大体积箱梁0、1号块混凝土浇筑温度控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com62世界桥梁2013，41(2)大体积箱梁0、1号块混凝土浇筑温度控制唐明敏。张宏杰，万水(东南大学交通学院，江苏南京210096)摘要：为控制某桥桥墩上现浇0、1号块箱梁的内外温差，消除巨大温差引起的裂缝等结构安全隐患，以实际桥梁工程为背景，采用有限元软件对浇筑后的箱梁0、1号块瞬态温度场进行仿真分析，并在现场埋设温度传感器监测其温度场。结果表明：相对于顶板、腹板和底板，横隔板温度更高且最晚达到最大值(45℃)；采用分层浇筑、埋设冷却水管等施工控制措施，各部件温度明显降低，结构内、外温差可以较好地控制在2O℃以内，且

2、拆模后未发现裂缝。关键词：桥梁工程；箱形梁；混凝土浇筑；水化热；温度控制；监测；数值分析中图分类号：U448．213文献标志码：A文章编号：1671—7767(2013)02—0062—041引言因该单元具有3个方向的热传导能力，有8个节点采用悬臂浇筑施工法的连续梁桥，其0号块(有且每节点上只有1个温度自由度，可以用于三维静时也包括1号块)通常都采用在桥墩上现浇的施工态或瞬态的热分析，实现匀速热流的传递。根据实方法。由于梁体体积较大、水泥强度高，混凝土在浇际材料及参考文献E8]确定模型混凝土材料的热参筑过程中其自身产生的大量水化热会使结构产生温数，其中，

3、混凝土的密度P为2600kg／m。，导热系数度梯度，不均匀的温度会使混凝土产生不均匀的膨为2．7kJ／(m·h·℃)，比热为0．92kJ／(kg·℃)。胀，在结构自身和外部约束的作用下会使结构产生为方便在后处理中可以对结构同一截面的各部分进过大的拉应力，从而导致混凝土开裂，且应力会随着行分析，模型采用手动划分网格，共分为25936个温差的增大而增大。因此大体积混凝土结构在浇筑单元，30764个节点，有限元分析模型如图3所示。1200时须控制水化热和温度梯度的大小，以防止出现过1727大的温度应力而造成混凝土开裂等病害，影响工程质量～。本文以某60m+10

4、0m+60m预应力混凝土梁桥(见图1)为工程背景，通过有限元分析程序对l号块0号块1号块其箱梁0、1号块浇筑后的瞬态温度场进行分析，针对仿真计算结果对施工提出建议，并通过实际温度—————一————～———监测来验证本文所提出温度控制措施的合理性。4o0．40014oo26n10060．(a)纵断面=二750．单位：in图1主桥立面示意2箱梁0、1号块浇筑温度场有限元分析2．1温度场有限元仿真模型该桥0、1号块的纵断面及横断面如图2所示。350因0、1号块是对称结构，可取结构的1／4部分进行(b)横断面单位：cnl建模分析。选取三维温度单元Solid70

5、建立模型，图20、1号块示意收稿日期：2012—08—22基金项目：中国国家自然科学基金(50978055、50878048)作者简介：唐明敏(1989一)，男，2010年毕业于西南交通大学土木工程专业，工学学士(E—mail：soarover728@126．corn)。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com64世界桥梁2013，41(2)集中在28~39℃，仍明显高于其它部件及外界常温。以控制混凝土的内部最高温度、内外温差及降温速图5为横隔板、顶板、腹板和底板的温度变化曲度等。该桥在横隔板内设置冷却水管，共3层，混凝线

6、(节点选取相对远离其它部件的位置)。土浇筑至各层冷却水管标高后开始通水，冷却水流70入温度不高于2O℃，浇筑完成2d后停止通水。65(3)严格控制混凝土的入模温度。由于该桥0、60551号块的施工正值初夏季节，平均气温较高，可通过p50冷却拌合水、加冰拌合、预冷骨料等方法来降低混凝45土的人模温度。此外考虑施工季节的影响，建议将赠40混凝土浇筑尽量安排在17：o0至次日上午这个时间3530段进行，以减少外界温度的影响。25另外，应严格控制拆模时间，既要充分考虑工期20UlZ3456，8lU的限制，又要考虑混凝土内外温差不能太大，保证拆浇筑后天数／d模时混

7、凝土内部和外部温差不超过20℃。图5各部件温度变化曲线3．2实际控制结果分析由图5可见，各梁块部件的温度具有一定的独根据现场施工计划安排，该桥0、1号块施工采立性(各个部件连接处除外)，温度的变化符合大体用了分层浇筑、埋设冷却水管降温、控制混凝土人模积混凝土水化热的特征。根据上述分析结果，因顶温度及浇筑时间等施工控制措施。为跟踪温度场的板、腹板和底板厚度较小，且均处于箱梁的边界，散变化过程，在图2所示的1—1、2—2截面中布置温热条件较好，所以热生成量小，散热快，水化热问题度传感器，如图6所示，共布置了6个温度测点。各影响甚微。由于横隔板厚度较大，且处于

8、半封闭的测点温度数据记录如表1所示。箱室中，散热条件较差，在浇筑2d后横隔板内部