大直径钢管混凝土拱桥低温施工水化热温度场分布及影响分析

摘要

大直径钢管混凝土拱桥管内灌注混凝土产生水化热,对钢管混凝土组合结构的内力重分布产生重要影响,特别是研究冬季低温施工条件下水化热对结构的影响更具有重要意义.以热传导理论结合有限元方法建立了钢管混凝土拱桥水化热分析模型,并进行了数值模拟分析,得到了大直径钢管混凝土拱肋截面温度场的分布规律,截面中心和外缘的最大温差达14.15°C;受水化热温度场影响,管内混凝土强度(fcu)及弹性模量(Ec)沿截面径向增长不均匀,表现为混凝土中心增长更快,越靠近边缘增长越慢.管内混凝土fcu及Ec的增长规律呈现为3d前接近线性增长,3d时核心混凝土fcu及Ec分别达到标准值的75.3％、86.8％,而混凝土截面平均值仅达到69.7％、83.4％.5d时核心混凝土fcu及Ec分别达到标准值的85.8％、92.6％,平均值已达到81.6％、90.3％,核心与边缘^及Ec增长差值为13％、7.3％,趋于接近.因此对于大直径钢管混凝土的灌注,为保证混凝土灌注后良好的力学性能,前后灌注管内混凝土的间隔时间不宜小于5d.