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砼水化热对钢箱—砼组合拱结构性能影响研究

作　者: 谢晖
导　师: 周志祥
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 钢箱—砼组合拱混凝土水化热温度分布温度应力
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文研究的内容来源于国家自然科学基金项目(51078373)“钢箱—砼组合拱结构性能与分析方法研究”和西部交通建设科技项目(200631881448)“钢—砼组合拱桥竖转设计与施工关键技术研究”。由于重庆交通大学周志祥教授提出的这种新型钢箱—砼组合拱桥刚应用于实际工程,关于混凝土浇筑产生的水化热对钢箱—砼组合拱结构的影响研究还很少。本文以江津区夹滩笋溪河大桥为依托工程,展开以下研究工作：①计算由流态混凝土侧压力引起的拱脚满填砼区段钢箱的变形,提出钢箱结构防止异常变形的措施；②分析水泥水化热产生原理及其计算方法,通过参数对比得出适用于普通硅酸盐水泥混凝土在不同浇筑温度时的水化热绝热温升计算公式；③分析钢箱—砼组合拱结构典型组合截面在混凝土水化热温度作用下钢箱温度随时间变化的规律；④提出混凝土水化热对钢箱—砼组合拱结构影响的简化有限元计算方法,并以这种简化有限元方法,计算浇筑混凝土时水化热温度对钢箱—砼组合拱结构的变形及应力的影响。本文的研究将为大跨径钢箱—砼组合拱桥理论分析和施工提供参考,为钢箱—砼组合拱桥进一步推广和运用创造有利条件。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-24
  1.1 国内外拱桥发展概况  8-13
    1.1.1 拱桥发展概况  8-10
    1.1.2 拱桥的分类  10-13
  1.2 钢—砼组合结构在国内外发展与应用  13-17
    1.2.1 钢—砼组合结构的类型及特点  13-16
    1.2.2 钢—砼组合结构发展与应用  16-17
  1.3 钢箱—砼组合拱桥结构  17-19
    1.3.1 钢箱—砼组合结构与其他构件的比较  18
    1.3.2 钢箱—砼组合拱桥的优点  18-19
  1.4 混凝土水化热的研究及其进展  19-22
    1.4.1 水化热对结构的影响  19
    1.4.2 水化热的影响因素  19-22
    1.4.3 水泥生产中降低水泥水化热的技术措施  22
  1.5 本文研究的课题来源及主要内容  22-24
第二章钢箱—砼组合拱混凝土施工特点  24-38
  2.1 钢箱—砼组合拱桥总体结构  24-30
    2.1.1 钢箱—砼组合拱的构造特点及组合截面形式  24-25
    2.1.2 钢箱—砼组合拱桥的关键构造  25-29
    2.1.3 混凝土工程施工顺序  29-30
  2.2 钢箱顶板及箱内底板混凝土施工  30-32
    2.2.1 顶板混凝土及钢筋构造  30-31
    2.2.2 底板混凝土及钢筋构造  31-32
  2.3 拱脚满填区段钢箱内砼施工  32-37
    2.3.1 流态混凝土作用下钢箱结构初步分析方法  32-33
    2.3.2 混凝土浇筑方法  33-35
    2.3.3 抵抗钢箱产生较大变形的措施  35-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章混凝土水化热基本理论  38-51
  3.1 水泥水化化学原理  38-39
  3.2 常用水化热拟合公式的结构与参数分析  39-40
  3.3 混凝土材料水化热计算参数取值探讨  40-44
    3.3.1 水泥品种对混凝土材料最终水化热取值的影响  40-42
    3.3.2 粉煤灰对混凝土材料水化热计算参数的影响  42-43
    3.3.3 水胶比、温度与外加剂对胶凝材料水化热计算参数取值的影响  43-44
  3.4 水化放热模型及计算理论  44-50
    3.4.1 水泥水化放热模型及计算  44-47
    3.4.2 混凝土水化放热模型及计算  47-48
    3.4.3 混凝土水化绝热温升变化规律  48-50
  3.5 本章小结  50-51
第四章由混凝土水化热引起的典型组合截面温度分布规律  51-66
  4.1 混凝土水化热热传递有限元分析方法  51-52
  4.2 拱脚满填混凝土区段水化热温度分布规律  52-56
    4.2.1 拱脚满填砼区段热传导边界条件  52-53
    4.2.2 拱脚区段截面温度变化规律  53-56
  4.3 底板混凝土区段水化热温度分布规律  56-61
    4.3.1 底板混凝土区段热传导边界条件  56-57
    4.3.2 底板混凝土区段截面温度变化规律  57-61
  4.4 顶板混凝土区段水化热温度分布规律  61-65
    4.4.1 顶板混凝土区段热传导边界条件  61
    4.4.2 顶板混凝土区段截面温度变化规律  61-65
  4.5 本章小结  65-66
第五章砼水化热对钢箱—砼组合拱结构性能影响  66-92
  5.1 工程背景  66-67
  5.2 结构水化热影响简化分析方法  67-70
    5.2.1 分析原理  67-68
    5.2.2 结构有限元分析方法  68-70
  5.3 混凝土与钢箱具有"粘结强度"时刻的确定  70-72
    5.3.1 确定"粘结强度"时刻的方法  70
    5.3.2 混凝土与钢箱粘结强度τ(t)的推导  70-71
    5.3.3 砼与钢箱具有"粘结强度"时刻的确定  71-72
  5.4 砼与钢箱具有"粘结强度"时刻结构的温度场  72-75
    5.4.1 拱脚砼区段钢箱的温度场  72-73
    5.4.2 底板砼区段钢箱的温度场  73-74
    5.4.3 顶板砼区段钢箱的温度场  74-75
  5.5 浇筑拱脚满填砼后水化热温度对结构的影响  75-80
    5.5.1 组合结构的纵向位移变化  75-76
    5.5.2 组合结构的应力变化  76-80
  5.6 浇筑底板区段砼后水化热温度对结构的影响  80-86
    5.6.1 组合结构的纵向位移变化  80-81
    5.6.2 组合结构的应力变化  81-86
  5.7 浇筑顶板区段砼后水化热温度对结构的影响  86-90
    5.7.1 组合结构的纵向位移变化  86-87
    5.7.2 组合结构的应力变化  87-90
  5.8 本章小结  90-92
第六章结论与展望  92-94
  6.1 本文主要结论  92-93
  6.2 展望  93-94
致谢  94-95
参考文献  95-97
在学期间发表的论著及取得的科研成果  97

砼水化热对钢箱—砼组合拱结构性能影响研究

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