珲春大桥承台大体积混凝土水化热分析与监控

摘要

随着土木行业的大发展，桥梁领域里“承台大体积混凝土”一词出现的越来越频繁，与水利工程的大体积混凝土相比，承台大体积混凝土的强度等级要高，胶凝材料水化反应产生的热量多，承台大体积混凝土水化热的控制就变的不容易，加之受工期的影响，不少大体积承台于冬季低温季节施工，这对大体积承台水化热的控制又增加了难度。本文依托珲春大桥工程对大体积混凝土承台的水化热进行分析与研究，主要研究内容如下:
　　(1)本文通过物理力学实验、热性能试验从拟定的配合比中选出最优配合比，通过物理力学试验分析不同掺合料对不同龄期混凝土强度的影响，通过热性能试验提出了混凝土绝热温升经验公式的修正系数。
　　(2)利用Midas/FEA对珲春大桥的左、右幅6＃承台分别建立仿真模型，定义裂缝指数，以限制裂缝产生为目的对模型进行调整，分析在无管冷、有管冷情况下大体积承台温度场、应力场的变化规律，利用Midas/FEA分析管冷性能对温度场、应力场的影响，得出适用于本工程的管冷技术参数，依据实际的模拟不同外界养护温度对承台温度场、应力场的影响，提出了分阶段的养护温度和内外温差控制值。
　　(3)针对珲春大桥承台大体积混凝土的冬季施工提出了以“时时采集、时时分析、时时调整”为准则的动态监控，利用MATLAB软件的求解器功能，对监控过程中的数据信息进行即时处理，实现了对大体积混凝土的动态监控，最终达到了限制表面裂缝产生的目的，根据能量守恒定律推导管冷大体积混凝土中心温度经验公式，根据施工过程中存储的数据信息利用MATLAB的数据处理功能，针对计算管冷大体积混凝土中心温度的经验公式，结合实际监测数据提出了普遍适用的经验公式修正系数，为今后管冷大体积混凝土的设计、施工、监控提供了科学计算依据和研究方法。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 大体积混凝土组成材料及配合比的研究

1．2．2 大体积混凝土温度场的研究

1．2．3 大体积混凝土温控措施的研究

1．3 工程背景

1．4 研究的主要内容

2 大体积混凝土配合比设计

2．1 珲春大桥承台大体积混凝土原材料的选取

2．2 大体积混凝土配合比设计

2．2．1 拟定配合比

2．2．2 物理力学性能试验

2．2．3 热性能试验

2．3 本章小结

3 大体积混凝土承台温度、应力场仿真分析

3．1 软件简介

3．2 仿真数值模型的建立

3．2．1 材料特性

3．2．2 建立FEA结构模型

3．2．3 水化热分析

3．2．4 定义环境温度函数，对流系数函数，单元对流边界

3．2．5 定义固定温度

3．2．6 定义热源函数，分配热源

3．2．7 无管冷左、右幅承台仿真模型温度分析结果

3．2．8 无管冷左、右幅承台仿真模型应力分析结果

3．2．9 管冷技术相关参数的选择

3．2．10 管冷左、右幅承台仿真模型温度、应力分析结果

3．2．11 不同的养护温度对大体积承台水化热的影响

3．3 本章小结

4 珲春大桥大体积承台的监控

4．1 工程概况

4．2 大体积承台温度、应力控制

4．2．1 承台测点布置的原则

4．2．2 承台温测、应变测试原件、监测仪器的选择

4．2．3 承台温度、应变的测点布置

4．2．4 承台监测程序

4．2．5 建立数值模型对承台进行动态监控

4．3 左幅承台监测结果分析

4．3．1 关键控制点实测值与理论值对比分析

4．3．2 左幅6#承台数值模型动态监控过程

4．4 右幅承台监测结果分析

4．4．1 关键控制点实测值与理论值对比分析

4．4．2 右幅6#承台数值模型动态监控过程

4．5 管冷承台中心温度经验公式的推算

4．6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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