桥梁承台大体积混凝土施工的水化热控制

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1、桥梁承台大体积混凝土施工的水化热控制陈青华，时建云(1．阜阳市重点工程建设管理局，安徽阜阳236000；2．合肥工业大学，安徽合肥230009)j==：口摘要：利用大型结构计算软件MIDAS／Ciil，对阜阳市东环路颍河大：桥承台混凝土施工过程进行建模，计算并预测混凝土浇筑后不同时间阶段3承台水化热有限元分析的水化热温度。通过建模分析并结合现场监测数据，分析比较通过布置冷I．水管对温度控制的影响作用，得出了一些有益结论。对具体施工方案和监i骂控方案作了一些简要说明。3．1MIDAS／Civil模型磷I关键词：大体积

2、混凝土；冷水管；水化热；MIDAS／Civil采用结构分析软件MIDAS建立了主墩承台的水．：中图分类号：U443．25文献标识码：B化热分析有限元模型。该计算能够模拟承台混凝土的：三丑日文章编号：1007-7359(2016)03一o162一o3整个浇筑及养护过程，考虑了混凝土的浇筑温度、混DOl：10．16330~．cnki．1007-7359．2016．03．059凝土水化热的散发规律、养护方式、冷却水管降温、外界气温变化、混凝土弹模变化、混凝土徐变等复杂1工程概况因素。由于模型具有对称性，这里只取1／4模型

3、进行建阜阳市东环路颍河大桥及接线工程位于阜阳市模和分析。单元采用实体单元，单元总数为11186，东郊。主桥主墩位于颍河水中，设计承台尺寸为(长)节点总数为13258。模型按分两层浇筑进行分析，第34m×(宽)14mX(高)5m，混凝土强度为C30等级，单个承台混凝土方量为2380m，属于大体积混一层高度3m，第二层高度2m，施工间隔期为10d。凝土。计算时，承台顶面及四周为第三类边界条件；考虑混凝土收缩徐变对混凝土应力的影响，三维模型如图l2承台施工方案所示。由于混凝土方量比较大，故分两次浇筑：第一次浇筑高度为3m

4、，方量为1428m；第二次浇筑高度2m，方量为952m。2．1混凝土配合比设计选用减水剂，普通硅酸盐P．042．5级水泥，采用凤台产地5～31．5mm碎石，平均粒径大于0．5mm淮滨产中砂，水泥用量按施工方的配比取为310kg／m。具图11／4镜像结构有限兀模型体混凝土配合比如下：3．2模型相关计算参数水泥：水：砂：碎石：掺合料：外加剂=310：根据相关技术资料，计算了混凝土的热学性能指180：761：1094：54．8：7．66。标，包括导热系数和比热。采用复合指数式水化热计2。2冷却水管的布置算方法，估算混凝土

5、最大绝热温升为45cI=。根据施冷却水管采用直径32mm黑铁管，竖向分4层布工方案，承台混凝土四周采用砖模板，覆盖4cm草置，水平向按蛇形布置，冷却水管竖向间距为lm，席。计算时，相关材料的导热系数为：草席，2．605水平间距为lm，距承台混凝土边缘约为0．5m，每层kcal／m·hr·t；混凝土热传导率，2．3kcal／m·hr·t；设竖向进水管出水管各1个。混凝土比热为0．25kcal·g／kg·t。模型环境温度取为作者简介：陈青华(1978一)，男，安徽阜阳人，毕业于同济大学，本科固定值15℃。冷却水管内径3

6、2mm，水流速度取■工程师。4．2监控点实测温度与理论温度变化曲线代表第二层混凝土表面温度。测点8表示第二层混凝第一次浇筑3m，取1、2、3测点的平均温度代土核心温度。本层冷却水管流量稳定，冷却效果要好表混凝土表面温度，测点4温度表示中心点温度。绘的多，见图1O和图11。制表面实测温度和理论温度随时间变化曲线，结果见60曩_≥薄；##寺了j了一鼍丰尊。H肆一一F啊一．：50图8。图9反映中心点实测温度和理论温度随时间变4O{+}一十li：—-工-1．=!—p嚣30}丰三毒簪斟鼍it+}蔓皇蔓l号{专昔}：嗣毒化曲线

7、。鞠干再{j～jj；幸■下干j寸F≯F审=}耳譬工彳干_翠’-嗣‘i：王；峰u口70～㈠lI{{20：i：}：一：一～～：丰}一j～{：～一，t：j：j～一：：：：：I：{j～j—_；～：：：～60二¨1-一一—●1r．一T；丁’卜●叫l1050一一#尊=1：一十车叫l’⋯{～尊十十’一，．_、．-40一T啊一一等书时间历程(小时)326093128H"-,0-表面实测温度+表面理论温度+中心实测温度—中心理论温度30一～』⋯．图11第二层浇筑后表面及中心温度实测值和理论值随时间变化曲线201r一一一十一一十i～J

8、』Tl0⋯一一【10时问历程(，、时5结论+心实测温度中心理论温度图8第一层浇筑后中心温度实测值和理论值随时间变化曲线5．01"：通过本实例可以看出，在大体积混凝土施工过程}：’__：-●■丰：0中，合理布置冷水管，可以有效地降低混凝土的水化z室一一．卜_，T《_r：r：热作用。现场实测结果说明了理论分析可信，表明利一-_¨’一__用有限元软件MIDAS／C