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原文传递厚壁高墩水化热温度应力研究

论文题名：	厚壁高墩水化热温度应力研究
关键词：	水化热;温度场;厚壁高墩;桥梁破坏;有限元计算;混凝土施工;蓄水养护
摘要：	桥梁的破坏大多从裂缝开始的。在计算机及有限元计算理论出现以前，设计不合理是导致桥梁破坏的主要原因；在计算机以及有限元计算理论结合后，施工不当常常引起混凝土开裂。如今，混凝土裂缝大多出现在施工阶段，或是施工方法不对，或是养护措施不到位。　　混凝土从浇注到随后的一周时间里，混凝土将放出大量的水化热，其温度逐渐升高，生热率逐渐减小，混凝土与周围空气的温差逐渐加大。混凝土通过对流与空气传递热量，混凝土与空气的温差又逐渐减小。混凝土内部温度呈非线性分布，从内到外，温度由高到低分布。混凝土由于热胀冷缩作用，温度升降将引起体积将增大与缩小。由于温度呈非线性分布，以及混凝土内部约束作用或者外部约束，体积变形将引起温度应力。　　本文通过对混凝土水化热分析，研究厚壁高墩早期温度场，应力场的规律，以便指导混凝土施工。下面介绍本文主要内容：　　 1)本文从固体热传导方程入手，介绍了分析的基本关系式，初始条件，四类边界条件，温度场分析的方法，详细介绍了目前流行的有限单元法。　　 2)热分析的首要任务就是确定必要的热力学参数。本人通过现场实测及经验算法，确定混凝土生热率、热传导系数、对流系数。　　 3)对实测数据进行分析，发现水化热温度场规律；通过前面确定的热力学参数，进行水化热温度场模拟分析；实测数据与模拟分析对比。　　 4)从影响混凝土中心温度的混凝土用量、水泥品种、入模温度三个方面进行分析，得到影响中心温度的具体数据；通过蓄水养护、铺砂、贴塑料泡沫三种表面保温措施，得到影响内外温差的具体数据，以供混凝土施工中运用。　　 5)混凝土水化热分析过程中，其材料性能都在急剧变化。本文采用应力增量法计算混凝土徐变应力。蓄水养护不仅影响混凝土温度场，也影响应力场。　　通过以上分析，可以得到以下结论：　　 1)混凝土水化热导致混凝土内部温度升高50℃以上，在对流作用下内部温度缓慢降低，表面温度迅速下降，内外温差逐渐增大。　　 2)减小混凝土用量，采用低水化热水泥，降低入模温度可以有效降低混凝土中心最高温度。蓄水养护，铺干砂，贴塑料泡沫可以有效减小混凝土内外温差。　　 3)混凝土水化热温度应力在浇注后48小时左右达到最大，然后逐渐减小，其原因为混凝土在浇注后在48小时内放出大量水化热，导致体积膨胀，表面出现拉应力。蓄水养护可以有效地减小混凝土内外温差且保持内外温差在40小时后基本恒定，故可以有效地减低混凝土水化热内外温差应力。
作者：	邓世贵
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	张亮亮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文