大体积承台混凝土水化热仿真模拟计算及温控方案优化

发布时间:2018-06-27 来源: 历史回眸点击：

　　摘要：以大跨度连续梁主墩大体积承台基础为研究对象，通过有限元分析软件midas civil模拟温度场分布，用来设计和优化施工中的保温降热措施，减小混凝土内外温差，有效避免了裂缝的产生，本工程的经验，对类似施工中的优化温控和防裂措施，有一定的借鉴作用。
　　Abstract： The large-scale continuous-girder pier main bulk foundation platform was used as the research object. The finite element analysis software midas civil was used to simulate the temperature field distribution. It was used to design and optimize the heat-preservation and heat-reduction measures during construction， and reduce the temperature difference between the inside and outside of the concrete， thus avoiding the occurrence of cracks. The experience of this project can be used as a reference for optimization of temperature control and crack prevention measures in similar constructions.
　　关键词：大体积混凝土；温度控制；冷却管；有限元
　　Key words： mass concrete；temperature control；cooling pipe；finite element
　　中图分类号：U443.25 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）14-0184-05

0 引言

　　大体积混凝土施工时，由于胶凝材料水化过程产生了大量的水化热，热量在结构体中产生梯度温度效应，当梯度温差过大时，混凝土结构将产生裂缝，严重时甚至会出现贯通裂缝，对结构的耐久性产生严重的影响[1]。本文基于大跨度连续梁主墩承台基础施工，利用有限元软件Midas civil对施工的温度场分布进行了全真模拟和分析，优化了冷却水循环系统的布设和保温隔热措施，浇筑之后对结构内外不同部位的温度进行实时测控进行比对验证，以此来确保大体积混凝土的施工质量。

1 工程概况

　　连镇铁路跨盐邵河连续梁桥跨布置为（75+128+75）m，719#主墩基础一阶承台几何尺寸为13.6m×18.8m，厚度为4.0m。承台基坑四周采用拉森钢板桩围堰，基坑封底采用1.0m厚C20混凝土，一阶承台采用C30混凝土。一阶承台一次性连续浇筑成型，浇筑方量1022.7m3，施工工期在8月底，天气温度高，浇筑温度控制难度大。
　　根据夏季施工方案和热工计算的结果，通过抽取深井水作为拌和水，骨料在棚内利用空调降温以及水中加入冰块的方法，降低混凝土温度；还根据天气预报情况，选取气温较低的夜间时段进行施工；还在承台中提前预埋冷却水管，浇筑后即通过冷却循环水降低混凝土内部温度。通过Midas civil软件的仿真分析计算，采取了一系列的温控措施，最终达到了夏季大体积混凝土施工的温控目的。

2 分析模型的施工阶段模拟

　　为了更准确地利用Midas civil软件对模型进行水化热分析，结合现场的实际施工情况，将模型的施工分为两个阶段：
　　第一阶段：施工封底垫层混凝土，混凝土设计强度C20，尺寸20.8m×15.6m，厚1.0m，施工结束20天（约500小时）后，再施工第二阶段。
　　第二阶段：一阶承台混凝土在拌和站集中拌和，混凝土罐车拉运至现场后，用混凝土泵车泵送入模，从单端斜向分层连续浇筑。承台四周模板采用组合钢模厚10mm，模板与基坑钢板桩围堰空间1.0m。施工环境温度25℃，混凝土入模温度20℃；混凝土浇筑结束后，表面采用4cm厚草袋进行覆盖洒水保湿养护。