大榭二桥主塔实心段温控方案(实心段温度应力分析)

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1、大榭二桥主塔实心段温控方案武汉理工大学2011年1月1混凝土浇筑分层主塔实心段采用C50高性能混凝土进行浇注，实心段混凝土高度6m，总方量约为645m3。浇注工作应按实心段结构尺寸参考设计图纸进行。考虑到实心段混凝土体积较大，混凝土标号较高，为防止大体积混凝土温度应力引发产生温度裂缝，致使影响工程质量，设计实心段混凝土沿高度方向分2次进行浇注，每次浇筑高度为3m。混凝土分层浇筑示意图如下：图1-1主塔实心段分层浇筑图2大体积混凝土温控计算大体积砼与一般的钢筋砼结构相比具有形体庞大、混凝土数量多、工程条件复杂、

2、施工技术和质量要求较高等特点。大体积混凝土施工时遇到的普遍问题是温度裂缝。由于混凝土的体积大，聚集的水化热大，在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况时，混凝土内部会产生较大的温度应力，导致裂缝产生。因此，大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键。由于大体积混凝土工程所处的边界条件和施工情况比较复杂，加上混凝土材料特性的差异较大，有些条件在施工中难以充分掌握，在目前技术水平条件下，任何一种计算理论都无法精确计算混凝土内温度变化，本文运用大型有限元分析软件ANSYS对大榭二桥主塔实心段C50大体积混

3、凝土浇注过程中的温度场变化进行了相关分析。主塔实心段施工时按高度分为2层，每层厚度均为3.0m；每层混凝土浇筑时间为1天，上下层间歇时间为7天。15图2-1主塔实心段有限元分析模型图2.1施工环境估计大榭二桥第二大桥地处宁波市北仑区和大榭二桥岛之间的黄峙江上，东海之滨，属亚热带南缘季风海洋气候区，具有冬夏季风交替显著、年温适中、四季分明，光照充足，但四季都可能出现一些灾害性天气的总特征。本项目主塔实心段施工预计为2011年5月至2010年6月，施工期间预计外部温度为：白天19-25℃左右、晚上13-17℃左右

4、，风力为4-5级。主塔实心段施工要求混凝土塌落度为16-20cm，初凝时间超过12小时。2.2计算条件（1）施工时间及进度等施工时间：大榭二桥主塔实心段部分浇注时间为2011年5月至2010年6月浇筑层厚：按施工图所述分层进行施工进度：按施工图所述施工进度进行浇筑温度：主塔实心段部分混凝土浇筑温度按22℃计算放热系数：β=14W/m2·℃15导温系数：0.08m2/d绝热升温：46.1℃线膨胀系数：8.9×10-6/℃比热：1.0（kJ/kg）·℃（2）混凝土性能相关参数混凝土容重：2450kg/m3混凝土绝

5、热温升：Tr（t）=WQ0（1-e-mt）/Cγ混凝土弹性模量：混凝土徐变度：（3）气温，为浇注期间的当地平均温度，t及取值随施工时间变化，另外加3℃辐射热（侧面不加）152.3大榭二桥主塔实心段大体积混凝土温度计算结果图2-3-1主塔实心段第一层第3天水化热温度云图（单位：℃）图2-3-2主塔实心段第一层第7天水化热温度云图（单位：℃）15图2-3-3主塔实心段第一层第28天水化热温度云图（单位：℃）图2-3-4主塔实心段第二层第3天水化热温度云图（单位：℃）15图2-3-5主塔实心段第二层第7天水化热温度

6、云图（单位：℃）图2-3-6主塔实心段第二层第28天水化热温度云图（单位：℃）15通过温度分析，主塔实心段混凝土最高温度、最大温差见表2-3-1。表2-3-1主塔实心段混凝土温度分析结果（℃）层号最高温度最大温差主塔实心段第一层67.122.7主塔实心段第二层67.923.32.4大榭二桥主塔实心段大体积混凝土温度应力计算结果图2-4-1主塔实心段第一层第3天温度应力云图（单位：MPa）15图2-4-2主塔实心段第一层第7天温度应力云图（单位：MPa）图2-4-3主塔实心段第一层第28天温度应力云图（单位：M

7、Pa）15图2-4-4主塔实心段第二层第3天温度应力云图（单位：MPa）图2-4-5主塔实心段第二层第7天温度应力云图（单位：MPa）15图2-4-6主塔实心段第二层第28天温度应力云图（单位：MPa）通过温度应力分析，实心段混凝土最大主应力见表2-4-1。表2-4-1主塔实心段混凝土最大主应力表（MPa）龄期层号第3天第7天第28天主塔实心段第一层0.570.851.31主塔实心段第二层0.640.961.40表2-4-2大体积混凝土劈裂抗拉强度（Mpa）龄期（d）3728C50混凝土1.963.214.3

8、42.5温度场应力场计算结果分析根据温度应力场计算所得云图，分析得到如下结论：大榭二桥主墩主塔实心段C40大体积混凝土分为两层进行浇筑，高度均分别3.0m。主塔实心段第一层最高温度在浇注后3天出现，最高温度为67.1℃，最大温差为22.7℃；主塔实心段混凝土最高温度15出现在第二层浇注后3天，最高温度为67.9℃，最大温差为23.3℃。受到第二层混凝土水化放热的影响，第一层混凝土浇注后七天温度出现反