大体积承台施工水化热分析.pdf

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1、安徽建筑2011年第1期(总176期)大体积承台施工水化热分析AnalysisOontrolinHeatofHydrationofMassOaps陈青华，陶毓先，李志浩(1．阜阳市重点工程建设管理局，安徽阜阳236000；2．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009)摘要：通过对大体积承台内部各点的水化热温度实测值与有限元软件模拟计算理论值的比较，结合施工现场的实际情况，分析产生误差的原因，从而有助于工程技术人员更好的认识承台大体积混凝土温度变化的规律及有限元软件的模拟效果。■■■■——■关键词：承台；大体积混凝土；水化热；有I

2、~JL；理论值；实测值I_一_●_===中图分类号：U445．55岣文献标识码：B文章编号：1007—7359(2011)01-0045-03-■—■●1工程概况承台及地基的材料参数表1阜阳市颍上路泉河大桥工程位于城市中心区域，是阜阳市重点工程，项目(含桥梁)全长约890m。主墩承台为钢筋混凝土结构，采用C30混凝土，尺寸为22．5mX10．5m×3．5m(长×宽X高)，基坑开挖采用钢板桩围堰。承台采用一次性浇筑，全部浇筑用时12h。2冷管布置承台内部采用4层冷管布置，管内径为38ram，冷却水管距施承台顶面和底面的距离分别为0．6m、0．

3、5m，详细布置图如图1。工技术3测温方案研究与每个承台各布测温点8个，分别测试混凝土表面温度与内应部温度，其中测点1至测点6布置在表面，测点7、测点8布置用在内部(如图2所示)。根据计算和监控经验，大体积混凝土的冷却管平面布置示意图温差变化在前2d～3d内波动最大，因此在这段时间进行不间断测量，测试频率为61d次，测试时要求记录以下数据：测温时／出水口间；测点温度值；异常情况如雨、风等出现的时间；现场处理情况。冷却管断面布置示意图4承台温控计算模拟分析图1冷管布置图根据设计图纸，进行承台施工阶段水化热模拟分析，得出承台施工期间的温度场和温度

4、应力场分布，为实测温度的发展提供参考，以便及时采取措施保证工程质量。温控计算采用MADAS有限元计算软件进行，该软件能够模拟承台在浇筑后的整个温度变化过程，考虑了混凝土的浇筑温度、混凝土水化热的散发规律、冷却水管降温、外界气温变化、混凝土弹模变化、混凝土徐变等复杂因素。4．1模拟分析参数承台混凝土采用普通硅酸盐水泥，用量为290kg／m，，粉煤灰用量为70kg／m3，通过冷管中的水循环来降低混凝土内部的水化热温度。材料及冷管的具体计算参数如表1、表2。收稿日期：2010—12-28温度测点布置立面图作者简介：陈青华(1978-)，男，安徽阜

5、阳人，毕业于同济大学，助理工程师。图2温度监测点布置图(单位：cm)2011年第1期(总176期)安徽建筑I±Q±Q[QQ2(w5+w’o2(w5+www式中：Q。、Q—0为砂、石的含水量，以％计Ws、、、w。『__一分别为每方混凝土中砂、石、水泥和水的重量、、rrc、T一分别为砂、石、水泥和水的温度混凝土拌和前，应该把石子、砂子、拌和用水预先进行冷却处理，降低混凝土的出料口温度，从而降低混凝土的浇筑温度。—■●■■_图31／4模型的网格划分_●-_一l根据以往施工控制资料和本项目具体情况，计算分析时=M尬SE词P0ST—PROCESS0R

6、取为25cc。——·_一n：MPERATURE5．81762e,'-004．2．2最终绝热温升Tz~ii452027e+00．鬈4．058573872ee+00i鑫筹：式中：w——单位体积水泥用量(kg／m，)Q(广一单位重量水泥的最终发热量(kJ／kg)c——混凝土比热(kJ／kg·℃1STAGE·CS1Hydrationp一混凝土容重(kg／ms)HYSteo6，36，OHrMAX：5034MIN：l630根据以上取值计算的最终绝热温升为：文件：泉河太桥承台单位：CTo=WQd(qo)=290×330／(0．96X2400)=41．5℃

7、日期：l1／25／2010嚣方4．3模型及边界条件的选取Y：一0837基于承台结构对称的特点，考虑冷却水管，采取1／4镜像结Z：0259图4承台内部温度云图构进行网格划分计算，这样缩短了模型的计算时间，模型的单40．0元总数为7896，节点总数为9512。为了模拟承台混凝土将热施35．0量传递给周围土层的情况，将地基模拟为具有一定比热和热传30．o导率的结构，不考虑桩基的影响。分别将地基与承台的接触菜。2理论值面，承台与空气的接触面定义为第一类和第二类边界条件，将20．o2实际值究越15．01理论值两个对称面定义为对称边界条件，并附加相应的

8、约束条件和温壹娟1o．o1实际值度条件。计算时，考虑混凝土收缩徐变对混凝土应力的影响。用5．0计算模型网格划分及冷管布置图见图3。O．O000000000000000000。5水