大体积混凝土承台水化热效应及温控措施研究

发布时间：2022-12-18 17:24

　　随着我国经济的飞速发展,我国在建以及准备建设的大跨径桥梁日趋增多。随着大跨径桥梁的日趋增多,大体积混凝土结构因其承重性能良好,且施工过程简单,是大跨径桥梁理想的承重结构,一般大跨径桥梁均采用大体积混凝土承台作为桥梁基础结构。伴随着大体积混凝土承台的使用,问题也随着而来,其中由大体积混凝土承台过大的内表温差引起的温度应力所导致的大体积混凝土承台温度裂缝对于其安全性、可靠性以及耐久性的影响越来越严重。大体积混凝土承台在水泥水化热、施工环境、保温措施以及内部管冷系统的作用下其结构内部产生复杂的温度场,从而导致结构内表温差、最大绝热温升以及表面温度等难以控制。本文以某特大桥（主跨布置为92.75m+6×170m+92.75m的预应力混凝土变截面连续钢构桥）为研究依托工程。通过前期有限元模拟分析,对施工进行指导,通过对主墩承台实施温度监控,与有限元软件模拟分析计算值进行对比,找出影响大体积混凝土承台温度场的控制性因素,并对其进行分析。结合各类文献、资料以及规范等,系统归纳了混凝土绝热温升、混凝土比热容以及混凝土导热系数计算方法,并结合主墩承台施工现场环境,构建主墩承台有限元模型,并对施工进行指导... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容
第二章 大体积混凝土水化热温度效应
    2.1 引言
    2.2 大体积混凝土温度场理论
    2.3 大体积混凝土水化热理论
        2.3.1 水泥水化热
        2.3.2 混凝土绝热温升计算
    2.4 热传导基本原理
        2.4.1 热传导方程推导
        2.4.2 热传导的初始条件和边界条件
    2.5 温度场求解方法概述
    2.6 本章小结
第三章 承台水化热有限元模型优化
    3.1 依托工程概述
        3.1.1 依托工程概况
        3.1.2 现场气候条件
        3.1.3 基本设计资料
    3.2 混凝土物理热学参数计算
        3.2.1 混凝土导热系数计算
        3.2.2 混凝土比热容计算
        3.2.3 混凝土绝热温升计算
    3.3 有限元模型
        3.3.1 有限元模型基本假定
        3.3.2 有限元模型参数选取
    3.4 主墩承台有限元模型水化热分析
        3.4.1 无管冷系统混凝土承台有限元分析
        3.4.2 设计管冷系统混凝土承台有限元分析
        3.4.3 优化管冷系统混凝土承台有限元分析
    3.5 本章小结
第四章 大体积混凝土承台水化热实测值分析
    4.1 引言
    4.2 测点布置及仪器
        4.2.1 测点布置原则
        4.2.2 测点布置位置
        4.2.3 监测仪器设备
    4.3 主墩承台水化热温度场实测数据分析
        4.3.1 24#主墩承台水化热温度场实测数据分析
        4.3.2 28#主墩承台水化热温度场实测数据分析
        4.3.3 其余主墩承台水化热温度场实测数据分析
    4.4 本章小结
第五章 大体积混凝土水化热参数敏感性分析
    5.1 概述
    5.2 混凝土入模温度影响分析
        5.2.1 分析方案
        5.2.2 分析结果
        5.2.3 混凝土入模温度影响规律
    5.3 导温系数(r)影响分析
        5.3.1 分析方案
        5.3.2 分析结果
        5.3.3 导热系数影响规律
    5.4 环境温度和混凝土表面对流系数影响分析
        5.4.1 分析方案
        5.4.2 分析结果
        5.4.3 环境温度和混凝土表面对流系数影响规律
    5.5 管冷系统影响分析
        5.5.1 分析方案
        5.5.2 分析模型
        5.5.3 管冷系统参数影响分析
        5.5.4 管冷系统参数影响规律
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑管冷及保温的大体积混凝土水化热分析[J]. 王博,程观奇.  市政技术. 2019(02)
[2]考虑水管冷却的大体积混凝土承台温度控制研究[J]. 鲁正刚,王修信.  铁道科学与工程学报. 2015(05)
[3]超大体积承台混凝土性能研究与温控技术[J]. 魏胜新,王强.  混凝土. 2014(01)
[4]桥梁承台大体积混凝土温度控制[J]. 邓志刚.  中外公路. 2013(03)
[5]连续刚构桥承台施工中的温度分析[J]. 王解军,梁锦锋,王明明.  中南公路工程. 2005(04)
[6]混凝土水管冷却试验与计算及应用研究[J]. 朱岳明,贺金仁,肖志乔,方孝伍.  河海大学学报(自然科学版). 2003(06)
[7]一期水管冷却效应的数值模拟新方法[J]. 梅甫良,曾德顺.  计算力学学报. 2003(04)
[8]水管冷却计算的部分自适应精度法[J]. 刘勇军.  水利水电技术. 2003(07)
[9]混凝土水管冷却温度场的计算方法[J]. 朱岳明,徐之青,贺金仁,张建斌,关新强,赵之瑾.  长江科学院院报. 2003(02)
[10]含有冷却水管混凝土结构温度场的三维仿真分析[J]. 朱岳明,徐之青,严飞.  水电能源科学. 2003(01)

博士论文
[1]大体积混凝土温度裂缝控制机理与应用方法研究[D]. 江昔平.西安建筑科技大学 2013
[2]混凝土大坝温度应力数值仿真分析关键技术研究[D]. 林志祥.河海大学 2005

硕士论文
[1]高墩大跨桥梁大体积混凝土水化热分析研究[D]. 牛建丰.重庆大学 2013
[2]桥梁大体积混凝土温控与防裂[D]. 张小川.西南交通大学 2006
[3]大体积混凝土温度裂缝控制[D]. 胡硕.西安建筑科技大学 2005



本文编号：3722458