大跨径预应力连续刚构桥箱梁悬臂浇筑施工节段早期不同养护方法研究

摘要

近些年来,采用悬臂施工的大跨径预应力混凝土连续刚构桥由于自身得天独厚的优点在山区高速公路建设中广泛使用。然而,截面尺寸较大的箱形梁,在混凝土早期,由于水泥水化作用,产生了温度变形和自收缩变形,这些变形受到一定的约束将产生很大的拉应力,此拉应力超过混凝土允许拉应力继而产生早期裂缝。这些早期裂缝严重影响着箱梁的使用寿命,对桥梁结构安全造成极大的危害,因此必须采取有效的措施减少混凝土早期裂缝。这些由温度变形和自收缩变形产生的早期裂缝主要是由水泥水化导致的温度与湿度的变化引起的体积变形,因此在混凝土浇筑后,对其要进行合理的养护,使混凝土在一定的时间内保持适当的温度和足够的湿度,以满足混凝土良好的硬化条件,减少混凝土的温度变形和自收缩变形,防止混凝土表面开裂,提高混凝土的耐久性。
　　 本论文结合重庆交通科技项目《大跨径预应力连续刚构桥梁悬臂施工过程节段养护工艺研究》,依托沙塘坝大桥工程,采用Midas/civil软件,数值模拟不同养护方法下大跨径连续刚构桥悬臂施工节段箱梁温度场的变化规律,结合悬臂施工工艺特点,寻找最适合山区预应力连续刚构桥梁悬臂施工箱梁腹板外侧、底板外侧的养护方法,解决山区连续刚构桥箱梁的养护难点问题。主要研究内容包括:
　　 ①查阅资料,分析混凝土早期裂缝的主要影响因素;介绍混凝土早期裂缝研究现状以及早期养护的研究现状,并提出箱梁早期养护的必要性;
　　 ②介绍悬臂施工方法:比较箱梁早期养护常用方法的施工工艺、适用范围和技术经济性,提出适合连续刚构桥箱梁悬臂施工过程的混凝土早期养护组合方法;
　　 ③结合混凝土温度场理论知识,利用Midas/Civil软件,建立墩顶箱梁截面段模型,选择合适的边界条件,分别模拟不同的模板材料、不同的环境温度、不同的入模温度下,混凝土箱梁的温度场变化规律,总结这些因素对混凝土箱梁早期温度场的影响,得出有利于混凝土早期温度场的养护条件。
　　 ④查阅相关资料,分析钢模板+拆模后自然养护、钢模板(内附模贴)+拆模后自然养护和钢模板(内附模贴)+拆模后自动喷水雾养护这三种组合养护方法的边界条件,确定模型计算参数,利用Midas/Civil软件,分别模拟这三种组合养护方法下箱梁早期温度场的变化规律,按时间过程建模分析箱梁截面关键部位混凝土的内外温度差异,提出早期养护的必要性。
　　 ⑤对这三种组合养护方法下箱梁温度场进行比较分析,结合箱梁悬臂施工特点,选出更适合预应力连续刚构桥悬臂施工过程的箱梁混凝土早期组合养护方法。