大体积砼温度效应监测与控制研究

论文摘要

随着我国土木工程的发展,我国桥梁事业飞跃发展,修建了许多大跨度的桥梁,随着跨度的不断增加,桥梁中的基础、锚碇、桥墩、承台、主塔、主梁零号块等构件的体积相应亦增大。一些大体积混凝土,如桥梁桥墩、承台、主塔、主梁零号块、基础和锚碇等均普遍开裂,对结构的使用及耐久性造成巨大危害。如何采取有效措施,防止温度应力造成混凝土结构表面和内部出现有害裂缝,一直是大体积混凝土结构施工中的一个复杂而又难度很大的技术问题。与此同时,目前关于桥梁大体积混凝土温度控制的研究还未成体系,并且在建设实践中概念比较混乱。对高寒地区桥梁混凝土大体积混凝土温度裂缝控制进行研究,找出控制性的影响因素和改进措施,力争在理论上有所突破,取得切实可行的对工程具有指导意义的成果,对我国高寒地区交通工程混凝土结构的设计、施工和运行具有重要价值。本文研究采用整体论的方法,综合考虑工程特点、环境条件、混凝土生产、混凝土温度场和应力场计算等各方面因素,开展以保证桥梁不出现有害裂缝为目标的大体积混凝土温度裂缝控制技术研究,并用对立、统一原则处理施工过程中可能出现的各种矛盾问题。在优选原材料的基础上,优化混凝土配合比,采用掺加矿物掺料和高效减水剂“双掺”技术配制具有低热、抗裂和抗冻高性能混凝土,并根据高寒地区的环境要求、混凝土性能试验资料及混凝土施工工况,采用大型有限元计算程序计算施工时桥梁各部位大体积混凝土的温度、应力场分布,并根据计算结果,制订适用于我国高寒地区严酷环境条件下的温控标准和温控措施,确保高寒地区桥梁不出现有害温度裂缝,从而达到提高高寒地区桥梁混凝土耐久性和使用寿命的目的。并且应用于工程实践,依托实际工程项目,取得了较好技术效果和显著的经济效益。本文的工作对大体积混凝土工程的设计、施工、监测具有一定的指导作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 大体积混凝土温度裂缝问题
• 1.2 大体积混凝土温度裂缝产生原因
• 1.2.1 大体积混凝土温度裂缝类型
• 1.2.2 大体积混凝土温度裂缝的特点
• 1.2.3 大体积混凝土温度裂缝产生原因
• 1.3 国内外大体积混凝土研究概况
• 1.4 本文研究目的和意义
• 1.5 本文研究主要内容
• 第二章 大体积混凝土温度效应分析方法
• 2.1 基本参数
• 2.2 理论分析模型
• 2.2.1 绝热温升
• 2.2.2 弹性模量
• 2.2.3 徐变度
• 2.2.4 收缩相对变形值
• 2.2.5 放热系数
• 2.3 混凝土温度应力仿真分析过程
• 2.3.1 计算原理
• 2.3.2 热传导问题的定解条件
• 2.3.3 有限元数值模拟分析步步骤
• 2.3.4 温控标准
• 2.4 本章小结
• 第三章 大体积混凝土温度效应监控
• 3.1 现场温度控制标准
• 3.2 施工控制工艺
• 3.2.1 现场温度控制措施
• 3.2.2 混凝土配合比设计及原材料选择
• 3.2.3 冷却水管的埋设及控制
• 3.2.4 拆模与养护
• 3.3 温度监测
• 3.3.1 温控实施流程
• 3.3.2 监测仪器
• 3.3.3 测点布置
• 3.3.4 监测信息采集
• 3.3.5 信息反馈
• 3.4 本章小结
• 第四章 工程应用
• 4.1 工程概况
• 4.2 混凝土参数
• 4.2.1 混凝土原材料选择
• 4.2.2 配合比
• 4.2.3 承台、塔座、塔柱混凝土性能参数表
• 4.3 混凝土温度应力仿真分析
• 4.3.1 数值模型
• 4.3.2 计算结果
• 4.4 施工工艺
• 4.4.1 混凝土配合比优化
• 4.4.2 冷却水管布设及温度控制
• 4.4.3 混凝土浇筑与养护
• 4.5 现场监控
• 4.5.1 仪器设备
• 4.5.2 测温元件布置
• 4.5.3 第一层承台混凝土温度
• 4.5.4 第二层承台混凝土温度
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢