学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大跨径预应力连续刚构桥箱梁悬臂浇筑施工节段早期不同养生方法研究

作　者: 朱卫卫
导　师: 钟明全
学　校: 重庆交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 混凝土箱梁温度场早期养护数值模拟裂缝控制
分类号: U445.466
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 19次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近些年来，采用悬臂施工的大跨径预应力混凝土连续刚构桥由于自身得天独厚的优点在山区高速公路建设中广泛使用。然而，截面尺寸较大的箱形梁，在混凝土早期，由于水泥水化作用，产生了温度变形和自收缩变形，这些变形受到一定的约束将产生很大的拉应力，此拉应力超过混凝土允许拉应力继而产生早期裂缝。这些早期裂缝严重影响着箱梁的使用寿命，对桥梁结构安全造成极大的危害，因此必须采取有效的措施减少混凝土早期裂缝。这些由温度变形和自收缩变形产生的早期裂缝主要是由水泥水化导致的温度与湿度的变化引起的体积变形，因此在混凝土浇筑后，对其要进行合理的养护，使混凝土在一定的时间内保持适当的温度和足够的湿度，以满足混凝土良好的硬化条件，减少混凝土的温度变形和自收缩变形，防止混凝土表面开裂，提高混凝土的耐久性。本论文结合重庆交通科技项目《大跨径预应力连续刚构桥梁悬臂施工过程节段养护工艺研究》，依托沙塘坝大桥工程，采用Midas/civil软件，数值模拟不同养护方法下大跨径连续刚构桥悬臂施工节段箱梁温度场的变化规律，结合悬臂施工工艺特点，寻找最适合山区预应力连续刚构桥梁悬臂施工箱梁腹板外侧、底板外侧的养护方法，解决山区连续刚构桥箱梁的养护难点问题。主要研究内容包括：①查阅资料，分析混凝土早期裂缝的主要影响因素；介绍混凝土早期裂缝研究现状以及早期养护的研究现状，并提出箱梁早期养护的必要性；②介绍悬臂施工方法；比较箱梁早期养护常用方法的施工工艺、适用范围和技术经济性，提出适合连续刚构桥箱梁悬臂施工过程的混凝土早期养护组合方法；③结合混凝土温度场理论知识，利用Midas/Civil软件，建立墩顶箱梁截面段模型，选择合适的边界条件，分别模拟不同的模板材料、不同的环境温度、不同的入模温度下，混凝土箱梁的温度场变化规律，总结这些因素对混凝土箱梁早期温度场的影响，得出有利于混凝土早期温度场的养护条件。④查阅相关资料，分析钢模板+拆模后自然养护、钢模板（内附模贴）+拆模后自然养护和钢模板（内附模贴）+拆模后自动喷水雾养护这三种组合养护方法的边界条件，确定模型计算参数，利用Midas/Civil软件，分别模拟这三种组合养护方法下箱梁早期温度场的变化规律，按时间过程建模分析箱梁截面关键部位混凝土的内外温度差异，提出早期养护的必要性。⑤对这三种组合养护方法下箱梁温度场进行比较分析，结合箱梁悬臂施工特点，选出更适合预应力连续刚构桥悬臂施工过程的箱梁混凝土早期组合养护方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-23
  1.1 引言  9-10
  1.2 混凝土早期开裂影响因素分析  10-16
    1.2.1 水化热引起的温度变形  11-12
    1.2.2 混凝土自收缩  12-13
    1.2.3 环境条件  13-14
    1.2.4 混凝土弹性模量  14-16
  1.3 国内外研究现状  16-19
    1.3.1 国外研究现状  17-18
    1.3.2 国内研究现状  18-19
  1.4 混凝土早期养护的必要性和研究现状  19-22
    1.4.1 混凝土养护的概念  19-20
    1.4.2 早期养护的必要性和研究现状  20-22
  1.5 本文研究的内容和意义  22-23
    1.5.1 本文研究的内容  22
    1.5.2 本文研究的意义  22-23
第二章悬臂浇筑施工及施工期早期养护  23-36
  2.1 悬臂浇筑法施工  23-27
    2.1.1 悬臂施工法的特点  23-24
    2.1.2 施工托架  24
    2.1.3 施工挂篮  24-25
    2.1.4 施工工艺流程  25-27
  2.2 温度控制的原则及规范中对混凝土养护的规定  27-31
    2.2.1 入模温度  27-28
    2.2.2 水泥品种与水泥的细度及组分  28
    2.2.3 箱梁温差控制部位  28-29
    2.2.4 规范中内外温差规定  29-30
    2.2.5 规范中对混凝土养护的规定  30-31
  2.3 箱梁早期养护常用方法  31-35
    2.3.1 自动喷水雾  31-32
    2.3.2 喷涂养护剂  32-33
    2.3.3 混凝土模贴  33-34
    2.3.4 选择养护方法  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章箱梁早期温度场基本理论  36-56
  3.1 热传导方程  36-38
  3.2 初始条件和边界条件  38-41
    3.2.1 初始条件  38
    3.2.2 边界条件  38-40
    3.2.3 第三类边界条件的近似处理  40-41
  3.3 计算混凝土温度场的有限元法  41-48
    3.3.1 单元划分和温度场的离散  41-42
    3.3.2 温度插值函数  42-45
    3.3.3 单元变分计算  45-46
    3.3.4 有限单元法的总体合成  46-47
    3.3.5 温度场的求解  47-48
  3.4 混凝土的热学特征  48-51
    3.4.1 水泥水化热  48-49
    3.4.2 混凝土绝热温升  49-50
    3.4.3 比热  50
    3.4.4 密度  50
    3.4.5 导热系数  50
    3.4.6 导温系数  50-51
  3.5 混凝土表面放热系数  51-54
    3.5.1 混凝土表面放热系数研究现状  51
    3.5.2 混凝土表面放热系数和等效放热系数的计算  51-54
  3.6 风速  54-55
  3.7 本章小结  55-56
第四章箱梁早期温度场研究  56-101
  4.1 依托项目介绍  56-58
    4.1.1 桥梁概况  56
    4.1.2 箱梁概况  56-58
  4.2 模型建立  58-63
    4.2.1 数值模拟分析软件的选择  58
    4.2.2 有限元分析思路  58-59
    4.2.3 有限元分析模型简化与网格划分  59-60
    4.2.4 有限元分析模型主要计算参数的选取  60-63
  4.3 混凝土表面放热系数的选取  63-64
    4.3.1 箱梁处风速计算  63
    4.3.2 混凝土表面放热系数和等效放热系数的计算  63-64
  4.4 不同的模板和厚度对箱梁温度场的影响分析  64-69
    4.4.1 模板的参数选取  64-66
    4.4.2 计算结果  66-68
    4.4.3 结果分析  68-69
  4.5 不同的环境温度对箱梁温度场的影响分析  69-74
    4.5.1 计算结果  69-73
    4.5.2 结果分析  73-74
  4.6 不同的入模温度对箱梁温度场的影响分析  74-75
    4.6.1 计算结果  74-75
    4.6.2 结果分析  75
  4.7 不同养护方法下的混凝土箱梁早期温度场比较分析  75-98
    4.7.1 钢模板+拆模后自然养护（目前常用的）  76-82
    4.7.2 钢模板（内附模贴）+拆模后自然养护  82-90
    4.7.3 钢模板（内附模贴）+拆模后自动喷水雾养护  90-96
    4.7.4 不同养护方法墩顶截面温度场计算比较  96-97
    4.7.5 不同养护方法墩顶截面温度场比较分析结论  97-98
  4.8 箱梁早期养护方案布置及经济适用性  98-99
    4.8.1 养护方案布置  98-99
    4.8.2 经济适用性  99
  4.9 本章小结  99-101
第五章总结与展望  101-103
  5.1 本文总结  101-102
  5.2 展望  102-103
致谢  103-104
参考文献  104-108
在学期间发表的论著及参加的科研实践项目  108

大跨径预应力连续刚构桥箱梁悬臂浇筑施工节段早期不同养生方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文