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箱梁施工裂缝的温度监测与有限元分析

发布于:2016-03-13 18:41
有限元分析

      水泥在水化过程中产生的大量热量会使混凝土的温度升高,虽然随时间的推移混凝土温度会慢慢冷却,但结构各个位置的温度下降速率不均匀,结构不同位置将发生相对温差,此温差会使混凝土发生温度应力混凝土浇筑初期,水泥水化热产生的速率远远大于热扩散率,内部温度升高将发生膨胀,但混凝土表面的温度下降较快,相对应变较小,从而使混凝土表面产生拉应力,若这种拉应力过大,会导致混凝土出现裂缝。为了有效预防因混凝土水化反应引起的温度应力变化产生的裂缝,采取现场埋设温度传感器采集数据和有限元分析结合的方法,提出合理的预防温度应力导致的裂缝产生的工程措施。
      目前,国内外学者的研究多集中在为防止混凝土温度裂缝的产生,对其温度进行监测或是针对因温度应力混凝土产生裂缝后,采取有限元方法分析裂缝产生的原因,为施工提供参考。本研究在原有试验和理论研究的基础上,立足于全过程监测与分析,在分阶段对温度监测数据和现场裂缝情况进行分析基础上,运用有限元方法分析预测后续施工混凝土温度裂缝产生的位置,以及预先理论验证防裂工程措施的有效性,并提出改进方案。
      层浇筑施工方法可有效地降低混凝土的温度峰值,对避免温度裂缝的出现是有益的该块箱梁因混凝土体积较大,考虑水化热因素分两层浇筑施工,第一层浇筑至梁高处,浇筑完毕后采用覆盖棉毡布洒淡水养护,待条件成熟后进行第二层浇筑至梁顶高位置。本研究采用文献研究成果,在第一层浇筑混凝土埋设支温度传感器,第二层浇筑埋设的传感器位置和数量,参考了第一层温度监测和有限元分析结果,埋设温度传感器8支,测点布置示意图见图,图中横虚线为两次浇筑混凝土的分界线。
      该箱梁横隔板设计厚度达3m,在已施工结束的箱梁横隔板处都出现大量的裂缝,为探究温度变化及分布规律,采取现场埋设温度传感器采集温度数据仪器设备采用的是多点温度自动测试系统和温度传感器。
      该块箱梁第一层混凝土浇筑于的完毕,随即开始温度及应变数据采集,直至之间每隔9 T进行温度和应变数据采集,往后改成每隔8h采集一次时间共计约 203H。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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