基于MIDAS模型的锚碇大体积混凝土温度控制研究

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1、实验与研究基于MIDAS模型的锚碇大体积混凝土温度控制研究Thetemperaturecontrolresearchofmassconcreteinanchor-moundbasedonMIDASmodle李浩弘王晋伟(兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室，甘肃兰州730050)摘要：利用MIDAS/CIVIL对某黄河特大桥锚碇大体积混凝土在自然冷却下分层浇筑的温度场和应力场进行有限元仿真模拟。通过分析研究得出了最高温度出现的时间、位置、最高温度值及最大应力和相应的容许抗拉强度值。并根据模

2、拟结果可知冷却水管布置位置及间距，为本次特大桥锚碇大体积混凝土的施工提供了理论指导。关键词：大体积混凝土；MIDAS/CIVIL；温度场；应力场；有限元分析Abstract：Attheconditionofnaturalcoolingcore,theTemperaturefieldandStressfieldoflayerpouringofmassconcreteinanchor-moundofcertainyellowriversupermjorbridgewasanalysisedbyfems

3、imulationanalysisofMIDAS/CIVIL.Fromanalysisoftheresults,wecanknowthetimeandpositionofthehighesttemperature,thehighesttemperature,themaximumstressandtherelevantallowabletensilestrength.Accordingtosimulationresults,wecanknowthepositionanddistanceofcooli

4、ngpipe,anditprovidestheoreticalguidancefortheconstructionofsupermajorbridgeofmassconcreteinanchor-mound.Keywords：massconcrete；MIDAS/CIVIL；temperaturefield；stressfield；finiteelementanalysis中图分类号：TU744文献标识码：B文章编号：1003-8965(2015)05-0040-031引言墩及基础、前锚室、后锚室

5、四部分。其中锚块主要受预应力锚固系统传递的主缆索股拉力，散索鞍支墩主要承受由随着西部大开发的进一步深入，西部山区高速铁路、散索鞍传递的主缆压力，前锚室、散索鞍墩及锚块形成一桥梁的建设发展，大锚碇桥梁结构在桥梁建设中得到了广个三角框架式空间受力构件。锚块体采用C40混凝土，泛的应用。为了满足大跨度桥梁结构承载力、刚度、稳定其他均为普通C30混凝土。性等方面的要求，其锚碇构件往往具有较大的尺寸。据已2.2计算模型有的实测资料表明，体积相对较大的锚碇，水泥在水化热利用MIDAS/CIVIL对某黄河特大桥

6、锚碇大体积混凝过程中内部温度可高70℃以上。水泥的水化作用可引起土在自然冷却下分层浇筑的温度场和应力场进行有限元仿混凝土内部温度迅速上升，但是混凝土的导热性较差，导真模拟。由于锚碇混凝土属于对称结构，本次模拟取A、致热量积聚在内部不易散失，使得大体积混凝土内外温差B区1/2混凝土进行分析，同时考虑混凝土徐变收缩对混[2]凝土应力的影响。根据本工程的浇筑方案，分层浇筑间歇较大，从而导致大体积混凝土产生大面积温度裂缝，影响结构的正常使用。随着大体积混凝土在大跨桥梁中的广时间为7天。具体节点单元总数见表

7、2，单元网格模型如泛应用，混凝土的水化热问题已成为当今建筑业不可避免图1所示。的问题。本文通过甘肃某特大桥工程进行大体积混凝土温度试验及现场监测，从有效控制内部温度出发，明确了大体积混凝土测温点设置的基本原则，并对大体积混凝土施工过程温度控制进行了研究，解决了大体积混凝土由于温度原因产生的大面积温度裂缝问题。2模型建立(a)A区混凝土有限元网格模型(b)B区混凝土有限元网格模型2.1工程概况图1混凝土有限元网格模型甘肃某黄河特大桥属于甘肃省重点工程，本工程为1536m单跨型钢桁加劲梁式悬索桥，引道

8、工程包括大2.3计算分析桥264米/2座(5-25m预应力混凝土连续箱梁)，小桥由图2仿真模拟结果表明，锚碇混凝土分层最高温38.04米/1座(2-13m钢筋混凝土简支空心板)，以及部度为等值线分布，同时温度的最大值一般出现在每层的中分路基填挖方工程和西锚碇附近的观景台土方开挖施工工心位置。程。大桥东、西锚碇采用重力锚，锚体分锚块、散索鞍40实验与研究表1使用材料以及热学特性值应力分析；由图3(b)可知，B区锚碇的基础部分温度比锚构件位置块部分温度高，所以取基础部分进行温度应力分析