大榭二橋主塔實(shí)心段溫控方案(實(shí)心段溫度應(yīng)力分析)

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1、大榭二橋主塔實(shí)心段溫控方案武漢理工大學(xué)2011年1月1混凝土澆筑分層主塔實(shí)心段采用C50高性能混凝土進(jìn)行澆注，實(shí)心段混凝土高度6m，總方量約為645m3。澆注工作應(yīng)按實(shí)心段結(jié)構(gòu)尺寸參考設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行。考慮到實(shí)心段混凝土體積較大，混凝土標(biāo)號(hào)較高，為防止大體積混凝土溫度應(yīng)力引發(fā)產(chǎn)生溫度裂縫，致使影響工程質(zhì)量，設(shè)計(jì)實(shí)心段混凝土沿高度方向分2次進(jìn)行澆注，每次澆筑高度為3m?；炷练謱訚仓疽鈭D如下：圖1-1主塔實(shí)心段分層澆筑圖2大體積混凝土溫控計(jì)算大體積砼與一般的鋼筋砼結(jié)構(gòu)相比具有形體龐大、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜、

2、施工技術(shù)和質(zhì)量要求較高等特點(diǎn)。大體積混凝土施工時(shí)遇到的普遍問(wèn)題是溫度裂縫。由于混凝土的體積大，聚集的水化熱大，在混凝土內(nèi)外散熱不均勻以及受到內(nèi)外約束的情況時(shí)，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。因此，大體積混凝土施工中的溫度監(jiān)控是控制裂縫產(chǎn)生的關(guān)鍵。由于大體積混凝土工程所處的邊界條件和施工情況比較復(fù)雜，加上混凝土材料特性的差異較大，有些條件在施工中難以充分掌握，在目前技術(shù)水平條件下，任何一種計(jì)算理論都無(wú)法精確計(jì)算混凝土內(nèi)溫度變化，本文運(yùn)用大型有限元分析軟件ANSYS對(duì)大榭二橋主塔實(shí)心段C50大體積混

3、凝土澆注過(guò)程中的溫度場(chǎng)變化進(jìn)行了相關(guān)分析。主塔實(shí)心段施工時(shí)按高度分為2層，每層厚度均為3.0m；每層混凝土澆筑時(shí)間為1天，上下層間歇時(shí)間為7天。15圖2-1主塔實(shí)心段有限元分析模型圖2.1施工環(huán)境估計(jì)大榭二橋第二大橋地處寧波市北侖區(qū)和大榭二橋島之間的黃峙江上，東海之濱，屬亞熱帶南緣季風(fēng)海洋氣候區(qū)，具有冬夏季風(fēng)交替顯著、年溫適中、四季分明，光照充足，但四季都可能出現(xiàn)一些災(zāi)害性天氣的總特征。本項(xiàng)目主塔實(shí)心段施工預(yù)計(jì)為2011年5月至2010年6月，施工期間預(yù)計(jì)外部溫度為：白天19-25℃左右、晚上13-17℃左右

4、，風(fēng)力為4-5級(jí)。主塔實(shí)心段施工要求混凝土塌落度為16-20cm，初凝時(shí)間超過(guò)12小時(shí)。2.2計(jì)算條件（1）施工時(shí)間及進(jìn)度等施工時(shí)間：大榭二橋主塔實(shí)心段部分澆注時(shí)間為2011年5月至2010年6月澆筑層厚：按施工圖所述分層進(jìn)行施工進(jìn)度：按施工圖所述施工進(jìn)度進(jìn)行澆筑溫度：主塔實(shí)心段部分混凝土澆筑溫度按22℃計(jì)算放熱系數(shù)：β=14W/m2·℃15導(dǎo)溫系數(shù)：0.08m2/d絕熱升溫：46.1℃線膨脹系數(shù)：8.9×10-6/℃比熱：1.0（kJ/kg）·℃（2）混凝土性能相關(guān)參數(shù)混凝土容重：2450kg/m3混凝土絕

5、熱溫升：Tr（t）=WQ0（1-e-mt）/Cγ混凝土彈性模量：混凝土徐變度：（3）氣溫，為澆注期間的當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，t及取值隨施工時(shí)間變化，另外加3℃輻射熱（側(cè)面不加）152.3大榭二橋主塔實(shí)心段大體積混凝土溫度計(jì)算結(jié)果圖2-3-1主塔實(shí)心段第一層第3天水化熱溫度云圖（單位：℃）圖2-3-2主塔實(shí)心段第一層第7天水化熱溫度云圖（單位：℃）15圖2-3-3主塔實(shí)心段第一層第28天水化熱溫度云圖（單位：℃）圖2-3-4主塔實(shí)心段第二層第3天水化熱溫度云圖（單位：℃）15圖2-3-5主塔實(shí)心段第二層第7天水化熱溫度

6、云圖（單位：℃）圖2-3-6主塔實(shí)心段第二層第28天水化熱溫度云圖（單位：℃）15通過(guò)溫度分析，主塔實(shí)心段混凝土最高溫度、最大溫差見表2-3-1。表2-3-1主塔實(shí)心段混凝土溫度分析結(jié)果（℃）層號(hào)最高溫度最大溫差主塔實(shí)心段第一層67.122.7主塔實(shí)心段第二層67.923.32.4大榭二橋主塔實(shí)心段大體積混凝土溫度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果圖2-4-1主塔實(shí)心段第一層第3天溫度應(yīng)力云圖（單位：MPa）15圖2-4-2主塔實(shí)心段第一層第7天溫度應(yīng)力云圖（單位：MPa）圖2-4-3主塔實(shí)心段第一層第28天溫度應(yīng)力云圖（單位：M

7、Pa）15圖2-4-4主塔實(shí)心段第二層第3天溫度應(yīng)力云圖（單位：MPa）圖2-4-5主塔實(shí)心段第二層第7天溫度應(yīng)力云圖（單位：MPa）15圖2-4-6主塔實(shí)心段第二層第28天溫度應(yīng)力云圖（單位：MPa）通過(guò)溫度應(yīng)力分析，實(shí)心段混凝土最大主應(yīng)力見表2-4-1。表2-4-1主塔實(shí)心段混凝土最大主應(yīng)力表（MPa）齡期層號(hào)第3天第7天第28天主塔實(shí)心段第一層0.570.851.31主塔實(shí)心段第二層0.640.961.40表2-4-2大體積混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度（Mpa）齡期（d）3728C50混凝土1.963.214.3

8、42.5溫度場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析根據(jù)溫度應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算所得云圖，分析得到如下結(jié)論：大榭二橋主墩主塔實(shí)心段C40大體積混凝土分為兩層進(jìn)行澆筑，高度均分別3.0m。主塔實(shí)心段第一層最高溫度在澆注后3天出現(xiàn)，最高溫度為67.1℃，最大溫差為22.7℃；主塔實(shí)心段混凝土最高溫度15出現(xiàn)在第二層澆注后3天，最高溫度為67.9℃，最大溫差為23.3℃。受到第二層混凝土水化放熱的影響，第一層混凝土澆注后七天溫度出現(xiàn)反