02-承台大体积砼水化热分析计算书

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1、目录1计算依据12工程概况13承台混凝土施工14承台温控分析14.1冷却水管设计24.2监测点布设34.3仿真分析54.3.1仿真建模与分析过程64.3.2模型基本数据64.4仿真分析结果84.4.1冷却管水温情况84.4.2承台温度情况114.4.3承台应力情况124.4.4监控点时程图1720济南黄河公铁两用桥承台大体积砼水化热分析计算书1计算依据1.1《济南黄河公铁两用桥设计图》；1.2《建筑施工计算手册》；1.3《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（2005）175；1.4《铁路工程结构混凝土强度检测规程》TB10

2、426-2004；1.5MIDAS软件2012版。2工程概况济南黄河公铁两用桥施工起讫里程为DK41+910.6～DK423+703.03，全长1792.42m。主墩最大承台为50.45×24.2（纵桥向）×6m（下层厚）的整体式钢筋混凝土结构，承台混凝土采用C40混凝土，总方量7325.34m3。3承台混凝土施工在南大堤南侧设2台HZS180型混凝土拌和站，盘容量3.0m3，每盘料的搅拌时间是120s，一个站正常情况下生产20盘（共60m3）混凝土，每个拌合站混凝土的每小时的生产量可达60m3。根据大体积温控设计、承台混

3、凝土方量以及粗细集料的储存能力，将承台分2层进行浇筑：第1次浇筑高度3m，混凝土方量3662.67m3，浇注速度为120m3/h左右，浇注时间约31h；第2次浇筑高度3m，混凝土方量3662.67m3，浇注速度为120m3/h左右，浇注时间约31h。4承台温控分析采用大型有限元MIDAS软件来计算该承台施工期内部温度场及仿真应力场，并根据计算结果制定不出现有害温度裂缝的温控标准和相应的温控措施。该软件能够模拟混凝土的浇注、成长过程，能考虑到分层分块浇筑、分层厚度、浇筑温度、施工间歇期、混凝土水化热的散发规律、养护方式、冷却

4、水管降温、外界气温变化、混凝土及基岩弹模变化、混凝土徐变等复杂因素。4.1冷却水管设计20根据混凝土内部温度分布特征及控制最高温度的目标，承台埋设四层冷却水管，水管水平间距1m，第一层冷却水管距承台顶1m,第二层距第一层1.5m，第三层距第二层1m，第四层距第三层1.5m,冷却水管内径42mm。冷却水管可采用丝扣连接或橡胶管套接，确保不漏水。采用橡胶管套接时，两根冷却水管在橡胶套管内应对碰，避免橡胶管弯折阻水，用多重铁丝扎紧。单根冷却水管长度不超过200m。图4.1.1承台第1/3层冷却水管平面布置示意图图4.1.2承台第

5、2/4层冷却水管平面布置示意图20图4.1.3承台横桥向冷却水管立面布置示意图图4.1.4承台纵桥向冷却水管立面布置示意图4.2监测点布设（1）监测仪器及元件温度检测仪采用JGY-100型智能化数字多回路温度巡检仪，温度传感器为PN结温度传感器。JGY-100型智能化温度巡检仪可自动、手动巡回检测128点温度，并具有数据记录和数据掉电保护、历史记录查询、实时显示和数据报表处理等功能。该仪器测量结果可直接用计算机采集，人机界面友好，并且测温反应灵敏、迅速，测量准确。（2）监测元件的布置测点的布置按照重点突出、兼顾全局的原则。

6、根据结构的对称性和温度变化的一般规律，在承台沿桥中心线对称的一侧布设测点。温度传感器在每层混凝土接近中心线上布置，该区域能够代表整个混凝土断面的最高温度分布。在平面内，由于靠近表面区域温度梯度较大，因此测点布置较密，而中心区域混凝土温度梯度较小，因此测点布置减少。承台混凝土中布设2层测点，共20个。20图4.2.1承台测温点平面布置示意图图4.2.2承台测温点立面布置示意图4.3仿真分析对于桥梁承台大体积混凝土需要考虑水化热引起的温度应力，温度应力引起的裂缝具有裂缝宽、上下贯通等特点，因此对结构的承载力、防水性能、耐久性等

7、都会产生很大影响。大体积混凝土的温度应力是由于浇注混凝土后，水泥的水化反应（放热反应）导致的混凝土体积的膨胀或收缩，在受到内部或外部的约束时而产生的。混凝土水化热引起的应力可以分为内部约束应力和外部约束应力两大类。内部约束应力是指由于混凝土内部不同的温度分布引起的不同的体积变化而导致的应力。即，水化反应初期由于中心部分温度比表面温度高，会导致表面产生拉应力；而温度开始下降时中心部分的收缩会比表面部多，此时中心部会产生拉应力。内部约束应力的大小与内外温差成比例。20外部约束应力是指新浇筑的混凝土，由于水化热而发生的体积变化，

8、受到与其接触的已浇筑混凝土或者地基等的约束而产生的应力。外部约束的作用与接触面积的大小和外部约束的刚度等因素相关。水化热分析包括热传导分析(HeatTransferAnalysis)和热应力分析(ThermalStressAnalysis)两个过程。热传导分析是通过考虑水泥水化反应时产生的热量、对流、传