厚壁高墩水化熱溫度應(yīng)力研究.pdf

1、橋梁的破壞大多從裂縫開始的。在計算機(jī)及有限元計算理論出現(xiàn)以前，設(shè)計不合理是導(dǎo)致橋梁破壞的主要原因；在計算機(jī)以及有限元計算理論結(jié)合后，施工不當(dāng)常常引起混凝土開裂。如今，混凝土裂縫大多出現(xiàn)在施工階段，或是施工方法不對，或是養(yǎng)護(hù)措施不到位。
　　 混凝土從澆注到隨后的一周時間里，混凝土將放出大量的水化熱，其溫度逐漸升高，生熱率逐漸減小，混凝土與周圍空氣的溫差逐漸加大。混凝土通過對流與空氣傳遞熱量，混凝土與空氣的溫差又逐漸減小。混凝土內(nèi)

2、部溫度呈非線性分布，從內(nèi)到外，溫度由高到低分布。混凝土由于熱脹冷縮作用，溫度升降將引起體積將增大與縮小。由于溫度呈非線性分布，以及混凝土內(nèi)部約束作用或者外部約束，體積變形將引起溫度應(yīng)力。
　　 本文通過對混凝土水化熱分析，研究厚壁高墩早期溫度場，應(yīng)力場的規(guī)律，以便指導(dǎo)混凝土施工。下面介紹本文主要內(nèi)容：
　　 1)本文從固體熱傳導(dǎo)方程入手，介紹了分析的基本關(guān)系式，初始條件，四類邊界條件，溫度場分析的方法，詳細(xì)介紹了目前流行

3、的有限單元法。
　　 2)熱分析的首要任務(wù)就是確定必要的熱力學(xué)參數(shù)。本人通過現(xiàn)場實(shí)測及經(jīng)驗(yàn)算法，確定混凝土生熱率、熱傳導(dǎo)系數(shù)、對流系數(shù)。
　　 3)對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水化熱溫度場規(guī)律；通過前面確定的熱力學(xué)參數(shù)，進(jìn)行水化熱溫度場模擬分析；實(shí)測數(shù)據(jù)與模擬分析對比。
　　 4)從影響混凝土中心溫度的混凝土用量、水泥品種、入模溫度三個方面進(jìn)行分析，得到影響中心溫度的具體數(shù)據(jù)；通過蓄水養(yǎng)護(hù)、鋪砂、貼塑料泡沫三種表面保

4、溫措施，得到影響內(nèi)外溫差的具體數(shù)據(jù)，以供混凝土施工中運(yùn)用。
　　 5)混凝土水化熱分析過程中，其材料性能都在急劇變化。本文采用應(yīng)力增量法計算混凝土徐變應(yīng)力。蓄水養(yǎng)護(hù)不僅影響混凝土溫度場，也影響應(yīng)力場。
　　 通過以上分析，可以得到以下結(jié)論：
　　 1)混凝土水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高50℃以上，在對流作用下內(nèi)部溫度緩慢降低，表面溫度迅速下降，內(nèi)外溫差逐漸增大。
　　 2)減小混凝土用量，采用低水化熱水泥