薄壁混凝土渡槽结构施工过程中的温度应力分析

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发布时间：2022-06-30

资料介绍

摘要；以实际工程为例，利用结构分析软件建立了数值仿真分析模型;对渡槽混凝土温度及应力进行了分析，
并提出了相应的防裂措施;可为类似薄壁混凝土渡槽结构的施工提供借鉴和理论依据。
关键词:薄壁混凝土箱型渡槽;仿真分析;水化热;温度应力;抗裂
Abstract：As a example for a actual project, numerical simulation model is established by using structure analysis
software; the analysis on temperature of conerete of aqueduct and stress are carried out, and the anti-cracks measures are
proposed. Reference and theoretical basis of construction for thin concrete box aqueduct stnucture are provided.
Key words: Thin concnete box aqueduct; Simulation analysis; Hydration heat; Temperature stress; Anti-crack
中国分类号：TU528
文献标识码:A
文章编号：1000-4637(2015)10-82-04
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工程简介
利用结构分析软件建立单跨渡槽结构的仿真
某钢筋混凝土渡槽采用薄壁箱型结构,双线双
模型，考虑实际施工过程中各种因素的影响，施加
槽布置，单槽顶部全宽15m，底部全宽15.1m，单槽
符合实际情况的边界约束条件进行水化热仿真分
净宽13.0m,两槽间内壁间距5.0m,两槽之间加盖人
析.研究渡槽结构内部不同部位的温度和温度应力
行道板。双线渡槽全宽顶宽33m,底宽33.5m。槽身
的变化情况，对采取相应措施减小温度应力、提高
结构如图1所示。
混凝土的抗裂性具有重要意义。
2 致值仿真分析模型
2.1 计算模型的建立
本文借助大型有限元分析软件MIDAS/CIVIL，
对该渡槽结构进行施工过程的水化热仿真分析。模
型采用三维实体单元,建立一跨渡槽(跨径40m)的
整体模型，共计划分10522个单元，15731个结点。
图Ⅰ 混凝土薄壁渡槽槽身结构示意图
按照先计算施工过程中水化热引起的结构中温度
该渡槽采用了C50高性能混凝土,早期发热速
场的分布,再将所计算的温度场作为荷载施加到结
度快，发热量高。槽身底板、侧墙等薄壁构件在浇筑
构中计算因温度产生的结构内力。温度场仿真分析
初期容易出现较大的内外温差，如果此时再出现寒
时，侧墙及底板通过模板与空气接触，顶面直接与
潮，极易导致表面产生的拉应力超过混凝土的抗拉
空气接触；边界上存在与空气的热对流，属于热分
强度,产生“由外而内”的贯通裂缝。渡槽工程一般
析中的第三类边界条件,对流边界条件作为面荷载
采取两层浇筑的施工工艺，下层混凝土浇筑完毕经
施加于实体表面；在应力场计算时，考虑到槽身混
过一段间歇期后再浇筑上层混凝土。这样就存在上
凝土底面采用满堂支架施工，在渡槽底面增加Y轴
方向的约束24。
下层新老浇筑混凝土的相互作用.上层新浇混凝土
2.2 计算参数的选取
由于温度变化而产生变形时将受到下层老混凝土
的约束，当新老混凝土之间的抗力小于因变形而产
按照施工的常规方案，单跨渡槽先浇筑底板混
生的内力时就会产生贯通性的裂缝。无论表面裂缝
凝土,至侧墙“八”字墙以上 60cm 左右的高度,间歇
还是贯穿性裂缝,都将对渡槽结构的抗渗性、耐久
10d后再浇筑上层混凝土。表1为工程所在流域内
性以及整体性和安全性造成很大影响“
的实测气象资料，流域内全年盛行的风向为NE。结
合气象资料，渡槽工程的可施工期为每年的3月~
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51078306）。
11月。