零号箱梁水化热温度应变场分析

为研究混凝土箱梁零号块的水化热温度效应,找到合理的温控措施,基于某大跨度连续梁桥两处零号箱梁浇筑后的实测数据,运用有限元分析软件模拟箱梁浇筑后的水化热温度场,分析了外部温度对水化热温度场的影响,提出了用竖向筋波纹管充当冷却管的温控方案.试验研究表明:混凝土箱梁的温度实测值与计算值符合较好,说明有限元分析模型能有效模拟水化热温度场;水化热产生的顶底板温度梯度与外部温度有关,夏季施工比冬季施工时达到的顶底板温差更大;应变场与温度场呈负相关状态,且应变变化滞后于温度变化,应变先压后拉.因此,零号箱梁的浇筑宜在温度较低时进行,浇筑完成后,应当根据水化热温度效应的特点,对重要部位进行针对性养护,并采用适当温控方案,以降低混凝土内部最高温度及顶底板温度梯度.     

混凝土绝热温升计算模型及其应用

混凝土绝热温升计算模型是影响混凝土结构水化热温度场有限元仿真分析精度的关键因素.本文从水泥水化放热反应本质出发,考虑龄期、温度和温度历史影响,提出了一种基于水泥水化度的混凝土绝热温升计算模型.通过对混凝土绝热温升试验数据的拟合,确定模型特征参数及验证模型的准确性,并将模型应用于混凝土温度场有限元仿真分析中.算例结果表明...     

异形大体积混凝土水化热研究及仿真分析

为了研究异形大体积混凝土在施工过程中的温度及应力变化规律,同时验证防止异形混凝土结构开裂的设计合理性。以龙游县景观云桥某异形大体积混凝土桥墩为工程背景,通过是否考虑冷却管对结构水化热的影响,利用大型有限元软件分别建立有限元模型进行仿真分析,研究结构内部温度沿厚度方向的时变规律,并对有无冷却管的结构温度场及应力场进行对比分析。结果表明:在浇筑过程中,结构中心部位温度先升后降,且伴随混凝土龄期的发展,混凝土内部高温区域逐渐缩小,且由起始浇筑中心位置逐渐沿厚度方向向下移动。结构早期应力由内外温差引起,且集中于外表面。异形桥墩内部温度场与常规形状桥墩分布变化规律基本相同,并且内部温度略低于后者。通过布置冷却管,能有效降低结构水化热,减小温度应力,有效控制表面温度裂缝的产生。     

某拱桥承台大体积混凝土水化热温度效应研究

以一座中承式钢管混凝土拱桥为背景,利用MIDAS有限元软件对拱脚承台的大体积混凝土水化热进行计算分析.通过对主要水化热影响参数的分析,得到了最优水化热施工控制方式,采用全面分层法一次浇筑工艺,有效避免了大体积混凝土施工过程中水化热温度控制不理想、混凝土开裂的风险,缩短了施工周期,提高了经济效益.     

碾压混凝土坝温度应力仿真计算

基于不稳定温度场的显式有限元解法和徐变应力的初应变法,对碾压混凝土重力坝进行了模拟坝体升程的施工过程和蓄水、放水运行全过程的温度度、应力仿真计算。温度度场计算考虑了逐日气温变化,混凝土的水化热及入仓温度、边界保温条件及库水对坝体温度的影响,也考虑了新老混凝土接触面上初始温度的不连续、浇筑间歇和酒水养生等温度突变情况。     

基于Midas Civil的承台大体积混凝土温度控制及数值分析

大体积混凝土结构在施工过程中,由于混凝土的水化热反应,易出现内外温差,产生过大的温度应力,进而引起温度裂缝。针对混凝土水化热问题,以兑房河特大桥5#墩为例,提出承台大体积混凝土布设冷却管的温控方案,利用有限元软件Midas Civil进行水化热数值分析,并将理论计算值与现场温度监测结果进行对比分析。实践表明,兑房河特大桥承台在施工过程中采取的温控措施,取得了较好的效果,并为类似工程提供一定的指导意义。     

箱梁大体积混凝土冬季施工水化热效应研究

针对连续箱梁0#、1#块大体积混凝土因浇筑时水化热温度应力导致的早期开裂现象,基于遵循能量守恒定律的热传导基本理论,利用有限元软件MidasFEA的水化热分析模块,分析了在墩顶3m厚横隔板内有冷却水管作用时,冬季大体积混凝土箱梁"二次浇筑"的早期水化热温度场和应力场.计算表明,水化热引起第一次浇筑混凝土横隔板的棱角处及接近上下层交界面附近的早期温度应力是不容忽视的.根据研究结论,提出了一些控制水化热温度效应的合理建议,可供同类工程参考.     

桥梁承台大体积混凝土施工温控数值模拟研究

随着道路桥梁施工技术的不断发展,越来越多的施工工艺被应用到桥梁施工的建设实践中.文章对安庆地区道路桥梁主墩承台浇筑过程中的水化热情况进行模拟分析,以望江杨湾河大桥为背景,运用有限元软件建立三维数值模型对安庆地区道路桥梁主墩承台浇筑过程水化热情况进行模拟分析,通过混凝土原材料以及管冷布设施工等对承台大体积混凝土浇筑方案提...     

钢管混凝土拱肋成型过程水化热影响分析

应用大型有限元软件对钢管混凝土拱肋成型过程中水化热影响下的结构温度场和温度内力进行计算,分析了不同混凝土浇筑温度下的拱肋温度场及其对拱肋成型时残余温度内力的影响.     

混凝土箱梁层水化热场时程分析与评价模型

针对混凝土箱梁墩顶块在施工浇筑过程中的早期开裂现象,基于最小目标原理,建立了混凝土箱梁水化热评价模型;在水化绝热温升模型的基础上,采用大型通用软件ANSYS,对正常浇筑模式下和3层浇筑模式下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场进行三维数值仿真,得到水化热场温度峰值和温差峰值时程曲线,并将3层浇筑与正常浇筑模式进行了对比分析以及优化评价。研究结果表明：3层浇筑方式能够改善混凝土水化热温度峰值,但对缩小温差峰值不明显;热场评价模型能够准确地反映浇筑方式的合理性,评判其温度峰值与温差值的差异性。     

大坝防渗层新浇筑砼的水化热温度应力分析

在对大坝坝段进行温度场及温度应力的有限元分析基础上,采用后差分法推导了求解瞬态温度场有限元基本方程,编制了计算程序进行计算。着重对防渗层浇筑过程中因混凝土水化热产生的温度应力进行了研究,其中考虑了自生体积膨胀、应力徐变的影响,得出了对工程指导有益的结论。     

铁路桥梁桥墩混凝土水化热仿真分析研究

本文对铁路桥梁桥墩大体积混凝土浇筑过程水化热温度场进行了数值仿真分析,重点研究了桥墩施工过程中的水化热温度场及桥墩混凝土应力分布情况,结合桥墩混凝土施工工艺对桥墩混凝土的浇筑进行有效的控制,避免由于温度应力引起桥墩裂缝,为该类结构的施工提供参考依据。     

LNG储罐球形混凝土穹顶的热应力及裂缝分布

对于大型LNG储罐,其穹顶因水泥水化热产生较大的热应力,引起混凝土开裂,严重影响储罐的耐久性。以某大型LNG储罐穹顶为研究对象,采用ADINA有限元软件建立精细化的有限元模型,模拟LNG储罐穹顶分段浇筑过程中的早期温度场分布,并将数值计算结果与现场测试结果进行对比;数值分析时考虑了混凝土徐变及龄期效应,对混凝土穹顶的温度场和应力场进行耦合计算,得到穹顶的热应力分布及裂缝开展情况,对穹顶混凝土开裂风险进行评估,进而对参数的敏感性进行分析。结果表明:穹顶内外在混凝土浇筑过程中产生温差较大,导致巨大热应力;第一浇筑带的热应力明显比其他浇筑带大,环向热应力大于经络向热应力,将使穹顶边缘产生沿环向分布的经络向温度裂缝;水泥种类对穹顶热力分析结果有很大的影响。     

大体积混凝土筏板基础温度场的精确控制

在深基坑开挖后的饱和土地层上浇筑混凝土筏板,浇筑与养护的过程中,由于水化热导致的温度剧烈升高,导致产生温缩裂缝隐患的工程问题的风险是无法避免的。本文着重研究了某工程在施工前所处临近地铁施工导致土体含水率大幅度浮动情况下温度场的变化环境。并进行了温度场控制方案的模拟,在确保工程安全的前提下对方案再度进行了优化。通过理论计算与有限元模拟分析,同时考虑到混凝土浇筑筏板都有其唯一性,针对本工程的大体积筏板进行特有的混凝土水化热温控措施设计,能够在保障筏板强度的同时抑制因内外温差过大导致的混凝土问所裂缝。本文对热能传导原理及混凝土破坏原因进行分析,通过有限元模拟分析大体积混凝土筏板基础温度场,提出针对深基坑开挖后在饱和土上浇筑混凝土筏板水化热的有效精确话冷却方法与成本控制措施,在有效降温同时节能减碳。为相似的混凝土筏板工程温控技术契合碳中和、碳达标方针政策提供了有效参考。     

PC箱梁墩顶块水化热温度冲击模型及空间仿真

针对目前PC箱梁墩顶块在施工过程中由于水化热导致出现裂缝现象,结合实际工程,综合考虑混凝土密度,比热容,热传导系数的温度时变效应,建立水化热温度冲击模型,采用单元生死技术和子模型技术对PC箱梁墩顶块水化热温度场进行空间数值仿真。经与实测数据对比说明:水化热温度冲击模型准确、实用;腹板与底板、腹板与顶板、腹板与横隔板交合处混凝土浇筑量较大,产生大量水化热,导致浇注温度很高;并向表面依次降低,由里及外温度梯度分布宽度逐渐小;采用单元生死技术能有效模拟混凝土箱梁分层浇筑或多层浇筑;子模型技术适合PC箱梁墩顶块局部精细分析,可解决单元划分所导致的复杂结构水化热热量传导梯度过大及阶跃现象。该成果对工程实际具有一定的参考价值。     

筏板基础大体积混凝土温度场实测与数值模拟

为解决筏板基础大体积混凝土由于水化热产生的温度裂缝问题,在罗马假日商住小区筏板基础大体积混凝土施工温度监测基础上,采用有限元软件ADINA对筏板基础进行温度场模拟仿真分析,研究了模型各断面的温度变化曲线及温度场随时间变化规律.结果表明:采用有限元软件ADINA对筏板基础进行温度场模拟,其结果与测温数据基本吻合,说明采用数值模拟的方法,可以有效的预测大体积混凝土结构的温度变化趋势.     

润扬大桥北锚碇基础三维数值仿真分析

针对润扬大桥北锚碇基础的安全问题, 利用有限单元法对北锚地基基础的受力进行三维仿真分析,模拟了整个施工过程,特别对其中模拟开挖的方法等问题进行了讨论.将计算出的测斜孔位移及散索鞍支墩处位移等与同期实测结果进行了对比,误差小于30%,证实了所采用的计算方法、本构关系和模型基本正确.最后利用这个计算模型对运营期工况进行了分析,证明锚碇基础的设计是合理的.研究还表明,北锚碇较大的质量使得基础水平位移对摩擦系数的变化并不敏感,而基岩深度对基础位移则有较大影响.     

基于等效时间的混凝土水管冷却等效热传导

采用等效时间成熟函数反映不同温度历程下混凝土的水化反应状态,对考虑混凝土水化度的水管冷却等效热传导进行了研究,推导了基于等效时间的混凝土水管冷却等效热传导有阴无计算公式,研制了相关的有限元程序．在计算有热源水管冷却问题的混凝土平均温度时,需要存储各高斯点、各增量步等效时间增量．以获得时间增量区间对应的等效时间增量区间,然后计算考虑混凝土水化度时,该时间区间内的水化热温升增毓．针对采取骨料预冷和通水冷却等温控措施的某实际混凝土工程,分析在高温季节浇筑的混凝土块的温度和徐变应力,结果表明温度变化范围在12－27℃,考虑混凝土水化度时计算的浇筑块温度最大增高1.022℃,但徐变应力差民较小。     

大跨预应力混凝土箱梁桥施工期腹板开裂研究

为探求一座大跨预应力混凝土箱梁桥施工早期腹板开裂原因,在实桥上进行了水化热测试.基于施工现场同条件养护混凝土早龄期力学性能发展规律的实测结果,应用有限元方法按照实际施工过程建立时变模型,对箱梁混凝土水化热所致的温度场和应力场进行分析,并对预应力张拉进行了模拟.结果表明:水化热计算结果与实测值吻合良好,过高的水化热是引起该桥箱梁腹板早期开裂的主要原因之一,而预应力张拉时结构应力处于较低的水平.     

混凝土水化热温升的计算

讨论了混凝土水化热温升对混凝土结构的影响，对浇筑混凝土水化热温升进行了计算。