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厚壁空心高墩施工阶段混凝土水化热温度效应研究
| 论文题名： | 厚壁空心高墩施工阶段混凝土水化热温度效应研究 |
| 关键词： | 厚壁空心高墩;混凝土;水化热;温度效应;防裂措施;施工工艺 |
| 摘要： | 在混凝土硬化初期，混凝土中的水泥等胶凝材料与水发生化学反应，产生大量水化热，导致混凝土的温度逐步升高。对于普通尺寸的混凝土结构，由于其散热条件较好，混凝土结构内外不会产生较大的水化热温差，整个混凝土结构变形基本一致，混凝土构件不会或很少产生水化热裂缝。对于大体积混凝土，其混凝土结构尺寸比较大，水泥等胶凝材料含量较高，水化热现象显著导致混凝土水化热温升较快、较高，但由于混凝土的导热性能较低，混凝土表面放热快，温度下降也快，而混凝土内部积累的热量不能尽快散发，导致混凝土结构出现内部温度高而外部温度低的温差梯度。这些温度梯度会导致混凝土结构产生不均匀的温度变形，当混凝土结构受到内、外约束条件阻碍时，不均匀变形就会产生相当大的温度应力。若在某些情况下由于控制或处理不当此温度应力，那么此应力就会超过混凝土的抗拉强度而导致混凝土表面开裂，给混凝土结构的耐久性及安全性带来隐患。 本文通过对某铁路厚壁空心高墩的施工阶段混凝土水化热温度现场监测试验研究发现，对于厚壁空心高墩来说，在混凝土施工阶段确实出现了水化热温度裂缝。为了充分分析研究此水化热温度裂缝的产生机理，首先利用有限元理论分析方法，建立有限元模拟计算模型，将实际工程的物理模型转化为有限元理论的数学模型，将定性分析的物理实际模型转化为定量分析的数学模型。然后将厚壁空心高墩的实际工程现场监测试验结果与有限元理论分析计算结果相对比，研究分析混凝土施工阶段水化热温度和温度应力产生、发展的规律和分布情况，总结得出导致混凝土施工阶段水化热温度裂缝出现的根本原因。并借此以说明厚壁空心高墩的施工过程中，混凝土水化热温度效应产生的温度应力已经开始影响混凝土结构的耐久性和使用的安全性，所以在设计和施工时应按照大体积混凝土结构来设计和施工。最后，根据混凝土水化热温度裂缝产生的原因，提出利用控制混凝土分层浇筑时间间歇，和控制混凝土浇筑层厚度的方法，来防控混凝土施工过程水化热温度裂缝的形成。并采用具体实际工程和有限元理论分析计算模型相结合的研究分析思路，通过定量的数学分析计算，分别对利用控制混凝土分层浇筑时间间歇，和利用控制混凝土分层浇筑厚度的方法，来防控混凝土水化热温度裂缝的有效性和可行性进行探讨和研究。 |
| 作者： | 李楠 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王起才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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