大体积混凝土早期温度效应研究

发布时间：2020-11-10 23:51

　　 混凝土结构尺寸的增大导致混凝土用量陡然增加,引起一系列关于混凝土水化热温度效应问题。高速铁路中连续刚构桥应用广泛,承台采用的混凝土强度等级也越来越高,水化热温度与采用普通混凝土相比产热速率更快,聚集在结构内部的热量难以及时散发出来,内外温差在表面混凝土没有采取有效保温措施的情况下极易超过25℃,结构表面存在拉拉力甚至超过混凝土容许抗拉强度;而内部混凝土降温速率则完全相反,降低至预期温度值所需时间更长。已有的研究资料中,有关承台混凝土的水化热问题的研究大多数集中在普通混凝土上,单次浇筑厚度为2m的高强度混凝土层的水化热问题已经发生不同的变化,不能完全依据普通混凝土水化热温度场与应力场的规律指导承台的施工,有必要对高强混凝土承台的温度场与应力场规律进行研究。本文以建设中的商合杭高铁项目某连续刚构-拱组合桥为工程背景,选取552号主墩承台为研究对象。对高强度混凝土水化热温度场与应力场规律及影响因素进行研究,主要进行的研究工作如下:(1)在施工前,拟定4种不同的施工方案,采用有限元软件MIDAS/Civil对承台施工阶段的水化热进行研究,分析比较不同施工方案中承台的温度场与应力场分布规律,为结构的施工提供科学、合理的温控方案,以指导施工过程,避免大体积混凝土水化热温度裂缝的危害。(2)制定合理的水化热温度监控方案,确定科学、全面的温度测点,对承台水化热温度进行测量,并对实测数据分析总结得到承台温度变化规律。(3)运用三维有限元软件MIDAS/Civil对大体积混凝土承台,考虑了实际冷却水管的布置、水流情况、边界条件、以及其它实际施工过程的因素进行了施工过程中水化热温度场的有限元模拟。对高强混凝土热学参数进行优化,使考虑了冷却水管作用后的三维水化热温度场的模拟结果更符合实际情况。通过对实测温度场和计算温度场的对比分析,为数值试验奠定基础。(4)分析现场承台施工中温度控制措施与温降效果,提出施工上的改进。重点分析环境温度在浇筑后下降的时间点,降温幅度、降温前环境温度对混凝土内外温差的影响确定保温措施。对比分析冷却水管布置长度、流速、水温对冷却管降温效果的影响,提出了冷却水管布置的优化措施。分析蓄水池对承台温度的影响,确定承台蓄水池保温优化措施。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU755
【部分图文】：

图 2.1 热传导示意图Fig. 2.1 Thermal conductivity indication坐标和时间τ的函数。假设混凝土材料，取出微元六面体x y zd d d，单位时间出的热量为xx d y zq d d+，由此得出在微图 2.1 所示。热传导方程中，单位时间内x 成正比，且方向相反，其关系式如下，Txxq λ = ， kJ /( m h ℃) ；的热流量；度场。勒级数取前两项，得( ( ))( ) ( ) ( ( )xq x T q x d q x dxx x λ + = + = +

图 2.2 变分法平面问题示意图Schematic diagram of the plane problem in the variation度场推导公式采用变分法推导，考虑泛函数( ) [ , ( ), ( ) ]( )R cI T F T T x T y dxdy +G T ds∫∫ ∫[ , ( ), ( )]RF T T x T y∫∫在定义域 R 上的面积分与 G ( x ), T ( y)]由温度场T 和温度梯度T ( x ), T ( y )决设在T（ x ,y）处，泛函数 I (T )存在极小值，则= ( x , y ) T ( x , y ) + εη( x , y)使得泛函 I (T )最大（或上的温度梯度函数可以表示为T= ( x ) T ( x ) + εη( x)温度梯度函数可以表示为T= ( y ) T ( y ) + εη( y)' 上式第一类边界条件

2 大体积混凝土水化热的基本计算理论 C '上不可独立变分，因此在上式中，得( ) ( )( ( )) ( ( ))F F FT x T x y T y = cos( , ) cos( , ( ( )) ( ( ))G F Fn x n yT T x T y + + 9）、（2.40）构成了平面问题上的变分欧
【参考文献】

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本文编号：2878475