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高墩大跨桥梁大体积混凝土水化热分析研究
| 论文题名： | 高墩大跨桥梁大体积混凝土水化热分析研究 |
| 关键词： | 铁路桥梁;高墩结构;大体积混凝土;水化热分析;温度应力 |
| 摘要： | 随着我国山区高速铁路的建设发展，高墩、大跨桥梁结构在高速铁路桥梁建设中得到了广泛的应用。为了满足结构承载力、刚度、稳定性等方面的要求，其构件往往具有较大的尺寸。水泥的水化作用可引起混凝土的温度迅速上升，由于混凝土的导热性较差，导致热量积聚在内部不易散失，使得混凝土体存在内外温差，混凝土体表面出现拉应力。当拉应力超过混凝土的容许抗拉强度时，会产生温度裂缝，从而影响结构的正常使用。随着大体积混凝土在高墩、大跨桥梁中的广泛应用，混凝土的水化热问题已引起桥梁工程人员的高度重视。 本文依托铁道部科研项目“山区高速铁路桥梁高墩结构设计技术研究”，以建设中的贵广线贵阳至贺州段幸福源水库双线特大桥为工程背景，选取15＃桥墩承台与12＃桥墩墩身节段（22.898m～27.398m）为研究对象。针对大体积混凝土的温度场与温度应力进行了分析研究，主要的研究工作与结论如下： ①针对结构的特点，制定了相应的混凝土水化热温度监控方案，选择合适的位置布置测点，对混凝土的水化热进行了现场监测。通过分析实测得到的温度数据发现，混凝土的水化热温度沿着桥墩壁厚呈对称抛物线形式分布，分别采用二次多项式与三次多项式进行拟合，得到了沿壁厚方向的温度分布规律。 ②根据现场的实际情况，确定混凝土的热性能参数与边界条件。利用MIDAS/Civil2010建立有限元模型进行数值模拟，得到了水化热温度场与温度应力的计算值。将计算的温度值与实测数据进行对比，发现两者较为吻合，从而验证了数值模拟的准确性，为数值试验奠定了基础。 ③通过分析研究大体积混凝土水化热的影响因素，提出了相应的温控措施。分析不同品种、用量的水泥与混凝土体中心温度的关系，进一步优化配合比，降低混凝土温度。重点研究了冷却水管的布置形式、间距、管径、管材、流量、水温和通水时间对大体积混凝土冷却效果的影响，提出了冷却水管的优化布置方案和布置建议。通过分析保温材料对混凝土体内外温差的影响，确定大体积混凝土最有效的保温措施。研究了混凝土的徐变特性对温度应力的影响，可采用应力松弛系数来计算混凝土的徐变温度应力。 |
| 作者： | 牛建丰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张亮亮;岳卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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