【摘要】：西北高原地區(qū)氣候干旱、晝夜溫差大、季節(jié)特征比較明顯，大體積混凝土的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)受環(huán)境因素的影響又比較大，而且目前專門針對(duì)橋墩大體積混凝土的研究還比較少，既有的施工方法和經(jīng)驗(yàn)不能完全適用于西北高原環(huán)境。隨著西北地區(qū)高速鐵路的全面建設(shè)，大量的大體積混凝土橋墩和基礎(chǔ)出現(xiàn)在鐵路橋梁的建設(shè)中，但是，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工以及服役的過(guò)程中要出現(xiàn)裂縫，這是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，因此，如何采取有效的施工方法和養(yǎng)護(hù)措施來(lái)減少這些危害裂縫的產(chǎn)生是迫切需要解決的問(wèn)題。 本文以青藏鐵路西格二線西寧特大橋橋墩大體積混凝土工程為依托，利用有限元分析軟件MIDAS/FEA分析了橋墩施工及養(yǎng)護(hù)期間混凝土的溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力，并且從影響大體積混凝土溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的一些敏感性參數(shù)出發(fā)，探討夏季高原干旱地區(qū)鐵路橋墩大體積混凝土施工的防裂技術(shù)對(duì)策。其研究?jī)?nèi)容主要包括以下方面： （1）總結(jié)和學(xué)習(xí)大體積混凝土溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的理論知識(shí)，介紹混凝土熱力學(xué)參數(shù)的選取方法，主要包括混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)、對(duì)流系數(shù)、熱源函數(shù)等。 （2）利用MIDAS/FEA對(duì)夏季施工的28#橋墩混凝土的溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力進(jìn)行仿真分析，給出橋墩混凝土溫度和應(yīng)力的時(shí)程曲線，并詳細(xì)分析《大體積混凝土施工技術(shù)規(guī)程》（GB50496-2009）所規(guī)定的溫控指標(biāo)，，包括混凝土的溫升峰值、里表溫差、混凝土表層與環(huán)境氣溫間的溫差、降溫速率等。 （3）整理和分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出夏季大體積混凝土溫升曲線。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行了估算。最后通過(guò)估算值、有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證MIDAS/FEA仿真分析的可靠性、有效性。 （4）從影響大體積混凝土溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的一些敏感性因素入手，緊緊圍繞高原干旱地區(qū)、夏季施工這一特點(diǎn)，研究適用于夏季高原干旱地區(qū)鐵路橋墩大體積混凝土施工的防裂技術(shù)措施。
[Abstract]:In the northwest plateau, the climate is dry, the temperature difference between day and night is large, the seasonal characteristic is obvious, the temperature field and stress field of mass concrete are influenced by environmental factors, and the research on mass concrete of bridge pier is relatively few at present. The existing construction methods and experience can not be fully applied to the northwest plateau environment. With the overall construction of high-speed railway in Northwest China, a large number of mass concrete piers and foundations appear in the construction of railway bridges. However, cracks will appear in the construction and service of mass concrete structures. This is an indisputable fact, therefore, how to take effective construction methods and maintenance measures to reduce the occurrence of these harmful cracks is an urgent problem to be solved. In this paper, the temperature field and thermal stress of concrete during the construction and maintenance of bridge pier are analyzed by using the finite element analysis software Midas / FEA, based on the mass concrete project of Xining super bridge pier on the second line of Qinghai-Tibet Railway. Based on some sensitive parameters which affect the temperature field and thermal stress of mass concrete, the crack prevention technology of railway pier mass concrete construction in arid area of plateau in summer is discussed. The main research contents are as follows: (1) summarize and study the theoretical knowledge of temperature field and stress field of mass concrete, introduce the method of selecting thermodynamic parameters of concrete, mainly include the thermal conductivity of concrete. Temperature conductivity coefficient, convection coefficient, heat source function, etc. (2) temperature field and temperature stress of concrete of 28 # bridge pier constructed in summer are simulated and analyzed by midas / FEA, and the time history curve of temperature and stress of pier concrete is given. The temperature control indexes stipulated in "Technical Specification for Mass concrete Construction" (GB50496-2009) are analyzed in detail, including the peak temperature rise of concrete, the temperature difference on the inside surface, and the temperature difference between the surface layer of concrete and the ambient temperature. (3) consolidation and analysis of field experimental data, summing up the temperature rise curve of mass concrete in summer. At the same time, based on the field measured data, the temperature field is estimated by using the traditional empirical formula. Finally, the reliability and validity of MIDAS-FEA simulation analysis are verified by comparing the estimated values, finite element results and measured results. (4) some sensitive factors affecting the temperature field and thermal stress of mass concrete are discussed. Focusing on the characteristics of the construction in the arid area of the plateau in summer, this paper studies the crack prevention technical measures suitable for mass concrete construction of the railway pier in the arid area of the plateau in summer.
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U445.57

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本文編號(hào)：2120069