絕熱溫升,施工時(shí)應(yīng)采取溫控防裂措施,減小混凝土的水化熱和內(nèi)外溫差。

大體積承臺(tái)混凝土水化熱分析及溫控措施

大體積混凝土?xí)a(chǎn)生大量的水化熱導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn),對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性和承載力產(chǎn)生不利影響,因此需要采取控制措施,減少混凝土內(nèi)部的梯度溫度,控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中裂縫的產(chǎn)生。論文采取混凝土內(nèi)部布置管冷的措施來(lái)降低承臺(tái)大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中產(chǎn)生的水化熱,控制混凝土溫度裂縫。利用midas/civil有限元軟件的水化熱計(jì)算模塊進(jìn)行水陽(yáng)江特大橋承臺(tái)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬,通過(guò)無(wú)管冷和有管冷的對(duì)比分析,確定布置管冷的必要性。研究進(jìn)水溫度、水流量等參數(shù)對(duì)承臺(tái)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的水化熱影響,確定管冷合理的參數(shù)取值。分析澆注溫度對(duì)承臺(tái)施工過(guò)程中溫度效應(yīng)的影響,確定合適的澆筑溫度。通過(guò)優(yōu)化分析得到澆筑溫度為15℃、進(jìn)水溫度10℃和管冷水流量為2m~3/h時(shí),其冷卻的效果較好并滿足規(guī)范要求。通過(guò)合理的管冷布置和必要的溫控措施,能夠有效地降低施工中內(nèi)部溫度并且符合工程的實(shí)際要求。

大體積承臺(tái)施工前混凝土水化熱溫度控制計(jì)算

結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的特定條件,采取由淺基到深基的施工步驟,對(duì)不同體量的承臺(tái)制定不同的澆筑方案和技術(shù)措施,有效地降低泵送大體積混凝土的水化熱,減少并消除了混凝土內(nèi)外的最大溫差和溫度裂縫現(xiàn)象。通過(guò)在承臺(tái)中間設(shè)置棋盤式高低水平施工縫,取得了良好效果。

運(yùn)用三維有限元軟件midas/civil對(duì)大體積混凝土承臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,按照實(shí)際冷卻水管的布置、水流情況、邊界條件、實(shí)際施工過(guò)程等因素進(jìn)行了全程水化熱溫度場(chǎng)的仿真分析,最終確定了分層澆筑和布置冷卻管的方法,并在施工過(guò)程中進(jìn)行溫度監(jiān)控確保了承臺(tái)的質(zhì)量。

利用有限元程序?qū)B續(xù)剛構(gòu)橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工水化熱進(jìn)行計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)進(jìn)行比較分析,驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的正確性,為今后類似工程的水化熱計(jì)算及溫度控制提供參考。

利用有限元程序?qū)π崩瓨蛑魉信_(tái)混凝土施工水化熱進(jìn)行計(jì)算,并與實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)進(jìn)行了比較,進(jìn)一步分析了承臺(tái)混凝土施工水化熱變化的一般規(guī)律。

混凝土的水化熱絕熱升值，一般按下式計(jì)算：mc t(t)=）（mte1 c mcq (11-28) 符號(hào)意義及計(jì)算方法同11.5.1一節(jié)式（11-15）。 實(shí)際大體積混凝土基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)外表是散熱的，混凝土的實(shí)際溫升低于絕熱溫升，計(jì)算值偏于 安全。 2，計(jì)算各齡期混凝土收縮變形量 各齡期混凝土的收縮變形量ty一般可按下式計(jì)算： ty=n bt ymmmm....e1321 0 （11-29） 符號(hào)意義及計(jì)算方法同11.6.1一節(jié)式（11-20）。 3．計(jì)算混凝土的收縮量溫差 混凝土收縮變形會(huì)在混凝土內(nèi)引起相當(dāng)大的應(yīng)力，在溫度應(yīng)力計(jì)算時(shí)應(yīng)把收縮變形這個(gè)因素 考慮進(jìn)去，為計(jì)算方便，把混凝土收縮變形合并在溫度應(yīng)力之中，換成“當(dāng)量溫差”按下式 計(jì)算 a t ty ty)(（11-30） 符號(hào)意義及計(jì)算方法同11.6.2一節(jié)式（11-21）。 4.計(jì)

以一座中承式鋼管混凝土拱橋?yàn)楸尘?利用midas有限元軟件對(duì)拱腳承臺(tái)的大體積混凝土水化熱進(jìn)行計(jì)算分析.通過(guò)對(duì)主要水化熱影響參數(shù)的分析,得到了最優(yōu)水化熱施工控制方式,采用全面分層法一次澆筑工藝,有效避免了大體積混凝土施工過(guò)程中水化熱溫度控制不理想、混凝土開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn),縮短了施工周期,提高了經(jīng)濟(jì)效益.

混凝土水化熱溫升計(jì)算 混凝土水化熱絕熱升值計(jì)算

基于midas／civil的大體積混凝土施工期水化熱仿真分析 摘要：大體積混泥土水化熱問(wèn)題是橋梁界普遍關(guān)心的問(wèn)題，由于混凝土的水 化熱作用，大體積混凝土在澆筑過(guò)程中將產(chǎn)生大量的水化熱。本文通過(guò)有限元 midas/civil軟件對(duì)福建省福州市瑯岐閩江大橋3#主墩承臺(tái)大體積混凝土結(jié)構(gòu)水 化熱進(jìn)行分析，有效模擬施工期現(xiàn)場(chǎng)承臺(tái)水化熱是該承臺(tái)施工的關(guān)鍵。 關(guān)鍵詞：大體積混泥土；水化熱；有限元midas/civil 1、工程概況 福建省福州市瑯岐閩江大橋主線全長(zhǎng)6.789km。該橋主橋?yàn)榭鐝讲贾?60m+90m+150m+680m+150m+90m+60m=1280m的雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋， 采用半漂浮結(jié)構(gòu)體系。其中主橋3#主塔墩承臺(tái)為矩形承臺(tái)，順橋向?qū)?0m，橫 橋向?qū)?8m，厚6m，矩形承臺(tái)4個(gè)角設(shè)置3*3m的倒角；設(shè)計(jì)方量為8593.6m3， 分兩層澆筑

文中主要介紹采用專業(yè)的工程軟件midas水化熱分析模塊以安徽省潁上船閘工程為例建立三維空間模型,對(duì)船閘大體積混凝土澆筑施工的溫度發(fā)展趨勢(shì)和分布模式進(jìn)行分析,并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行比較分析,驗(yàn)證該方法的可靠性,并通過(guò)拉應(yīng)力比云圖,可以直觀地看出結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中哪些區(qū)域容易產(chǎn)生溫度裂縫,以及裂縫的開(kāi)展方向,為水工結(jié)構(gòu)大體積混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行溫度控制提供了理論上的依據(jù)。

以國(guó)內(nèi)某斜拉橋擴(kuò)大基礎(chǔ)為例,建立有限元模型,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了水化熱分析,得出了溫度場(chǎng)變化規(guī)律,并提出了合理的水化熱控制方案.

該文運(yùn)用三維有限元分析軟件對(duì)一超高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的大體積混凝土承臺(tái)實(shí)際施工過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行了全程仿真計(jì)算,考慮了冷卻水管的作用,并與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較,分析了誤差產(chǎn)生的原因。

舉例混凝土熱工性能計(jì)算的過(guò)程，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明計(jì)算的準(zhǔn)確性。

結(jié)合工程實(shí)踐,通過(guò)配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)和大體積混凝土水化熱有限元分析,采取摻加礦粉及粉煤灰、施工過(guò)程中的冷卻水管設(shè)計(jì)和綜合保溫等措施進(jìn)行大體積混凝土施工。其不僅能夠有效控制混凝土水化熱,而且能夠有效控制混凝土裂縫的出現(xiàn),保證了大體積混凝土的施工質(zhì)量。

以安家山河大橋工程為例,運(yùn)用有限元軟件,對(duì)該橋5號(hào)墩承臺(tái)進(jìn)行建模,并對(duì)大體積混凝土水化熱進(jìn)行計(jì)算分析,得出合理的冷卻水通水溫度和流量,從而達(dá)到控制承臺(tái)溫度裂縫的目的。

大體積混凝土水化熱計(jì)算及施工 一、大體積混凝土的概念 1、定義 現(xiàn)代建筑中時(shí)常涉及到大體積混凝土施工，如橋梁基礎(chǔ)、墩臺(tái)、高層樓房基 礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。它主要的特點(diǎn)就是體積大，一般實(shí)體最小尺寸 大于或等于1m，它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比 較快。混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常 使用。所以必須從根本上分析它，來(lái)保證施工的質(zhì)量。 我國(guó)《大體積混凝土施工規(guī)范》gb50496-2009規(guī)定：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最 小尺寸大于或等于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起 的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害縫產(chǎn)生的混凝土。 美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)(aci)規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大， 必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題，以最大限度減少開(kāi)裂”。日本 建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(jass5)規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷

結(jié)合工程實(shí)例,進(jìn)行水冷管布置對(duì)混凝土水化熱的影響研究,詳細(xì)探討了水冷管直徑、水冷管距混凝土邊緣距離、水冷管之間距離,水溫變化對(duì)混凝土水化熱的影響。