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承台施工期冷却管的影响因素分析

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承台施工期冷却管的影响因素分析

承台施工期冷却管的影响因素分析

大体积混凝土常见于大坝 、大跨度桥梁和高层建筑等结构 ,由于其施工体积大 ,水泥水化过 程会产生大量的水化热并在内部积聚,而混凝土本身是热...

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承台施工期冷却管的影响因素分析

大体积混凝土常见于大坝 、大跨度桥梁和高层建筑等结构 ,由于其施工体积大 ,水泥水化过 程会产生大量的水化热并在内部积聚,而混凝土本身是热的不良导体 ,故内部热量不易散发 ,导致混凝土内部温度急剧上升 ;与此同时 ,混凝土表面通过与空气对流 ,散热较快 ,从 而使混凝土内外产生较大的温差 。过大的内外温差容易导致混凝土早期裂缝 ,影响结构的正常使用和安伞 。为此 ,实际的大体积混凝土工程 中需采取一些温控措施 ,如水管冷却。关于冷却管 , 目前工程界对混凝土大坝 等巨型水工结构 的研 究很多 ,但是对桥梁工程中所使用的尺寸相对水丁结构要小很多的大体积混凝土研究很少,而且一般定性的多 ,定量的少。因此 ,本文以某特大悬索桥 的索塔承台为例 ,研究冷却水管作用下水管间距 、开始通水时间和管材分别变化时承台的温度场分布规律 ,并得出一些工程应用中可借鉴的结论 。

在承台浇筑时 ,垫层的各方面已经达到稳 定状态 ,其初始 温度与外界空气 温度相 同。由 于浇筑是在炎热 的夏季 ,空气温度取为 35℃, 承 台混 凝 土 浇 筑 温度 略 高 于 空气 温 度 ,取 为 37cC。每层混凝土浇筑层底部均铺设一条蛇形高 密聚乙烯水管 ,内径 28ram,外径 30turn,共 5层 , 在铅直断面上采用简单的矩形布置 ,水管水平 间 距 1.5m,铅直间距 lm,入 口水温 35℃,通水速 率 0.5m/s。为了使冷却效果更加均匀 ,5层水管 的入水 口隔层选用同一铅直线上 的水管 口。通水 时 间选在承 台浇筑完工后 的第 1d,即绝对时 间 的第 6d。另外 ,承台浇筑时采用 2cm厚的木模板 , 其导热系数为 0.2J/(m ·S·℃)。
影响冷却管效果的因素有很多 ,如水管间距 、开始通水时问 、管材 、通水速率 、管径 、冷 却水入 口水温等 】,限于篇幅,本文仅对水管间距 、开始通水时间、管材三种参数对冷却效果的影响加以分析。计算时 ,分别单独改变水管问距 、 开始通水时间和管材 (其它参数均取本文工程概况中的数值 )进行瞬态分析 ,然后汇总每天结束 时刻各项计算结果并分析结果规律。
综合考虑施工技术和经济因素 ,工程中常用 的水 管间距常在 1.5-3.0m范 同之 内,本 文分别 取 1.5m、2.0m、2.5m和 3.0m 四种 。 图 4为水管间距对承台温度峰值的影响。由 该图可见 ,水管间距越小 ,承台温度峰值越低 , 一 115 —特 种 结 构 2014年第 1期 峰值 到达 的时 间越早 。与无水 管的情况相 比, 水管间距为 3.Om时温度峰值降低 3.037℃,2.5m 时温度峰值降低 3.944oC,2.Om时温度峰值降低 5.242~C,1.5m时温度峰值 降低 5.810~C。说 明水 管间距越小 ,降温效果越好 ,并且间距在 1.5~2.Om 时效果更加明显 。
开始通水时间越早 ,水管冷却效 果越好 ,实际工程中在保证施工正常进行的前提 下 ,可将通水时问适 当提前 。


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