桥梁大体积混凝土配合比设计与温度控制

论文摘要

随着我国公路交通基础设施建设的迅猛发展,公路桥梁中的长大桥梁不断涌现,大体积混凝土在桥梁工程中的应用也越来越多,桥梁大体积混凝土中胶凝材料的水化热和由此引起的温度裂缝也越来越受到关注。通过实施优化结构形式、分层分块施工、精心设计混凝土配合比、做好温度控制等措施,可有效防止大体积混凝土结构出现危害性温度裂缝。本文以澧水大桥大体积混凝土工程为背景,对大体积混凝土配合比设计和温度控制做了以下研究:(1)通过混凝土配合比正交试验,研究分析了水泥种类、水胶比、粉煤灰掺量和外加剂掺量等因素对大体积混凝土抗压强度、抗拉强度、和易性、凝结时间等性能的影响。(2)在正交试验结果的基础上,运用层次分析法(AHP),综合考察了混凝土抗压强度、抗拉强度、和易性、凝结时间等性能指标,并对配合比的优劣进行排序,为决策者优选配合比提供参考。(3)提出了混凝土条件温升试验的概念,并对三组较优配合比进行条件温升试验,对比分析温升情况;试验结果显示条件温升试验经济简便,且能够满足工程需要。(4)利用有限元软件MIDAS/Civil建立澧水大桥索塔基础的有限元模型,并模拟分析其施工过程的温度场与温度应力,验证了混凝土分层浇注方案的合理性,为大体积混凝土的施工和温度控制提供了参考和依据。(5)根据已有工程实践经验,结合澧水大桥工程实际,确定合理的温控指标,保证了桥梁大体积混凝土温控的科学性和合理性,达到了有效预防温度裂缝的目的;对温度控制效果进行了评估分析,为桥梁大体积混凝土的温控积累了经验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 大体积混凝土的定义
• 1.2 大体积混凝土的应用发展
• 1.3 大体积混凝土温度裂缝
• 1.4 桥梁大体积混凝土的特点
• 1.5 国内外研究现状
• 1.6 本文研究内容与目标
• 第二章 大体积混凝土原材料性能与选用
• 2.1 工程背景
• 2.2 水泥
• 2.2.1 通用硅酸盐水泥的成分
• 2.2.2 水泥熟料矿物的水化
• 2.2.3 水泥水化放热曲线
• 2.2.4 水泥熟料矿物的强度发展
• 2.2.5 澧水大桥大体积砼工程水泥选用
• 2.3 用于大体积混凝土中的粉煤灰
• 2.4 混凝土骨料的选用
• 2.5 混凝土外加剂的选用
• 2.6 本章小结
• 第三章 澧水大桥 C30 大体积混凝土配合比设计
• 3.1 配合比设计的目标与原则
• 3.2 原材料
• 3.3 混凝土配合比正交试验
• 3.3.1 正交试验法
• 3.3.2 试验方案
• 3.3.3 试验结果分析
• 3.4 混凝土配合比优选
• 3.4.1 层次分析法
• 3.4.2 配合比的优劣排序
• 3.5 混凝土条件温升试验
• 3.5.1 试验设备
• 3.5.2 试验条件
• 3.5.3 试验结果
• 3.5.4 条件温升对比分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 混凝土热分析基础与有限元模拟
• 4.1 温度场问题的基本方程
• 4.1.1 基本概念
• 4.1.2 热传导微分方程
• 4.2 温度场的边界条件
• 4.3 混凝土的绝热温升计算
• 4.4 混凝土温度场的求解方法
• 4.5 澧水大桥索塔基础的有限元模拟
• 4.5.1 施工方案与管冷
• 4.5.2 模型参数的选定
• 4.5.3 模型的建立
• 4.5.4 计算结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 大体积混凝土的温度控制
• 5.1 相关概念
• 5.2 温度控制指标
• 5.3 混凝土出机温度的计算
• 5.4 混凝土入模温度的计算
• 5.5 温度控制措施
• 5.5.1 原材料的温度控制
• 5.5.2 施工中的温控措施
• 5.6 温度监测方案与监测系统
• 5.6.1 温度监测点布置方案
• 5.6.2 温度监测系统
• 5.7 温度监测数据分析与温控效果评价
• 5.8 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A
• A.1 攻读学位期间发表的论文
• A.2 攻读学位期间参与的科研与实践工作