预应力混凝土箱梁水化热及温度场试验研究

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1、铁道建筑RailwayEngineering20文章编号：1003—1995(2013)04—0020—03预应力混凝土箱梁水化热及温度场试验研究樊简，郭凡，张栋梁(1．四川内威荣高速公路开发有限公司，四川I内江641000；2．西南交通大学，四川成都610031)摘要：通过对白水冲特大桥箱梁混凝土水化热及温度场观测数据的统计和分析，研究箱梁水化热阶段的温度分布和变化，以及实际环境下的温度场，并与现行规范取值比对，为研究水化热阶段箱梁混凝土温度应力及温度裂缝控制提供参考。关键词：混凝土箱粱水化热温度场温度应力中

2、图分类号：U448．35文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2013．04．06大体积混凝土在浇筑完成后的硬化过程中，水化超20级，挂车一120级。该桥是有较大纵坡且超高变化热不断累积，混凝土内部最高温度可达70qC以上⋯。较大的平弯桥，其结构行为较常规直桥更加复杂。由此产生的温度梯度可导致温度应力超过混凝土抗拉2试验方法强度，在结构内部与外部约束、周边环境温差作用下引起混凝土开裂。实践及理论研究均表明，水化热引起选取大桥主梁右幅13块和左幅15块的中间断的温度应力是造成大体

3、积混凝土开裂的主要原因之面进行混凝土水化热和温度场试验，测试断面为所选一。温度裂缝常发生在桥梁墩台这样的大体积实节段的中间位置处，每个梁段的测试断面分别埋置25体结构中，现代大跨度预应力混凝土箱梁整体及局部个温度传感器，温度传感器的布置如图1所示。]。尺寸都很大，水化热发展过程具有了大体积混凝土特．3×906×1O0．×90．点。同时，由于箱梁的混凝土强度高、单方水泥用量大，以及添加掺合料、外加剂等因素的影响，水化热历程更加复杂。而现行桥规并未涉及水化热计算与控制尺度，一些建筑施工手册给出的也只是大体积混凝土内

4、部和表面最高温度的半理论半经验计算公式，混凝土内部实际的温度分布难以准确量度，给温度裂缝控制带来困难。因此，有必要对箱梁水化热及温度场的图1右幅13块(左幅15块)温度传感器发展和分布做深入研究。本文结合白水冲特大桥箱梁布置示意(单位：cm)的水化热及温度场试验情况，分析了水化热阶段箱梁混凝土内部不同位置的温度分布，以期为箱梁设计、施混凝土内部温度测量元件采用一线温度传感器工控制好温度裂缝提供参考。DS1820S。测温范围为一55oC～125oC，精度为±0．5oC，分辨率为0．1℃。数据采集仪为DZT．100

5、1试验概况型一线数字巡检仪，分辨率为0．1％。白水冲特大桥主桥为(85+2×150+85)m预应3试验结果与分析力混凝土四跨双幅连续刚构，单幅桥面净宽11．5m。主梁采用单箱单室截面，三向预应力体系。三个主墩表1仅列右幅13块试验部分原始数据。为复合式桥墩，最大墩高105nl，墩顶以下75m范围3．1混凝土水化热分析为双柱式薄壁墩身，双薄壁墩下部30m为混凝土刚性从测试数据可以看出，右幅13块在整个试验过薄壁箱墩，基础采用桩基承台。设计荷载等级为汽车一程中环境温度变化不大，左幅l5件块除最后一次测试外，环境温度

6、也比较稳定，用这些数据分析混凝土水化收稿日期：201208-28；修回日期：2012—12—28热散发过程是可行的。右幅13块和左幅l5一块各测作者简介：樊简(1969一)，男，四川江安县人，工程师。点混凝土水化温度随时间变化曲线分别如图2和图32013年第4期樊简等：预应力混凝土箱梁水化热及温度场试验研究21间，左幅15块混凝土温度在32．0cc一59．7℃之间，两者结果比较接近，表明试验具有代表意义。第一次测量时测试断面的温度分布如图4所示。从图4可以看出，梗腋附近由于散热比较困难，温度较高；而翼缘板端部由

7、于散热充分，温度较低。图2右幅13块温度测点混凝土水化温度随距浇筑完成后时间变化曲线蜜图4右幅13块(左幅l5块)浇筑后8．3h混凝土温度分布(单位：℃)图2和图3显示，除测点3，2O，37，39和46外，其余测点温度一直呈下降趋势。测点3和20在浇筑后距浇筑后时间，h8．3～18．0h之间，测点37，39和46在浇筑后13．0—图3左幅15块温度测点混凝土水化温度随距浇筑完成后时间变化曲线’35．0h之间温度变化不明显，随后温度也呈直线下降趋势，测点温度下降速率大约在0．5～1．0℃／h之间。所示。结合表1、

8、图2和图3分析在第一次测量时对比图2和图3可以发现，在早期温度变化不明显的(右幅13块为浇筑后8．3h，左幅15块为浇筑后测点均分布在梗腋附近，这一现象也是与梗腋附近散13．0h)，右幅13块混凝土温度在32．5℃63．5℃之热比较困难有关。22铁道建筑右幅l3块浇筑后86．5h，所有测点温度都下降到接近环境温度(16．0℃)，除测点3和20的温度分别为22．2℃和23．1qC外，其余