【摘要】：近年來經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,對(duì)土木工程行業(yè)也帶來了巨大的變化。其中橋梁的建設(shè)規(guī)模也是逐漸擴(kuò)大,各式各樣的跨海大橋先后建成,對(duì)橋梁的要求以及使用方式越來越嚴(yán)格�？绾４髽蛑械拇篌w積混凝土對(duì)比其他工程來說規(guī)模更大、施工難度更高,這些大體積混凝土因內(nèi)部發(fā)生水化反應(yīng)而衍生的裂縫問題亦是更加突出,若是把控不當(dāng),對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)便是災(zāi)難性的損害。因此在這些橋梁工程中,對(duì)大體積混凝土澆筑期以及澆筑完成之后的溫度及應(yīng)力的控制非常重要,直接影響著橋梁的安全性和耐久性。本文依托平潭海峽公鐵兩用跨海大橋鼓嶼門水道橋(雙塔雙索面鋼桁混合梁斜拉橋)Z01#墩承臺(tái)為工程背景,對(duì)大體積混凝土的溫控進(jìn)行了研究。主要工作和成果如下:(1)綜述了關(guān)于大體積混凝土溫控研究的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了溫控研究的理論基礎(chǔ),包括水化熱分析的理論基礎(chǔ)以及有限元分析的理論基礎(chǔ)。(2)介紹了在實(shí)際施工過程中采取的溫度控制的措施,主要包括原材料的控制、澆筑溫度的控制、水管的布設(shè)以及后期的養(yǎng)護(hù)。(3)依托Z01#墩承臺(tái)大體積混凝土運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立有限元模型進(jìn)行數(shù)值仿真,模擬其溫度場(chǎng)的變化情況及溫度應(yīng)力的分布情況。并通過改變相應(yīng)參數(shù)的方法對(duì)工程中采取的溫控措施的進(jìn)行了優(yōu)化討論,包括改變澆筑溫度、冷卻水管的布置間距、冷卻水管通水流量、冷卻水管通水溫度對(duì)混凝土內(nèi)部最高溫度的影響,得出了一些有益結(jié)論,結(jié)果表明通過優(yōu)化方案能夠更好的控制混凝土內(nèi)部的最高溫度。(4)將承臺(tái)大體積混凝土溫度變化的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果和數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真計(jì)算結(jié)果能夠較好的吻合,二者得到的溫度變化規(guī)律能夠相互驗(yàn)證,說明通過有限元數(shù)值模擬在正確的建模以及合理選取參數(shù)的情況下,能夠較為準(zhǔn)確的分析大體積混凝土的溫度變化規(guī)律,為采取溫控防裂措施提供了理論基礎(chǔ),對(duì)實(shí)際工程具有重要的使用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U445.57
【圖文】：

圖 1.1 平潭海峽公鐵兩用大橋主塔之一1.1.2 大體積混凝土的特點(diǎn)大體積混凝土結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)[5-8]:（1）大體積混凝土的體型龐大、各類材料的用量大，對(duì)于大型橋梁而言，尤其是跨海大橋，工程條件復(fù)雜、施工技術(shù)要求高，體積過大導(dǎo)致其大部分的結(jié)構(gòu)只能暴露在自然環(huán)境下，在沒有任何遮擋物保護(hù)的時(shí)候，受到環(huán)境的影響較大，相比之下溫控更加困難。（2）混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，一般的混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)與鋼筋一起使用，利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度來完善結(jié)構(gòu)承受能力。但大體積混凝土通常情況下不配置鋼筋，只在某些部位配置少量的鋼筋，因此比一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要更大的抗拉能力。（3）對(duì)于橋梁大體積混凝土，除了滿足強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求外，還對(duì)結(jié)

圖 2.1 熱傳導(dǎo)示意圖熱傳導(dǎo)中，熱流量 q 與溫度梯度成正比，方向則是相xTqxλ = 熱系數(shù)，。展開成泰勒級(jí)數(shù)，并只取前二項(xiàng)，得22xx dx xq T Tq q dxx x xλ λ+ + = 可寫為22( )x x dxTq q dydz dxdydzxλ+ = y 方向和 z 方向的凈流入量分別為和。設(shè)單位體積在，則在圖 2.1 所示的六面體中單位時(shí)間發(fā)出的熱量為。內(nèi)，六面體所吸收的熱量為，式中是比熱，單位為；

安全系數(shù)及保證率混凝土溫控抗裂安全系數(shù)是指在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土對(duì)應(yīng)齡期溫度應(yīng)力計(jì)算最大值之比�？沽寻踩禂�(shù)與混凝系見圖 2.2，可依據(jù)該曲線確定構(gòu)件的抗開裂性能。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 葉生春;;哇加灘黃河特大橋承臺(tái)大體積混凝土施工溫度控制[J];世界橋梁;2015年02期

2 張超;常曉林;劉杏紅;;大體積混凝土施工期冷卻水管埋設(shè)形式的優(yōu)化[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2014年03期

3 劉杏紅;馬剛;常曉林;周偉;;基于熱-流耦合精細(xì)算法的大體積混凝土水管冷卻數(shù)值模擬[J];工程力學(xué);2012年08期

4 段寅;向正林;常曉林;劉杏紅;;大體積混凝土水管冷卻熱流耦合算法與等效算法對(duì)比分析[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2010年06期

5 朱伯芳;楊萍;;混凝土的半熟齡期——改善混凝土抗裂能力的新途徑[J];水利水電技術(shù);2008年05期

6 朱伯芳;混凝土壩水管冷卻仿真計(jì)算的復(fù)合算法[J];水利水電技術(shù);2003年11期

7 朱岳明,徐之青,賀金仁,張建斌,關(guān)新強(qiáng),趙之瑾;混凝土水管冷卻溫度場(chǎng)的計(jì)算方法[J];長江科學(xué)院院報(bào);2003年02期

8 朱伯芳;考慮外界溫度影響的水管冷卻等效熱傳導(dǎo)方程[J];水利學(xué)報(bào);2003年03期

9 張子明,宋智通,黃海燕;混凝土絕熱溫升和熱傳導(dǎo)方程的新理論[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年03期

10 朱伯芳;大體積混凝土非金屬水管冷卻的降溫計(jì)算[J];水利水電技術(shù);1997年06期

本文編號(hào)：2804715