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基于移动底模的预制PC箱梁水化热温度场及其力学性能研究

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基于移动底模的预制PC箱梁水化热温度场及其力学性能研究

作者：李岩济南大学

学位级别：硕士

桥梁工程的施工速度决定着一条线路的施工总工期,并直接影响到工程的经济效益和社会效益,而简支箱梁的预制工作在桥梁建设中投资最大、工期最长,在预制过程中混凝土的水化热温度升高的原因是由于箱梁截面尺寸的增加和高性能混凝土的应用... 详细信息

桥梁工程的施工速度决定着一条线路的施工总工期,并直接影响到工程的经济效益和社会效益,而简支箱梁的预制工作在桥梁建设中投资最大、工期最长,在预制过程中混凝土的水化热温度升高的原因是由于箱梁截面尺寸的增加和高性能混凝土的应用,混凝土收缩率增加,梁表面出现裂缝。预制混凝土箱梁中水泥水化产生的温度场是造成混凝土裂缝的重要原因。因此缩短预制箱梁周期、快速制梁,对预制箱梁水化热温度场进行分析,保证其耐久性,受到世界同行的广泛关注。本文将结合实际工程进行研究,为预制混凝土箱梁施工服务。本文以山东高速济微项目预制箱梁工程为背景,通过查阅相关文献和对工程特点和施工难点的调研,本文主要做了以下工作:(1)形成了一套基于移动底模的预制PC箱梁施工工艺,即:移动底模就位、吊装底腹板钢筋、安装液压侧模、吊装内模、吊装顶板钢筋、安装端头模板、浇筑梁体混凝土、梁体移动、高温蒸养、初张拉、提梁腾出底模(移动底模回到移动底模就位阶段)、终张拉压浆、存梁。可有效实现箱梁模板装卸及运输存储的高度智能化,节省用地面积,有效提高预制箱梁的生产效率。(2)在施工现场对试验梁进行混凝土取样,对不同养护条件下箱梁混凝土早龄期力学性能进行了试验研究。结果表明:养护条件对混凝土早龄期强度的发展有重大影响,在t≤3d时,现养条件下的强度高于标养条件,随着龄期推移,现养试块强度低于标养试块,强度差异逐渐减小。(3)采用MIDAS/Civil软件对混凝土水化热温度场进行了三维实体仿真分析,总结了温度场、应力场的变化规律,并与现场原位试验数据进行对比分析,结果表明,应用有限元手段进行温控防裂的手段是经济有效的。(4)通过MIDAS/Civil软件对影响温度场分布的因素进行研究,即:采用低水胶比来减少水泥水化热效应;混凝土入模温度升高时,截面温度出现最高点的时间将会提前,混凝土水化热的温度也会跟着增加并且增幅较大;混凝土的比热越小,前期混凝土温度增长越快;混凝土内部热峰值的出现随着导热系数的增加而提前。(5)通过MIDAS/Civil软件对箱梁在不同工况下产生的位移、应力进行分析。预制箱梁及存梁养护阶段,梁体由于自重出现了轻微的下挠,最大达到3.01mm,在预应力张拉阶段,由于对梁体施加了预应力,自重产生的下挠被抵消,后续的张拉使得梁体呈现出一定的反拱,最大上挠达到了29.55mm,对于延缓梁体开裂有一定的作用。温度效应对梁体挠度的影响不可忽略,其中整体升降温的影响较小,温度梯度升降温影响较大。结合以上所做研究对控制温度裂缝提出了解决措施。

关键词：预应力砼箱梁移动底模水化热温度场原位试验施工关键技术

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大体积混凝土施工期的水化热温度场仿真分析

中外公路 2006年第6期26卷 159-165页

作者：王解军卢二侠李辉湖南大学

该文运用三维有限元分析软件对一超高墩连续刚构桥的大体积混凝土承台实际施工过程的温度场进行了全程仿真计算,考虑了冷却水管的作用,并与现场的实测结果进行了比较,分析了误差产生的原因。

关键词：大体积混凝土施工水化热温度场冷却水管有限元仿真高墩连续刚构桥

海洋环境下混凝土箱梁水化热温度场的试验研究

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铁道建筑 2006年第11期46卷 51-53页

作者：李永强王鹏铁道科学研究院北京100081

跨海大桥混凝土箱梁中使用海工耐久性混凝土。文章通过对海上混凝土箱梁湿接头水化热温度场的试验监测,并对监测截面各关键点数据进行分析,总结了跨海大桥混凝土箱梁在海洋环境下水化热温度场的分布规律及特点,并结合工程实际,提出防止... 详细信息

跨海大桥混凝土箱梁中使用海工耐久性混凝土。文章通过对海上混凝土箱梁湿接头水化热温度场的试验监测,并对监测截面各关键点数据进行分析,总结了跨海大桥混凝土箱梁在海洋环境下水化热温度场的分布规律及特点,并结合工程实际,提出防止温度裂缝产生的措施。

关键词：海工耐久性混凝土混凝土箱梁水化热温度场

西溪河特大桥钢管混凝土拱肋水化热温度场分析

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铁道建筑 2016年第2期56卷 36-38页

作者：李振标中铁十八局集团第二工程有限公司河北唐山063000

运用有限元软件ANSYS对钢管混凝土拱肋水化热过程进行模拟分析,得出混凝土水化热过程的温度变化规律,在此基础上通过改变钢管的壁厚以及直径,分析了影响钢管混凝土水化热的参数。研究结果表明:钢管壁厚对水化热过程温度影响较小,可以忽... 详细信息

运用有限元软件ANSYS对钢管混凝土拱肋水化热过程进行模拟分析,得出混凝土水化热过程的温度变化规律,在此基础上通过改变钢管的壁厚以及直径,分析了影响钢管混凝土水化热的参数。研究结果表明:钢管壁厚对水化热过程温度影响较小,可以忽略不计;钢管直径对其温度影响显著,随着直径的增大,钢管外表面和核心混凝土温度都出现了不同程度的上升,对核心混凝土的温度影响更为显著;随着钢管直径的增加,核心混凝土的温度峰值时刻相对滞后,直径每增加200 mm,温度峰值时刻滞后约2.5 h。

关键词：桥梁施工钢管混凝土水化热温度场参数敏感性数值分析

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海工耐久混凝土水化热温度场的试验监测研究

铁道建筑 2008年第1期48卷 15-19页

作者：王鹏刘吉元王玉鹏铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

文章结合杭州湾跨海大桥工程,对以海工耐久混凝土为材料的70 m箱梁水化热温度场进行试验监测。通过对数据结果的分析,研究了海工耐久混凝土水化热温度在箱梁横截面的分布、变化规律以及箱梁内外温差的变化情况。并在工程实际中提出了海... 详细信息

文章结合杭州湾跨海大桥工程,对以海工耐久混凝土为材料的70 m箱梁水化热温度场进行试验监测。通过对数据结果的分析,研究了海工耐久混凝土水化热温度在箱梁横截面的分布、变化规律以及箱梁内外温差的变化情况。并在工程实际中提出了海工耐久混凝土70 m箱梁温度控制和抗裂措施,在540片箱梁制造中,有效地控制了裂缝的生成。

关键词：海工耐久混凝土水化热温度场温度控制裂缝控制

基于ANSYS下混凝土箱梁水化热温度场的有限元计算

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铁道建筑 2008年第2期48卷 10-13页

作者：王鹏叶仁亦翁艾平铁道科学研究院北京100081 浙江省交通工程建设集团杭州310012

应用有限元分析软件ANSYS,采用有限元方法对50 m预应力混凝土箱梁在入模施工后的各个时间的温度场进行仿真模拟。分析了箱梁混凝土水化放热规律,模拟混凝土浇筑后水泥水化作用,计算各个时间段箱梁截面温度场,结合实测的温度场进行对比分... 详细信息

应用有限元分析软件ANSYS,采用有限元方法对50 m预应力混凝土箱梁在入模施工后的各个时间的温度场进行仿真模拟。分析了箱梁混凝土水化放热规律,模拟混凝土浇筑后水泥水化作用,计算各个时间段箱梁截面温度场,结合实测的温度场进行对比分析,研究该分析方法的可行性。

关键词：有限元方法 ANSYS计算混凝土箱梁水化热温度场

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大体积混凝土桥墩水化热温度场的数值分析

中南林业科技大学学报 2007年第1期27卷 124-128页

作者：王解军李辉卢二侠中南林业科技大学土木建筑与力学学院湖南长沙410004 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

考虑冷却水管的作用,采用有限元法建立大体积混凝土桥墩水化热温度场的精确计算模型,应用分析软件AN SY S对高墩刚构桥的墩身混凝土水化热温度场进行数值分析,通过现场温度实测结果与计算值的比较,表明本文的分析方法精度较高.

关键词：土建工程大体积混凝土水管冷却桥墩水化热温度场数值分析

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连续刚构桥箱梁水化热温度场及其效应研究

连续刚构桥箱梁水化热温度场及其效应研究

作者：庞彪长安大学

学位级别：硕士

由于混凝土材料导热性能差,在各种温度变化作用下,预应力混凝土桥梁结构内部会产生相当大的应力、变形、甚至出现温度裂缝,而近年来交通运输业发展迅速,混凝土的强度越来越高,采用悬臂逐段现浇施工方法修建的预应力混凝土连续刚构桥梁... 详细信息

由于混凝土材料导热性能差,在各种温度变化作用下,预应力混凝土桥梁结构内部会产生相当大的应力、变形、甚至出现温度裂缝,而近年来交通运输业发展迅速,混凝土的强度越来越高,采用悬臂逐段现浇施工方法修建的预应力混凝土连续刚构桥梁的跨径越来越大,桥墩附近箱梁节段浇筑的体积也越来越大,此时混凝土水化热引起的温度效应非常显著。因此,在体积较大的0、1号梁段箱梁浇筑过程中,必须关注水化热引起的温度问题并采取措施加以解决,减少混凝土因水化热温升引起的开裂及后期强度损失。本文在参阅了大量专业书籍和学术论文的基础上,以一座主跨为185m的四跨连续刚构箱梁桥为背景,运用现场实测与有限元分析相结合的方法,研究分析了箱梁现浇体积较大的0、1号梁段浇筑时温度场和应力场的特点。具体工作和研究成果如下:(1)通过现场温度监测和大量数据观察,对箱梁0、1号梁段水化热温度场分布情况和随时间变化的规律进行研究分析。(2)参考传热学的相关知识,结合有限元分析理论,应用有限元分析软件MIDAS,建立箱梁0、1号梁段有限元实体模型,模拟混凝土浇筑后水泥水化作用,通过计算得出各个时间段箱梁温度场分布,总结了混凝土水化热影响下施工过程中0、1号梁段箱梁结构的温度发展历程以及温度场分布的规律,结合实测的温度监测数据进行对比分析,研究该分析方法的准确性与可行性,并提出相应的温度控制原则及措施,直接应用于工程实际。(3)采用有限元分析软件MIDAS计算箱梁温度应力,得到预应力混凝土连续刚构桥箱梁0、1号梁段应力场分布,分析、探求预应力混凝土连续刚构桥箱梁结构对温度作用的反应,提出混凝土箱梁裂缝控制措施,为同类桥型的施工提供借鉴和参考。

关键词：箱梁水化热温度场温度应力温度控制裂缝控制

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铁路高墩水化热温度场分析

山西建筑 2013年第11期39卷 144-146页

作者：肖吉苏同济大学上海200092

通过对某铁路高墩水化热温度场实测实验及数值分析的对比,研究大体积混凝土桥墩水化热温度场的特点,验证数值分析的精度,并提出防止水化热温度梯度而导致的墩身早期开裂的有效工程措施。

关键词：铁路高墩水化热温度场实测实验数值分析