桥梁大体积混凝土构件非荷载裂缝数值仿真分析.pdf

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1、B刚桥l隧工l程桥梁大体积混凝土构件非荷载裂缝数值仿真分析李春旗(广西交通科学研究院，广西南宁530007)摘要：混凝土的早期裂缝是混凝土工程质量控制的关键因素，是影响结构使用功能、外观质量和耐久性的重要因素。文章以某大桥工程为例，采用Midas建立数值仿真模型计算该桥0梁段第二施工阶段现浇混凝土水化温度和温度应力，分析此类构件在施工期间产生非荷载裂缝的原因，并通过对比分析该数值计算结果与实际监测数据，验证了该数值仿真分析方法的合理性。关键词：桥梁；大体积混凝土构件；水化温度；温度应力；非荷载裂缝；数值仿真分

2、析中图分类号：U445．71文献标识码：ADOl：10．13282／J．cnki．wccst．2014．05．014文章编号：1673—4874(2014)05—0057—05NumericalSimulationAnalysisonNon—loadCracksofMassiveConcreteBridgeElementsLIChun-qi(GuangxiTransportationResearchInstitute，Nanning，Guang~J，530007)Abstract：Earlycrackofco

3、ncreteisthekeyfactorinqualitycontrolofconcreteworks，andisalsotheimportantfactortoafectthestructureperformancefunction，appearancequalityanddurability．Takingabridgeprojectastheexample，thisarticleestablishedthenumericalsimulationmodelbyMidastocal—culatethehydr

4、ationtemperatureand~mpemturestressofin-situconcreteatsecondconstructionphaseofgirdersegme~Ofthisbridge，analyzedthereasonsfornon-loadcmcksofsuchcompo—nentsgeneratedduringtheconstruction，andthroughthecomparativeanalysisofsuchnumencalcalcu-lationrasu~withactua

5、lmonitoringdata，itverifiedthereasonablenessofthisnumericalsimulationanalysismethod．KeyWords：Bddge；Massiveconcreteelements；Hydrationtemperature；Temperaturestress；Non-loadcrack；NumericaIsimulationanalysis0引言近几十年来，基础、桥梁、隧道衬砌以及其他构件尺寸并不大的结构混凝土开裂的现象日益增多[]，混凝土的水化温

6、度及由此引起的温度应力是上述构件在施工期间产生非荷载裂缝的主要原因。为此，美国混凝土学会已修改了大体积混凝作者简介土的定义：任何现浇混凝土，其尺寸必须达到解决水化热及随之引起的体积变形问李春旗，工程师，主要题，以最大限度减少开裂影响的，即称为大体积混凝土_2j。而混凝土的早期裂缝是从事桥梁设计工作。混凝土工程质量控制的一个关键因素，是影响结构使用功能、外观质量和耐久性的2014年第5期总第82期57重要因素。所以，对此类构件在施工期间产生非荷载裂缝的原因进行深入的研究是有现实意义的。2监测方案及监测数据的分析

7、1工程及病害概况2．1监测方案由于该箱梁0梁段的尺寸较大(高度达14m)，某大桥设计总长为763m，跨径为2×40m+不可能一次完成整体浇筑，所以施工方对3、4墩(126+240+126)m-t-4×40m+16m，主跨最大单孔0梁段采用了分三层浇筑的施工方案，即每层的浇跨径为240m的连续刚构桥，截面形式为单箱单室箱筑高度分别为4m、6m和4m。对4墩0梁段施工梁，其中主跨3墩、4墩的0块箱梁的高度为14m，期间混凝土的水化温度和温度应力的监测方案为：在底板的平均厚度约为1．8Om，腹板的平均厚度约为距离第

8、一、第二层浇筑接触面上0．2m处埋置第一层1．20m，顶板平均厚度约为0．5m。钢弦应变计和温度传感器，向上每隔2．5m处分别埋4墩0梁段腹板处共发现12条竖向裂缝，其中置第二、第三层钢弦应变计和温度传感器。监测仪器左侧腹板内侧共发现4条裂缝、右侧腹板内侧共发现的埋置点如图3所示：2条裂缝、左侧腹板外侧共发现2条裂缝和右侧腹板外侧共发现4条裂缝，腹板裂缝如图1～2所示：00一I2I宽020mm，⋯①