大体积混凝土桥墩浇筑过程中的温度应力和变形研究

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发布时间：2021-09-09

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大体积混凝土桥墩浇筑过程中的
温度应力和变形研究
刘耀东刘璐白应华余天庆
(湖北_Y-业大学土木工程与建筑学院，武汉430068)
[摘要] 郑州黄河公铁两用桥大体积混凝土桥墩按承台、墩座、墩身、墩帽的顺序进行浇筑，采用MIDAS结构计算软
件分析了桥墩浇筑过程中的温度应力和变形情况，探讨了管冷技术对温度应力的影响，为桥墩防裂提供了应
力与变形方面的重要依据。
[关键词] 大体积混凝土；桥墩；MIDAS软件；温度应力；结构变形；管冷技术
[中图分类号] U445．55 [文献标志码] A [文章编号] 1001·523X(2010)02-0029-04
TEM口E'ERATURE STRESS AND DEFoR TIoN RESEARCH oN SS
CoNCRETE PIER DURING CAST
Liu Yao·-dong Liu Lu Shi Jun--feng Yu Tian-·qing
[Abstract]
[Keywords]
There were four stages in the mass concrete construction of the substructure of Zhengzhou Yellow River Bridge for
railway and highway cast by order of pile Cap，pier platform ，pier body，pier cap．In this article，applying Midas
software，the temperature stress and the deformation were analyzed during the cast of pier and the influence of the
technique of cooling pipe on the temperature stress was discussed，which provided the tress and the deformation
against the pier crack．
mass concrete；pier；MIDAS software；temperature stress；structure deformation；cooling pipe technique
1 工程概述
郑州黄河公铁两用桥主桥长1 684 m，为120+5×168+
120 m六塔连续钢桁梁单索面斜拉桥和5×120 m 连续钢桁
梁桥。主桥公铁合建段上层为公路桥，桥面宽32．5 m。下层
铁路桥为双线客运专线。复杂的上部结构形式和巨大的公
路铁路荷载大大增加了桥墩的设计尺寸，使得桥墩大体积混
凝土浇筑以及防裂问题成为整个工程的重要控制环节。
主桥桥墩尺寸最大的6号墩由承台、墩座、墩身、墩帽四
部分组成，基础采用24根长95 m的62．0 m钻孔灌注桩群桩
基础，其中承台尺寸为29．6 m ×19．2 m ×5．0 m，体积
2 841．6 m ，墩身尺寸为19．0 m ×5．0 m x 8．68 m，体积
824．6 m’
。这样的大体积桥墩通常采用分段浇筑的方式进
行。对其中体积较大的承台和墩身必须采用冷却水管冷却的
方式以降低混凝土水化热。
收稿日期：2009—11—15
作者筒介：刘耀东(1969一)，男，山东滕州人，毕业于浙江大学，土木工
程学博士，湖北工业大学副教授，主要从事桥梁工程结构
及施工技术研究。
2 有限元模型的建立
2．1 基本假设
有限元模型往往与实际结构有一定的差别，本文在建立
模型的过程中采用如下假设：
1)混凝土为匀质体，有限元模型各节点发热率一致；
2)同一浇注层混凝土的初始温度一致；
3)假设混凝土表面放热系数一致；
4)忽略冷却水管体积的影响，只考虑冷却水的冷却
效用；
5)忽略混凝土内钢筋的影响。
2．2 有限元模型(1／4结构)
模型结构主要由承台，墩座，墩身，墩帽梁四个主要部分
构成(见图1)。