我国西部地区具有大温差和大Jx【速的环境特点,为了比较分析温差和风速对大体积混凝土抗裂性的影响,采用数值模拟 技术量化计算了混凝土的温度和应力分布。结果表明,大温差和大风速条件下 ,混凝土具有较高的内外温度梯度和拉应力,特别是具 有较高的早龄期拉应力 ,这是大体积混凝土开裂的主要原因,混凝 土带模养护期间的保温和保湿养护是预防混凝土开裂 的主要 措施。进一步研究表明,采用保温养护技术可显著降低混凝土的内外温度梯度 ,采用透水无纺布衬里模板技术和预吸水组分内养护 技术可有效延长混凝土湿养护时间 ,是现阶段降低大体积混凝土开裂风险的主要措施。 关键词: 大体积混凝土 ;数值模拟;温度梯度 ;防裂措施 中图 分类 号 : TU528.叭 文 献标 志码 : A 文章 编号 : 1002—3550(2014)12—0122—03 Researchon crackpreventionofm assconcreteinw estern railway ZHONG Xinhua,LOU Liangwei,ZHU Changhua,LIXiangtao (KeyLaboratoryforTrackTechnologyofHigh—speedRailway,RailwayEngineeringResearchInstitute, ChinaAcademyofRailwaySciencesState,Bering100081,China) Abstract: BasedontheenvironmentalcharacteristicsoflargetemperaturedifferenceandwindspeedinChina’Swesternregion,numeri— calsimulationtechnology hadbeenusedtocalculatethetemperatureandstressdistributionofconcreteinordertoanalysistheinfluenceof temperatureandwindspeedonthecrackresistanceofmassconcrete.Theresultsshow thatthelargerthetemperaturedifferenceandthe windspeed,thehighertheexternaltemperaturegradientandthetensilestressis,particularlyattheearlystage,whichisthemainreason inducingthecrackingofmassconcrete.Furthermore,moldwithinsulationandmoistureconservationduringthecuringperiodofconcrete isasignificantmeasuretopreventcrackingofconcrete.Italsoindicatesthatusingheatinsulationform technology canremarkablyreduce the inside and outside temperature gradient,and permeablenon—woven fabric lining template and pre—absorbentcomponentswithin conservationtechnologiescarleffectivelyprolongthewet—curingtimeaswel1.Theyarethemainmeasurestodecreasethecrackingriskof massconcreteinwestern railwayatpresent. Keyw ords: massconcrete;numericalsimulation;temperaturegradient;preventionmeasures 0 引 言应列车速度提高对线路平顺性的要求 ,新建线路 的铁 路桥墩多被设计为大体积混凝土结构 。大体积混凝土在凝 结硬化初期 的水化热集中释放使}昆凝土温度骤升 ,与空气 热交换活跃 的表层混凝土 温度较 中心降低得更快 ,产生的 内外温差达到一定程度时导致混凝土桥墩开裂 ,是桥墩施工 面临的主要难 题。与平 原地区相 比,我 国西部地 区具有更 大的温差和风速 ,桥墩表层混凝土的降温效应更为明显,因 此两部铁路大体积混凝土桥墩对防裂技术的需求更为迫切 。 埋管 冷却法是实现大体积混凝土均匀降温的传统方 法 ,目前仍然是超大体积混凝 土结构控制裂缝的有效手段 。 但是,由于较高的技术控制要求以及经济支出等方面的原因, 埋管冷却技术难以在数量庞大的铁路桥墩防裂中推广应用 。 因此 ,为降低温差而采取的保温养护以及提高混凝土抗裂性 收稿 日期 :2014—05—07 ·l22· 成为西部铁路桥墩防裂 的主要技术手段 。本研究通过数值模 拟手段 ,量化计算分析大风速对桥墩混凝土的温度及内应力 分布的影响;分析 了保温保湿养护 、提高表层密实度对提高 混凝土抗裂性的作用 ;提出了采用保温养护 、透水无纺布衬 里模板以及混凝土内养护进行桥墩混凝土防裂的综合措施。 1 仿 真计 算分析 1.1 模 型 介 绍 某铁路桥墩采用现浇钢筋混凝 土结构方案。上台直径 2m,下台直径 3m,高 5121的圆台形桥墩浇筑于 3.6rnx3.6m× 1.0m的长方形钢筋混凝土承 台上 。桥墩侧面为模板 ,桥墩顶 面为覆盖层。桥墩及保温层的半实体对称计算模型见图 l、2。 1.2 边界条件及热 学参数
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