桥梁承台大体积混凝土温度分析与裂缝控制

摘要

随着大跨径桥梁越来越多地修建，桥梁中的大体积混凝土也越来越多，其中桥梁承台无论其数量还是方量都日益增长。桥梁承台的大体积混凝土温度裂缝已成为较普遍存在的问题，因此有必要对其进行分析研究。本文以南益高速胜天特大桥（主跨450m斜拉桥）和南益高速白沙特大桥（主跨150m连续梁桥）的承台大体积混凝土施工为工程背景，采用有限元分析和现场测试的方法对桥梁承台大体积混凝土进行温度分析与裂缝控制。本文的主要工作和成果有:
　　(1)根据南益高速胜天特大桥和白沙特大桥承台施工的实际情况，确定混凝土热力学性能参数及边界条件等，建立其有限元模型，将计算温度与实测值进行比较，发现两者吻合较好，验证了数值计算的准确性。根据胜天特大桥和白沙特大桥大体积混凝土温控的成功经验以及前人的研究成果，对承台大体积混凝土主要温控措施进行总结，得到承台大体积混凝土温控的主要措施依次为:降低水泥水化热、降低混凝土入模温度、发挥冷却水管的作用、做好养护和保温等，并给出了部分具体措施和参数。
　　(2)基于胜天大桥承台的有限元计算模型，对混凝土入模温度、混凝土表面对流系数、冷却水流量这些影响混凝土温度场及应力场的主要因素进行参数分析。得出的主要结论有:混凝土入模温度每升高2℃，混凝土内部最高温度升高1℃左右;降低混凝土表面对流系数，虽然会增大混凝土温度峰值，但会降低混凝土应力峰值;冷却水流量在3m3/h内每增加1m3/h，温度峰值降低0.2℃～0.5℃，当流量达到3m3/h时，继续增加流量对减小温度峰值效果有限。
　　(3)通过胜天特大桥及白沙特大桥承台大体积混凝土的有限元仿真计算和实桥测试，对比分析了温度骤降情况下保温棚保温和蓄水保温的优劣，得出主要结论有:蓄水保温对混凝土内部热量的散去更有利，能够降低承台内部最高温度;从最大内表温差及最大降温速率角度比较，保温棚保温效果优于蓄水保温。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．1．1 大体积混凝土的定义

1．1．2 大体积混凝土温度裂缝的形成原因

1．1．3 大体积混凝土温度裂缝的危害

1．2 大体积混凝土温控研究现状

1．3 大体积混凝土表面保温的研究现状

1．4 本文的研究内容

第二章 胜天特大桥及白沙特大桥承台大体积混凝土温度控制

2．1 胜天特大桥承台大体积混凝土温控

2．1．1 胜天特大桥概况

2．1．2 承台工程概况

2．1．3 结构材料特性

2．1．4 气象资料

2．1．5 施工方案与管冷布置

2．1．6 温度测点布置

2．2 实测数据与计算数据对比分析

2．2．1 有限元模型建立

2．2．2 承台各层最高温度实测与计算对比

2．2．3 第一层实测结果与计算结果对比

2．3 白沙特大桥承台大体积混凝土温控

2．3．1 白沙特大桥概况

2．3．2 承台工程概况

2．3．3 承台混凝土选材及配合比

2．3．4 温控主要指标的确定

2．3．5 施工现场主要温控建议措施

2．3．6 监测方案

2．4 实测数据与计算数据对比分析

2．4．1 有限元模型建立

2．4．2 承台各层最高温度实测与计算对比

2．4．3 第一层实测结果与计算结果对比

2．4．4 计算数据与实测数据误差分析

2．5 施工现场的温控措施

2．5．1 降低水泥水化热

2．5．2 降低入模温度

2．5．3 发挥冷却水管的调节作用

2．5．4 表面保温保湿措施

2．6 本章小结

第三章 大体积混凝土温度场及应力场主要影响因素参数分析

3．1 引言

3．2 主要影响因素分析

3．2．1 入模温度对比分析

3．2．2 对流系数对比分析

3．2．3 冷却水流量对比分析

3．3 本章小结

第四章 气温骤降情况下两种保温措施对比研究

4．2 工程背景

4．3 现场实测数据分析

4．4 仿真计算及结果分析

4．4．1 仿真计算

4．4．2 内表特征点分析

4．4．3 内表温差分析

4．4．4 降温速率分析

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录