小温差冷却对大体积混凝土温度应力的影响效应

提出了大体积混凝土采用小温差冷却的方式,以有效降低水管周边混凝土温度梯度,减小温度应力,防止水管周边混凝土早期温度裂缝的产生。为验证小温差冷却的影响效应,本文采用三维有限元热流耦合算法,对传统低温通水冷却和小温差变温通水冷却分别进行了研究。结果表明:传统低温通水冷却水管周边混凝土温度梯度大、温降速率快,混凝土浇筑早期温度应力易超过同期的允许应力;小温差变温通水冷却水管周边混凝土温度梯度小、温降速率慢,改善了水管周边混凝土早期温度应力,避免混凝土因遭受冷却水的冷击而形成早期裂缝。小温差变温通水冷却方式将成为大体积混凝土通水冷却的发展趋势。

大体积混凝土后期裂纹成因分析

为减小大体积混凝土后期裂纹的产生,以某38m钢-混结合梁悬索桥北岸重力式锚碇为背景,对造成后期裂缝的成因进行分析。分析结果显示:分层龄期差造成上层混凝土的收缩受到下层混凝土的约束,从而使上层混凝土的底部承受较大的拉应力;外部温度在短时间内降低时产生的冷击效应导致混凝土表面产生附加拉应力;混凝土自身的收缩是由于混凝土膨胀剂掺量不足;结构自身抗温变构造钢筋不足,导致结构自身抵抗开裂的能力偏弱。

基于数值仿真的悬索桥锚碇温度敏感性及开裂成因分析

为了解决悬索桥锚碇在运营期间的开裂问题,针对一座运营10余年、大跨径悬索桥混凝土锚碇逐年增长的裂缝,从索力、环境、材料、施工等多方面因素全面开展了分析。采用大型空间有限元软件建立了锚碇精细化数值模型,模型能够模拟主缆索股力传递给锚体混凝土的真实受力状态。充分考虑桥址环境特点,考虑6种温度工况对锚碇进行了温度敏感性仿真分析,分析了不同温度工况下锚碇结构的应力分布。结果表明:锚碇开裂与锚杆力作用相关性不大;在工况2下整体升温20℃,锚碇侧墙主拉应力达到容许应力1.5倍;工况6下锚碇表面混凝土由40℃骤降为20℃,锚碇侧墙主拉应力达到容许应力的2.4倍;在内外约束双重作用下,冷击效应导致锚碇混凝土表面温度骤降产生“内约束裂缝”,整体升温导致锚碇混凝土膨胀产生“外约束裂缝”,这两种类型裂缝一般为深层裂缝和增长裂缝,该锚碇侧墙竖向裂缝最大深度达到6 cm;环境和施工因素是造成横向施工开裂的主要原因。最终采用外包带防裂钢筋网的高性能混凝土对锚碇进行了加固,后续观测效果良好。