大体积混凝土水化热施工期温度场及应力场仿真分析

针对大体积混凝土浇筑过程中温度冲击现象可能引起的早期裂缝,综合考虑水化热、混凝土早期弹性模量、混凝土早期强度时变和混凝土早期收缩徐变效应以及水化热的空变效应,采用有限元方法分析水化热温度场,得到水化热温度场和应力场的时变曲线,并进行了服役前混凝土的抗裂性评估。计算和实测结果对比表明,水化热时变模型预测的极值温度、极值温度梯度完全吻合,该算法对工程实际具有一定的指导作用。

水泥水化热是大体积混凝土结构的一种常见现象,也给大体积混凝土工程带了诸多问题.论文结合寸滩长江大桥北锚碇对大体积混凝土水化热进行分析,并提出一些降低水化热方法.

该文运用三维有限元分析软件对一超高墩连续刚构桥的大体积混凝土承台实际施工过程的温度场进行了全程仿真计算,考虑了冷却水管的作用,并与现场的实测结果进行了比较,分析了误差产生的原因。

大体积混凝土水化热计算及施工 一、大体积混凝土的概念 1、定义 现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如桥梁基础、墩台、高层楼房基 础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸 大于或等于1m，它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比 较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常 使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。 我国《大体积混凝土施工规范》gb50496-2009规定：混凝土结构物实体最 小尺寸大于或等于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起 的温度变化和收缩而导致有害缝产生的混凝土。 美国混凝土学会(aci)规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大， 必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。日本 建筑学会标准(jass5)规定：“结构断

大体积混凝土水化热计算及施工 一、大体积混凝土的概念 1、定义 现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如桥梁基础、墩台、高层楼房基 础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸 大于或等于1m，它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比 较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常 使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。 我国《大体积混凝土施工规范》gb50496-2009规定：混凝土结构物实体最 小尺寸大于或等于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起 的温度变化和收缩而导致有害缝产生的混凝土。 美国混凝土学会(aci)规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大， 必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。日本 建筑学会标准(jass5)规定：“结构断

孙全胜等：大体积混凝土水化热温度效应的研究 大体积混凝土水化热温度效应的研究 孙全胜，张德平 （东北林业大学，哈尔滨150040） 【摘要】以梅山跨海大桥为背景，应用ansys有限元软件对该桥桥墩的混凝土水化热温度效应进行数值 模拟分析，并且根据该桥实际工程中监测的温度发展曲线校正ansys数值分析的温度场，得出了大体积混凝土水 化热温度效应发展规律，为以后类似结构的温控工程提供参考。 【关键词】大体积混凝土；水化热；温度场；温度裂缝 【中图分类号】tu528.0【文献标识码】b【文章编号】1001－6864（2012）01－0005－03 由于施工期间水泥的水化热作用，大体积混凝土 结构内部会产生较高温度梯度，在受到内部或外部的 约束时将产生较大的温度应力，从而导致混凝土开裂。 由于温度应力引起的裂缝具有裂缝宽、上下

施工初期混凝土自身水化生热造成温度应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。这就是混凝土水化热温度裂缝。本文主要探讨控制混凝土水化热温度裂缝的相应措施。

九、基础混凝土浇筑专项施工方案 江苏广兴建设集团有限公司 基础混凝土浇筑专项施工方案 工程名称：镇江新区平昌新城配套公建工程 编制： 审核： 批准： 江苏广兴建设集团有限公司 镇江新区平昌新城配套公建工程项目部 2012年3月14日 基础混凝土浇筑专项施工方案 第一节、工程概况 一、工程概况 【本方案针对重要施工技术措施节点的分部分项工程的特点及要求进行编写】 镇江新区平昌新城配套公建工程；工程建设地点：镇江新区平昌新城平昌路； 属于框剪结构；地上12层；地下1层；建筑高度：44.65m；标准层层高：3.6m； 总建筑面积：25000平方米；总工期：450天。 本工程由镇江瑞城房地产开发有限公司投资建设，常州市规划设计院设计， 镇江市勘察设计院地质勘察，镇江兴华工程建设监理有限责任公司监理，江苏广 兴集团有限公司组织施工；由胡金祥担任项目经理，周道良担任

基础混凝土浇筑专项施工方案 有限公司 基础混凝土浇筑专项施工方案 工程名称： 编制： 审核： 批准： 2012年8月30日 基础混凝土浇筑专项施工方案 第一节、工程概况 一、工程概况 本工程拟建的是中南民族大学北区13号教学实验楼，总建筑面 积为37164㎡，地下室一层，建筑面积为6618㎡。地上六层，建筑 面积为30546㎡，建筑总高度为26.4m。地下室除局部外都为人防地 下室。防空地下室平时功能为地下车库及设备房，战时功能为3个二 等人员掩蔽部和1个移动电站，本工程结构类型为抗震墙结构。 二、施工要求 1、确保混凝土施工在浇筑时期内安全、质量、进度都达到优质工程 标准。 2、本工程混凝土浇筑施工质量技术措施控制重点： （1）、大体积混凝土水化热的处理； （2）、地下室后浇带防水措施。 第二节、编制依据 《混凝土结构工程施工质量验收规范》gb50204-

大体积混凝土施工阶段水化热分析 目录 一、概要.....................................................................................................................1 二、分析模型截面数据...............................................................................................1 三、材料热特性值.......................................................................................................2 四、结构建模....................

大体积混凝土水化热的控制

胶凝材料水化热总量计算混凝土绝热温升计算 k1(粉煤灰影响系数)表1取值w(每立方米混凝土胶凝材料用量kg) 0.94350.6 k2(粉煤灰影响系数)表1取值γ(混凝土质量密度)kg/m 3 12500 q7(龄期7天累计水化热kj/kg)t(龄期d) 30020 q3(龄期3天累计水化热kj/kg)c(混凝土比热容)kj/(kg·0c) 2600.9 q0(水泥水化热总量kj/kg)m(与水泥和浇筑温度有关系数d-1)可取0.3~0.5 339.13043480.4 q(胶凝材料水化热总量kj/kg)t(t)(龄期t时的绝热温升0c) 318.782608749.67307903 混凝土内部最高温度计算混凝土不同龄期的弹性模量计算 tp（混凝土浇筑温度 0c）e0(砼的弹性模量取28d的n/mm 2)表3取值 322

1、拌合温度：tc=17.24(oc) 材料名称重量w(kg) 比热c (kj/kg.k)w×c材料温度ti ti×w×c水泥水化热(kj/kg) 水1504.2630159450 325水泥0.8400289 425水泥3550.84298.2185367.6377 525水泥0.8400461 砂子7050.84592.21810659.6 石子12300.841033.21818597.6 砂石含水量104.24216672 合计24502595.644746.8 2、出罐温度：ti=17.24( oc)(根据情况在下两种中选取，计算是自动的） ①搅拌机棚为敞开式，则ti=tc=17.24( oc) ②搅拌机棚为室内室温td=0则：ti=

10.3球磨机混凝土水化热温度计算 1、最大绝热温升 （1）th=(mc+k·f)q/c·ρ (2)th=mc·q/c·ρ(1-e -̄mt) 式中th----混凝土最大绝热温升（℃） mc---混凝土中水泥用量(kg/m3) f----混凝土活性掺合料用量(kg/m3) k----掺合料折减系数.取0.25～0.30 q----水泥28d水化热(kj/kg)见下表 水泥品种水泥强度等级 水化热q(kj/kg) 3d7d28d 硅酸盐水泥 42.5314354375 32.5250271334 矿渣水泥32.5180256334 c---混凝土比热,取0.97(kj/kg·k) ρ—混凝土密度,取2400(kg/m3) e----为常数,取2.718 t-

目录 1.工程概况........................................................1 2.大体积混凝土的温控计算资料......................................1 2.1.计算依据及温控要求..........................................1 2.2承台混凝土物理及热性能参数...................................1 3.大体积混凝土的温控计算..........................................2 1 1.工程概况 中渡长江大桥是主桥为主跨600m双索面悬索桥，桥跨布置为50+600+65m， 桥面宽32.5m，双向六车道，主跨加劲梁采用扁平型钢箱梁，桥塔采用门式框架 结构，南岸采用重

一、工程概况 沪蓉西高速公路xx标段中存在xx大桥、xx河大桥及互通区主线桥三座 大桥，其主桥承台尺寸长、宽、高分别为11.2米、11.2米、4米（xx大桥），11.5 米、11.5米、4米（xx河大桥），6.5米、6.5米、2.5米（互通区主线桥），除互 通区主线桥主墩为十字型实心墩外，xx大桥和xx河大桥主墩均设计为杯型空 心薄壁墩，墩身底部为实心墩，高约2米，混凝土标号为c40，承台混凝土标号 为c30，施工时平均气温为20℃。 二、大体积混凝土的温控计算 1、相关资料 （1）配合比及材料 桥墩混凝土： c：w：s：g=1：0.41：1.852：2.778：0.008 材料： 每立方混凝土含华新p.052.5水泥405kg、洞庭湖黄砂750kg、沪蓉西石料厂 5-31.5mm连续级配碎石1125kg、武汉三源fdn-2缓凝效减水剂

水泥矿粉粉煤灰砂碎石1碎石2水外加剂1 水泥矿粉粉煤灰砂碎石1碎石2水外加剂1 搅拌机棚 温度 环境温度运输时间卸料时间浇捣时间转运次数 运输散失 系数 卸料散失 系数 水泥矿粉粉煤灰砂碎石1碎石2混凝土 水比热容 c1 0.840.840.840.840.840.840.97 水泥矿粉粉煤灰 龄期1234567 厚度修正值 温度#div/0!#div/0!#div/0!#div/0!#div/0!#div/0!#div/0! 龄期9101112131415 厚度修正值 温度#div/0!#div/0!#div/0!#div/0!#div/0!#div/0!#div/0! 计算：复核：负责人： 使 用 说 明 加粗字体部分为表格栏目，红底色部分需要根据实际情况填写

现阶段大体积混凝土、高强混凝土以及耐久性混凝土在实际工程中得到了广泛的应用,由水化热引起的温度裂缝问题也越来越被设计人员所关注。水化热引起的温度裂缝经常发生在结构施工初期,宽度较大且具有贯通性,对结构的耐久性和透水性产生不利影响。因此在整个设计、施工以及监理阶段需要对水化热引起的温度应力进行详细验算。依托某特大桥承台大体积混凝土的施工,利用有限元软件模拟水化热过程,对温度、应力提出控制措施,指导实际施工。在施工时采取合理的控制措施,并进行温度数据的采集以验证措施的有效性。

应用大型有限元软件分析桥梁承台施工中管冷的作用,通过有管冷、无管冷和降低管冷温度模拟大体积混凝土降温的效应。根据湖北十堰地区某大桥承台施工中的真实记录,证明文中的仿真分析是正确的,所得结论对类似工程具有较大的参考价值。

大体积混凝土是大型桥梁建设中必须面对并认真解决的新课题。结合厦门海沧大桥大体积混凝土锚碇分层浇筑动态施工过程,基于三维非稳定温度场和徐变应力有限元法,对锚碇施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算。计算中考虑了外界气温的周期变化、太阳辐射、水化生热、浇筑温度、分层厚度、徐变及混凝土弹性模量随龄期变化等因素的影响。仿真结果给出了温度场、温度应力的特性、分布及其随时间变化规律。通过仿真分析,能预测大体积混凝土结构中任一点任何时刻温度、应力及是否会开裂等信息;能细致地进行混凝土结构的防裂研究,客观地评价所制定的施工方案是否合理,提高工程的抗裂能力与安全性;提出相应的温控措施,为类似工程提供参考依据。

以指数式混凝土水化放热模型为基础,运用分析软件marc建立大体积混凝土三维有限元模型,采用生死单元模拟分层浇筑过程,以#4船坞底板分层浇筑工程为例,计算了7d分层浇筑间歇时间温度场和应力场,并分析了各典型点最大绝热温升和最大主应力的分布及变化规律。

结合援孟加拉国中孟友谊六桥主桥承台设计与施工,利用midas/civil有限元计算分析软件对承台大体积混凝土水化热进行仿真分析,掌握水化热变化规律及其应力影响,据此指导现场施工控制。结果表明:仿真分析很好地反映了水化热变化规律及其应力影响,混凝土质量优良,没有出现温度裂缝,可供类似大体积混凝土设计与施工借鉴。