高铁动车大容积混凝土那样工程施工,有限元水胶比,品质特别好的

2021-05-20 11:35:50 161

大容积混凝土承台施工现场比较普遍,文中以克地坝陵河特大桥桁梁主墩3#承台为研究对象,选用有限元手机软件MIDAS/FEA对选用冷凝器布局前后左右的水胶比实际效果开展数值计算方法,得到冷凝器的功效危害范畴及水平,为调节冷凝器间隔、直徑、总流量、叠加层数等出示了根据,可在类似工程项目中效仿参照应用。

1、序言

大容积混凝土因为混凝土的水胶比功效,混凝土混凝土浇筑后要历经提温期、减温期、和温度稳定型三个环节。提温环节,因混凝土的导热性较低,混凝土造成的水胶比很多地集聚在混凝土芯部不容易释放,內外温度差过大(一般指混凝土温度差超出25℃时)使混凝土芯部造成压地应力,外界造成拉应力若超过相对混凝土强度的允许拉应力时就会有很有可能造成缝隙。减温环节,新混凝土浇筑混凝土受芯部建筑钢筋、扉页混凝土及桩帽管束而不可以随意收拢,这时弹性模具相对性较底,若减温梯度方向过大就非常容易造成很大温度拉应力,当该拉应力超过相对混凝土强度的混凝土允许拉应力时,也非常容易造成温度缝隙。因而,操纵温度差尽可能减少混凝土温度梯度方向是确保不造成缝隙的压根。

2、项目概况

克地坝陵河特大桥坐落于贵州关岭县坡贡镇,在其中心里程:D2K845+173,桥长:525.738m。孔跨布局为:1×32m+(88+168+88)m持续刚构+4×32m简支预制箱梁。其2#桥台坐落于镇水道路深路堑护坡上,3#桥台坐落于丫口1#坡体上,承台为大容积混凝土构造,规格为36.2m(横桥向)×19.0M(顺桥向)×5.0M(薄厚),顶端设定垫块,规格为26m(横桥向)×12m(顺桥向)×1米(薄厚),混凝土设计方案为C35,规定承台及垫块一次性混凝土浇筑,混凝土浇筑方量为3770M。

3、实体模型创建

因为承台及垫块归属于对称性构造,故取承台及垫块构造的1/4一部分开展模型和剖析,此外取1米厚地基仿真模拟构造开展剖析,因地基仿真模拟构造有一定的定压比热和热传导率,便于恰当仿真模拟显示信息地基顶端混凝土热量传递全过程,桩基础对承台构造的温度危害未记入。

在MIDAS/FEA中创建实体模型如图2所显示(为了更好地反映形象化侧边实际效果,则规格创建以1/4尺寸为标准),单元尺寸尺寸选择0.5~1米,则地基区划为1868个模块,承台区划为370五个模块,垫块区划为624个模块,在其中各网格图规格为:地基(长×宽×厚):25m×15m×0.1m,承台(长×宽×厚):18.1m×9.5m×5m,垫块(长×宽×厚):13m×6m×1米。

4、主要参数赋值

承台地基为一般泥岩夹板岩,其承台混凝土为C35混凝土,垫块型号同承台砼型号,按砂浆配合比设计方案,每立方混凝土的原材料使用量为:混凝土278kg,煤灰118kg,细石料842kg,粗骨料1072kg,水139kg,减水剂3.94kg。

5、初始条件界定

文中关键对承台开展温度危害以及地应力等剖析,故要对创建好的实体线模块开展剖析。其初始条件关键包括管束、强制性温度及热对流界限。

因地基处在固定不动情况,且实体线模块沒有扭曲可玩性,对地基全部连接点提升管束限定全部平移变换可玩性,故将地基底端及侧边全部连接点所有开展固定不动管束,限定其偏移及转动。

承台及垫块为1/4对称性构造,在其芯部挨近别的1/4构造表面,将正对称性面(-x,z平面图)上的模块连接点提升Y方位的平移变换管束,将其侧对称性面(y,z平面图)上添X方位的平移变换管束。

强制性温度的界定关键由于地基长期处在地底,与外部触碰時间较短,受外部自然环境温度危害较小,故将地基底端全部连接点提升20℃的常温下,以仿真模拟其真正温度承受力情况。

热对流界限在文中中牵涉到二种,一种为建筑模板未拆卸前的热对流情况,一种为模版拆卸之后保养全过程中的情况,其有关主要参数见实体模型性能参数。承台及垫块建筑模板架体时,只架体其侧边部位,因此 将承台及垫块侧模部位提升建筑模板热对流界限,顶端提升保养遮盖热对流界限。

6、载荷界定

坝陵河特大桥承台二零一三年十月中下旬工程施工时自然环境温度约为15-20℃,其外部温度转变并不大,故剖析时将自然环境和地基底端温度设为20℃固定不动温度。

热原涵数是叙述混凝土芯部水胶比的涵数,它跟混凝土中混凝土种类、温度和企业容积混凝土成分相关。文中选用日本国JSCE2012标准,混凝土选用一般粉煤灰水泥,选择温度20℃,混凝土使用量取工程施工砂浆配合比使用量278kg/m,获得其较大 隔热升温为47.468℃。

7工程施工环节界定及剖析

工程施工环节各自为地基、承台及垫块,依据相匹配的工程施工环节,选择相匹配的网格图组,因地基沒有水胶比造成的热原,故将地基的剖析延迟时间设置为10h,此外考虑到只剖析7天内承台及垫块的温度转变较大 状况,剖析延迟时间则依照200h设置,

依据其工程施工环节界定对其主要参数及剖析开展设置,设置好后剖析并运作,并开展結果查询。

8、結果查询

根据查询承台及垫块总体工作状况相匹配的温度数据显示,当浇筑完承台混凝土第200h(第9天)时的芯部温度为56.8℃,当混凝土浇筑完承台及垫块混凝土第270h(第12天)时的芯部温度,为64.6℃,

根据手机软件数值模拟的芯部温度与手工制作测算获得的数据信息基础贴近,其芯部温度均高过60℃,务必采取措施的减温对策确保保养期内混凝土芯部温度不适合超出60℃,混凝土芯部温度与表层温度之差、表层温度与自然环境温度之差不适合超过20℃,保养自来水温度与混凝土表层温度之差不可超过15℃。

9、减温对策

9.1布局冷却循环水管

冷却循环水管选用內径φ45×2.5毫米一般无缝钢管,冷却管选用层次布局,层间隔为1.3M,各层设定进、排水口。选用S形布局,管路弯曲位置选用弯管联接,各层一个进水管,2个排水口,

9.2操纵层次浇筑并减少浇筑速率

依据承台构造规格及水胶比危害剖析,其芯部温度,故浇筑混泥土时从管理中心往四周开展层次浇筑,层次薄厚为1米,此外依据外加剂初凝時间一般为10-12h,则尽可能将泵送混凝土操纵在20-25m/h。

根据依照1米层次浇筑并在MIDAS/FEA中仿真模拟层次具体浇筑后混泥土芯部温度实际效果,发觉层次后芯部温度比总体温度实际效果更加。

层~第5层混泥土浇筑完后的承台芯部温度(没有冷却管)各自为28.5℃、49.1℃、63.1℃、66.8℃、65.6℃,

根据之上层次后的芯部温度云图能够看得出,当混泥土浇筑第二层刚开始提温时,层冷却管务必刚开始试压,当混泥土浇筑第4层芯部温度时,务必确保其內部冷却管试压做到规定,这时可采用减少混泥土浇筑速率等对策开展减温。

温度测量选用JDC一2型携带式工程建筑电子测温仪,并配套设施应用专用型温度测量线、PN温度感应器及规范温度计相互开展温度测量。

针对该承台,水平方向每4m布局一个温度测量点,顺桥向每6.5m布局一个测温度,纵向布局五个温度测量点(承台顶、中、底端),此外布局4个温度测控技术点,各自用于测量自然环境温度、冷却管进出口贸易温度及混泥土浇筑温度。依据温度测量点总数和深层采用长短规格型号适合的温度测量线,预埋件时能用建筑钢筋等构件作支撑柱,将温度测量线依照竖向温度测量点间隔1米绑在支撑柱上,温度感应器与支撑柱中间做隔热保温解决。

11、冷却管情况仿真模拟

以具体冷却管布局部位为基本,在MIDAS/FEA中创建相匹配的实体模型后,其承台内共布局4层冷却管,因实体模型为1/4对称性构造,则相匹配的冷却管也相对为对称性构造,

根据载入之上冷却管载荷后开展剖析,则发觉布局冷却管后减温实际效果显著,承台和保护层垫块所有浇筑进行后其芯部温度为64.6℃,提升冷却管后其芯部温度在250h(第10天)时为47.5℃,低于60℃,比沒有布局冷却管以前温度减少了17.1℃。具体试压時间比承台混泥土浇筑后要早,大部分当浇筑层厚考虑试压标准后就可以试压减温。

根据之上云图能够观查出,混泥土总体浇筑完后添加冷却管开展减温实际效果战况层浇筑混泥土减温实际效果显著,是由于混泥土层次后的水胶比提高時间不一样,故在剖析时要尽可能选用具体层次剖析则更加。故当保护层垫块未浇筑时,添加冷却管后承台温度在3d-5d上下,因保护层垫块仅有1米厚,具体工程施工的情况下保护层垫块浇筑比承台晚了2天,因此 这时的具体芯部温度应MIDAS/FEA手机软件仿真模拟出去的要小的多。

12、减温实际效果及具体检验結果

混泥土选用冷却管并提早试压层次减温后,层~第5层混泥土浇筑完后的承台芯部温度(没有冷却管)各自为28.4℃、45.0℃、50.1℃、50.6℃、42.6℃,

融合手机软件及具体,当场选用离心水泵提取坝陵河河流制冷减温循环系统,并选用温度计对承台进水管、排水口、承台表层开展温度追踪测量。混泥土入模温度为23℃,在其中进水管温度持续保持在16~21℃中间,排水口温度在19~26℃中间。承台评测內部温度温度为52℃,比手机软件仿真模拟温度高2℃,承台评测表层温度36℃,內外温度差16℃,与手机软件数值相仿,并低于25℃标准规定。

克地坝陵河特大桥3号墩承台大容积混泥土于二零一三年10月10日中午18时刚开始浇筑,二零一三年10月14日中午17时浇筑进行,历经95h,承台混泥土浇筑完对保护层垫块底端开展坐浆解决后,二零一三年10月16日中午14时浇筑保护层垫块混泥土,二零一三年10月17日8时浇筑进行,历经18h。待承台及保护层垫块混泥土试压保养2d后,拆板观查其表层整平,无温度缝隙造成。

根据之上数据统计分析,混泥土在浇筑后在1~3d温度处在升高环节,混泥土芯部的温度大部分产生在浇筑后的3~5d内,5d之后混泥土温度处在降低环节。因而,在混泥土浇筑全过程中,应开展温度测量及冷却管试压减温,在混泥土浇筑后1~5d内要紧密观察混泥土温度的转变,每2h采集数据一次,5d之后每6~8h采集数据一次,另外测量空气温度,直到不采取一定的有效措施而内表温度差、表平均气温差均可操纵在标准的规定范畴。

13、结语

1)根据之上案例证实,选用Midas/FEA手机软件创建大容积混泥土水胶比的有限元实体模型,其数值,可以恰当动态性仿真模拟混泥土內部水胶比和采用减温后內部水胶比的发展趋势情况,并能动态性仿真模拟其减温全过程。与传统式公式计算算量方式较为,其剖析精度高,数据显示详尽、形象化。

2)选用Midas/FEA手机软件对大容积混泥土的工程施工具体选用的冷却管对策开展剖析,能够模拟真正情况,对数据统计分析及結果查询更加,更能合理的具体指导工程施工,为大容积混泥土减温出示了更强有力的协助。

3)根据之上案例能够看得出,大容积混泥土温度控制对策的必要性,在事后施工现场怎样确保温度控制对策获得合理操纵是做为施工队伍的关键研究对象。