考虑钢筋作用的高寒地区大体积混凝土温度场初步研究

摘要

高寒地区年平均温度低，昼夜温差高，大体积混凝土在浇筑与养生过程，由混凝土产生水化热极容易引起结构内外温差过大，从而导致裂缝出现。同时结构中钢筋具有良好的导热性，一定程度减少结构内外温差，对裂缝起到抑制作用。本文采用现场实验和有限元模拟相结合，研究钢筋的热棒效应，并且以位于高寒地区的普巴绒特大桥为工程背景，进行工程实例分析，主要研究工作和结论如下：
　　（1）从钢筋热棒效应展开研究，进行洞库的钢棒实验，设置不同配筋率的实验对照组，通过72h的实测数据，分析配筋率对混凝土温度场的影响，研究表明在露出的钢筋接头可以在温度场控制中起到较好的作用，在其温控作用的范围内，钢筋可以有效降低混凝土的峰值温度，从而减小大体积混凝土中心点温度和边缘区温度的温差。
　　（2）采用大型有限元软件ANSYS对实验进行模拟，设置参数和实验一致，对钢筋在混凝土温度场中的影响进行分析，并且与实验结果相对比；最后根据分析结果采用混凝土每立方米减少的水泥量来代替配筋率，从而拟合出与混凝土温度场的对应关系，为以后配筋率在混凝土温度场的计算提供了参考；
　　（3）统计了普巴绒特大桥所在雅江县城2006~2015年这十年的历史天气，总结了高寒地区的气候特点，为分析普巴绒特大桥的桥墩及桩基承台的环境温度提供了可靠的参数；
　　（4）根据高寒地区的特点，对配筋率较高的主桥桥墩进行了考虑钢筋作用的混凝土水化热分析，得出了钢筋对混凝土温度场有一定的控制作用；对配筋率较低的桩基承台，在不考虑钢筋作用下，从环境温度、混凝土入模温度、混凝土每立方米水泥用量以及冷却水管铺设这些因素分析其对大体积混凝土水化热的影响。

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第一章 绪 论

1.1研究背景与意义

1.2大体积混凝土概述

1.3 国内外混凝土水化热温度场现阶段研究进展

1.4本文研究内容和研究方法

第二章 大体积混凝土温度场计算原理

2.1 热传导的计算原理

2.2 水泥水化热与混凝土的绝热温升

2.3 混凝土的热学参数

2.4 有限元软件仿真分析混凝土温度场的计算原理

2.5 本章小结

第三章 配筋率对混凝土温度场影响的实验研究

3.1 引言

3.2 冻库实验

3.3实验结果与分析

3.4 本章小结

第四章 配筋率对混凝土温度场影响的有限元分析

4.1 引言

4.2 ANSYS模拟分析

4.3 模拟结果与实验对比分析

4.4 配筋率对混凝土温度场影响

4.5 本章小结

第五章 高寒地区混凝土水化热多因素分析

5.1 引言

5.2 工程概况

5.3 雅江县城历史天气统计

5.3 主桥桥墩温度场分析

5.4 桩基承台温度场分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2展望

参考文献

致谢

附录A