崇明越江大桥大体积混凝土温度裂缝成因分析与控制

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发布时间：2021-09-08

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崇明越江大桥大体积混凝土温度裂缝成因分析与控制
杨林鹏
(林同梭国际工程咨询(中国)有限公司，重庆401121)
摘要：上海崇明越江大桥为主跨730 m斜拉桥，其塔高208．722 m，塔柱混凝土为C50高性能海工混凝土，具有弹
性模量高、收缩徐变大、养护要求高等特点。通过有限元模拟，分析各种因素对大体积混凝土温度裂缝的影响，为
大体积混凝土的施工控制提供借鉴。
关键词：大体积混凝土；裂缝；成因分析；裂缝控制
文章编号：1009—6477(2014)01—0088—03 中图分类号：U445 文献标识码：B
Analysis and Control of Reasons of Temperature Cracks in
Mass Concrete for Chongming Cross-river Bridge
YANG Linpeng
Abstract：Shanghai Chongming Cross-river Bridge is a cable-stayed bridge at main span of 730m and
tower height of 208．722m ，and tower columns are made of C50 high-performance marine concrete with
features of high elastic modulus，large shrinkage and creep and high requirement for maintenance．This
paper based on finite element simulation analyzes influences of various factors on temperature cracks in
mass concrete to provide a reference for construction control of mass concrete．
Keywords：mass concrete；crack；analysis of reasons；crack control
裂缝是所有大体积混凝土的通病，裂缝处理质
量直接影响混凝土结构的耐久性能，因此，对裂缝的
有效评估、处理是混凝土施工不可缺少的一部分。
裂缝类型主要包括：1)荷载作用产生的裂缝；2)混
凝土塑性收缩引起的裂缝；3)混凝土塑性沉降引起
的裂缝；4)混凝土水化热和温度裂缝¨ J。混凝土
早期裂缝的生成，通常不是结构荷载和施工荷载直
接作用的结果，而主要是由温度变形和收缩变形等
间接作用所致。如果混凝土因水泥水化热导致内外
温差过大，所引起的温度应力超过混凝土早期抗拉强
度时，就会形成裂缝。混凝土因外部温度骤降会引
起体积收缩，如这种收缩受到外部(岩基)或内部(大
量钢筋)的约束，就可能在承载前产生严重裂缝。
本文以上海崇明越江大桥主塔下塔柱在施工过
程中所出现的裂缝为例，通过有限元计算，分析各种
不同因素对温度裂缝的影响。
1 有限元分析模型
该桥为主跨730 m斜拉桥，其主塔为“人”字形
收稿日期：2013—08—15
作者简介：杨林鹏(1985一)，男，山西省运城市人，硕士，工程师
结构，下塔柱采用C50高性能海工混凝土，其具有
如下特点：1)钢筋密集。采用双排双主筋形式，主
筋净间距小(7．5 cm)，浇筑混凝土时不利于混凝土
流动；2)混凝土保护层较厚。为避免钢筋被海水锈
蚀，混凝土保护层厚度取6 cm，而混凝土厚度大，就
容易出现混凝土收缩裂缝。
本次分析采用ANSYS有限元分析软件，并采用
非线性开裂单元SOLID65 l5 建立模型。SOLID65是
适用于混凝土、岩石等抗压能力远大于抗拉能力的
非均匀材料单元，可以模拟混凝土的加拉裂和压溃
现象。按照设计图纸和实际施工状态_6一，取第一
浇筑阶段建立分析模型，如图1所示。