大跨度連續(xù)箱梁橋零號(hào)塊施工水化熱監(jiān)測(cè)與計(jì)算分析

楊麗梅

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，哈爾濱 150080)

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大跨度連續(xù)箱梁橋零號(hào)塊施工水化熱監(jiān)測(cè)與計(jì)算分析

楊麗梅

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，哈爾濱 150080)

摘要：本文以富錦-綏濱松花江特大橋主橋160 m連續(xù)梁為依托工程，采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，結(jié)合有限元分析的方法，對(duì)箱梁0#塊水化熱溫度場(chǎng)進(jìn)行研究。結(jié)果表明：本文建立的有限元模型與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好；大橋0#塊各構(gòu)件里表溫差均小于25℃，滿足規(guī)范要求，但底板水化熱最高溫度70.4℃，且在混凝土澆注完成后1～1.5 d溫度達(dá)到最大值，是水化熱溫度裂縫重點(diǎn)控制部位，應(yīng)加強(qiáng)底板鋼筋配置或?qū)Φ装宓啄２扇∫欢ǖ谋卮胧┮越档屠锉頊夭睢?/p>

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；零號(hào)塊；溫度控制；水化熱；溫度效應(yīng)

0引言

混凝土的水化熱問(wèn)題，以往多在懸索橋錨錠、大型承臺(tái)基礎(chǔ)工程以及大壩等工程中討論[1-4]。由于這些結(jié)構(gòu)部件現(xiàn)場(chǎng)澆注的混凝土體量大，散熱條件差，需要考慮由于混凝土水化放熱引起的溫度變化和體積變化，并采取措施控制由于混凝土水化熱產(chǎn)生的溫度裂縫。

近年來(lái)，隨著橋梁建設(shè)水平的提高，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的跨徑越來(lái)越大，橋墩附近箱梁0#塊的梁高及澆筑體積也越來(lái)越大[5～7]。由于采用高強(qiáng)混凝土，水泥用量較大，水化熱成為大跨連續(xù)箱梁橋0#塊施工中一個(gè)突出的問(wèn)題，越來(lái)越引起橋梁工程界的注意。最早開(kāi)始研究橋梁結(jié)構(gòu)及水化熱等溫度效應(yīng)的是美國(guó)的Zuk[8]，隨后研究人員分別對(duì)新西蘭[9]、美國(guó)[10]、中國(guó)[11]、加拿大[12]等的箱梁溫度場(chǎng)進(jìn)行了觀測(cè)和分析。隨著有限元分析技術(shù)的進(jìn)一步成熟和發(fā)展，越來(lái)越多的研究人員采用橋梁溫度效應(yīng)的試驗(yàn)觀測(cè)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法開(kāi)展相關(guān)研究[13-16]。

富錦-綏濱松花江大橋主橋?yàn)?×150 m大跨徑連續(xù)梁橋，主梁0#塊斷面尺寸較大，構(gòu)造復(fù)雜，采用C50高強(qiáng)混凝土，單方混凝土水泥用量大，因此水化熱成為該橋0#塊混凝土施工中一個(gè)突出的問(wèn)題。本文以富錦-綏濱松花江大橋主橋?yàn)橐劳泄こ?，采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)合有限元分析的方法，對(duì)箱梁0#塊水化熱溫度場(chǎng)進(jìn)行研究。通過(guò)有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，本文建立的箱梁水化熱有限元模型能夠模擬大跨混泥土箱梁的水化熱溫度場(chǎng)。

1工程概況

富錦-綏濱松花江大橋主橋上部結(jié)構(gòu)采用85 m+6×150 m+85 m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，單箱單室斷面，根部梁高9.0 m，跨中梁高3.5 m，梁高按2次拋物線變化。大橋位于我省東部地區(qū)富錦市，是前鋒農(nóng)場(chǎng)至嫩江公路上的控制性工程。圖1為主橋立面布置圖。

圖1　富綏大橋主橋立面布置圖Fig.1 Fa ade of the main bridge’s layout diagram of Fujin-Suibin Bridge

富綏大橋0#塊箱梁順橋向長(zhǎng)9 m，根部高度9 m，底板厚150 cm，腹板厚100 cm，箱梁頂板厚度80 cm。設(shè)三道橫隔板，隔板厚度80 cm。本文研究的對(duì)象是36#墩頂左幅0#塊，該0#塊在托架上進(jìn)行澆筑，模板為鋼模，開(kāi)始混凝土澆筑的時(shí)間為2010年7月4日11時(shí)，混凝土澆注結(jié)束的時(shí)間是2010年7月6日4時(shí)，歷時(shí)42 h，共澆注混凝土430 m3?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土的入模溫度平均為25.3℃。澆筑混凝土?xí)r現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)速1～2 m/s，混凝土澆筑完成后，覆蓋草袋灑水養(yǎng)護(hù)。

為了實(shí)測(cè)箱梁溫度場(chǎng)，在箱梁0#塊上共布置3個(gè)測(cè)試斷面，1-1斷面及2-2斷面位于中橫隔板及邊橫隔板上，每個(gè)斷面布置5個(gè)測(cè)點(diǎn)；3-3斷面距離2-2斷面1.4 m，共布置17個(gè)測(cè)點(diǎn)(測(cè)點(diǎn)18為體外大氣溫度測(cè)點(diǎn))。另外，布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量箱梁頂面大氣溫度及箱內(nèi)空氣溫度。斷面位置及測(cè)點(diǎn)位置如圖2～圖4所示。

2熱分析有限元計(jì)算原理

2.1水泥水化熱的計(jì)算

水泥的水化熱與齡期相關(guān)，但同時(shí)介質(zhì)溫度對(duì)水化熱也是有著重要影響的。

一般指數(shù)式的水泥水化熱表達(dá)式：

Q(t)=Q0[1-e-mt]。

(1)

式中：t為齡期，d；Q(t)為在齡期t時(shí)的累積水化熱，KJ/Kg；Q0為t→∞時(shí)的最終水化熱，KJ/Kg；m為常數(shù)，隨水泥品種、比表面及澆筑溫度不同而不同。

圖2　測(cè)試斷面布置圖Fig.2 Layout diagram of the testing section

圖3　截面1及截面2測(cè)點(diǎn)布置圖Fig.3 Layout of the measuring points in section 1 and section 2

圖4　截面3測(cè)點(diǎn)布置圖Fig.4 Layout of the measuring points in section 3

常數(shù)m的數(shù)值見(jiàn)表1。

表1　m的取值

2.2熱傳導(dǎo)方程

由于水化熱的作用，混凝土澆筑完成后持續(xù)散發(fā)熱量，水化熱可視為混凝土的內(nèi)部熱源，而瞬態(tài)溫度場(chǎng)的計(jì)算實(shí)質(zhì)是熱傳導(dǎo)方程在特定邊界條件和初始條件下的求解。建立混凝土的溫度與時(shí)間、空間的關(guān)系：

(2)

2.3邊界條件

根據(jù)熱傳導(dǎo)理論，三維非穩(wěn)定溫度場(chǎng)T(x，y，z，t)應(yīng)滿足下列偏微分方程及相應(yīng)的初始條件和邊界條件。其中初始條件為在初始時(shí)刻混凝土內(nèi)部的溫度分布狀態(tài)，邊界條件為混凝土表面與周圍介質(zhì)之間熱對(duì)流作用的規(guī)律。

初始條件：T|t=0=T0(x,y,z)。

(3)

結(jié)構(gòu)物的邊界條件有4種：

(1)在時(shí)刻t1，結(jié)構(gòu)表面溫度分布已知：

T(x,y,z,t1)=f(x,y,z,t1)。

(4)

(2)結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)表面的傳熱交換條件已知：

(5)

(3)兩種固體接觸良好且接觸面上的溫度相同，沿接觸面有：

T(x,y,z,t1)=T(x,y,z,t)。

(6)

(7)

若兩固體之間接觸不良時(shí)，邊界條件如下：

(8)

式中：Rc為接觸不良而產(chǎn)生的熱阻，用試驗(yàn)可以確定。

(4)結(jié)構(gòu)物四周是絕熱的，沿周邊：

(9)

3有限元分析模型

3.1模型建立

考慮計(jì)算速度及計(jì)算機(jī)容量限制，根據(jù)箱梁0#塊的對(duì)稱性，建立1/4結(jié)構(gòu)模型，實(shí)體模型如圖5所示。本次計(jì)算分析采用Solid70單元，Solid70是ANSYS中定義的三維溫度單元，每個(gè)單元有8個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)自由度即溫度。按瞬態(tài)，有內(nèi)熱源計(jì)算溫度場(chǎng)，主要的熱傳遞方式為熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流，熱輻射影響較小，忽略不計(jì)。對(duì)于瞬態(tài)傳熱問(wèn)題，需定義導(dǎo)熱系數(shù)、密度和比熱。最后在創(chuàng)建的幾何模型上劃分網(wǎng)格，如圖6所示，計(jì)算控制斷面如圖2所示。

圖5　實(shí)體模型Fig.5 The solid model

圖6　有限元模型Fig.6 Finite element model

3.2邊界條件

富錦-綏濱松花江特大橋0#塊一次澆注成型，混凝土材料的熱性能參數(shù)有：導(dǎo)熱系數(shù)λ=8.4 kJ/(m·℃)，比熱C=0.96kJ/(kg·℃)，密度ρ=2 600 kg/m3；水泥采用普通硅酸鹽水泥，混凝土水泥用量為420 kg/m3，水泥水化熱為346 kJ/kg；經(jīng)過(guò)試算，m取為1.5，按照前面得到的公式可求出混凝土水化熱發(fā)熱率隨時(shí)間變化的函數(shù)，即為：

q=9 083e-0.062 5 τ(kJ/h·m3)。

(10)

取澆筑混凝土的初始溫度為25.5℃(實(shí)測(cè)平均值)，不考慮外界大氣溫度變化，取為平均溫度23.1℃(箱梁外表面)、24.5℃(箱梁內(nèi)表面)、23.7℃(兩隔板之間)。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化分析，假定澆注和養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r箱梁表面的對(duì)流換熱系數(shù)為定值，混凝土表面在空氣中的放熱系數(shù)與風(fēng)力及混凝土表面狀況有密切關(guān)系。最后得到各邊界放熱系數(shù)取值如下。

箱梁外表面：頂板頂面取風(fēng)速v=2 m/s，放熱系數(shù)49.40 kJ/(h·m2·℃)；

翼緣板下表面取風(fēng)速v=1 m/s，放熱系數(shù)35.75 kJ/(h·m2·℃)；

其他外表面取風(fēng)速v=0.5 m/s，放熱系數(shù)28.68 kJ/(h·m2·℃)；

箱梁內(nèi)表面、兩隔板之間及底板外表面：取風(fēng)速v=0 m/s，放熱系數(shù)18.46 kJ/(h·m2·℃)。

3.3有限元計(jì)算結(jié)果

圖7為0#塊澆注完成后1 d到4 d水化熱溫度場(chǎng)分布圖。由圖中可知：橫隔板與底板及頂板相交部位混凝土體量較大，是水化熱溫度控制的重點(diǎn)部位。尤其底板，混凝土厚度達(dá)到1.5m，且與周圍空氣換熱情況較差，這部分水化熱升溫最高，最高溫度可以達(dá)到74℃。底板混凝土在澆筑完成2 d左右水化熱升溫即達(dá)到最大值，4 d后底板內(nèi)最高溫度應(yīng)達(dá)到66.7℃。

圖7　澆注完成1～4 d 0#塊水化熱溫度分布Fig.7 Temperature distribution of hydration heat of zeroblock after being poured for 1 to 4 days

圖8為0#塊截面1測(cè)點(diǎn)1～測(cè)點(diǎn)5溫度與時(shí)間變化曲線。由圖中可以看出測(cè)點(diǎn)1最高溫度相對(duì)較小，達(dá)到最高溫度時(shí)間較短，這是因?yàn)闇y(cè)點(diǎn)1靠近頂板上表面，其溫度受環(huán)境溫度影響較大。測(cè)點(diǎn)4最高溫度相對(duì)最大，達(dá)到最高溫度時(shí)間也最長(zhǎng)。截面1的溫度分布規(guī)律與實(shí)測(cè)值基本相同。

圖8　截面1測(cè)點(diǎn)1～測(cè)點(diǎn)5溫度與時(shí)間變化曲線Fig.8 Temperature and time variation curve of measuring point1 to point 5 in section 1

圖9為0#塊截面3各測(cè)點(diǎn)溫度與時(shí)間變化曲線。由圖中可以看出頂板靠近上緣測(cè)點(diǎn)(測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2、測(cè)點(diǎn)11)最高溫度相對(duì)較小，達(dá)到最高溫度時(shí)間也較短，說(shuō)明測(cè)點(diǎn)溫度受環(huán)境溫度影響較大。腹板中心測(cè)點(diǎn)(測(cè)點(diǎn)3、測(cè)點(diǎn)4、測(cè)點(diǎn)5、測(cè)點(diǎn)7、測(cè)點(diǎn)9、測(cè)點(diǎn)10)及底板中心測(cè)點(diǎn)(測(cè)點(diǎn)15)最高溫度相對(duì)較大，達(dá)到最高溫度時(shí)間也最長(zhǎng)。另外，也可得腹板內(nèi)外溫度分布規(guī)律，外表面溫度最低(測(cè)點(diǎn)6)，內(nèi)表面溫度稍高(測(cè)點(diǎn)8)，中心溫度最高(測(cè)點(diǎn)7)。箱梁底板及頂板內(nèi)溫度分布規(guī)律與腹板內(nèi)溫度分布規(guī)律基本相同。

(a)測(cè)點(diǎn)1～測(cè)點(diǎn)5

(b)測(cè)點(diǎn)6～測(cè)點(diǎn)8

(c)測(cè)點(diǎn)9～測(cè)點(diǎn)10

(d)測(cè)點(diǎn)11～測(cè)點(diǎn)13

(e)測(cè)點(diǎn)14～測(cè)點(diǎn)16

4施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

4.1測(cè)試點(diǎn)布置

使用溫度自動(dòng)記錄儀采集溫度，PT1000溫度探頭作為測(cè)溫元件。富綏大橋0#塊水化熱溫度場(chǎng)測(cè)試斷面選在36#墩頂下游箱體，斷面位置及測(cè)點(diǎn)位置如圖8和圖9所示。

4.2測(cè)試方法

使用自動(dòng)采集系統(tǒng)測(cè)溫，時(shí)間間隔為0.5 h。綁扎鋼筋時(shí)安裝測(cè)溫探頭，在澆筑混凝土前一天開(kāi)始采集溫度，澆注混凝土過(guò)程中也不間斷，整個(gè)測(cè)溫過(guò)程持續(xù)至箱梁溫度場(chǎng)最終穩(wěn)定后，繼續(xù)進(jìn)行箱梁日照溫度場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)采集。

4.3測(cè)試結(jié)果

圖10為截面1各測(cè)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線(測(cè)點(diǎn)6為箱內(nèi)兩隔板間測(cè)點(diǎn)位，測(cè)點(diǎn)4為壞點(diǎn))。由圖中可以看出箱內(nèi)兩隔板間溫度在140 h內(nèi)變化不大，基本在20℃左右。測(cè)點(diǎn)1在混凝土澆注后溫度為21.5℃，經(jīng)過(guò)24 h后達(dá)到最大值56.9℃。測(cè)點(diǎn)5混凝土澆注后經(jīng)過(guò)33 h后達(dá)到最大值71.2℃。測(cè)點(diǎn)2澆注混凝土后經(jīng)過(guò)29 h后達(dá)到最大值63.6℃。測(cè)點(diǎn)3澆注混凝土后經(jīng)過(guò)29 h后達(dá)到最大值61.3℃。測(cè)點(diǎn)2、測(cè)點(diǎn)3均位于隔板中部，但測(cè)點(diǎn)3靠近過(guò)人洞，其水化熱最高溫度略低于測(cè)點(diǎn)2。另外，在140 h之內(nèi)，各測(cè)點(diǎn)的降溫速率基本相同。

圖10　截面1各測(cè)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.10 Variation of temperature with time foreach measuring point in section 1

圖11為截面2各測(cè)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線(測(cè)點(diǎn)6為箱內(nèi)兩隔板間測(cè)點(diǎn)位，測(cè)點(diǎn)1、2為壞點(diǎn))。測(cè)點(diǎn)6為箱內(nèi)測(cè)點(diǎn)，代表箱內(nèi)溫度，平均在25℃左右，在260 h之內(nèi)隨時(shí)間波動(dòng)變化不大。測(cè)點(diǎn)5混凝土澆注后經(jīng)過(guò)36 h后達(dá)到最大值67.9℃。測(cè)點(diǎn)2澆注混凝土后經(jīng)過(guò)23 h后達(dá)到最大值55.7℃。測(cè)點(diǎn)2、測(cè)點(diǎn)5在混凝土澆注10 d后，其溫度基本接近箱內(nèi)溫度，表明水化熱的影響基本結(jié)束。另外，圖中可以看出，測(cè)點(diǎn)5的降溫速率大于測(cè)點(diǎn)2的降溫速率。

圖11　截面2各測(cè)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.11 Variation of temperature with time for eachmeasuring point in section 2

圖12為截面3測(cè)點(diǎn)1到測(cè)點(diǎn)6溫度隨時(shí)間變化曲線。測(cè)點(diǎn)1位于翼緣板內(nèi)，該點(diǎn)混凝土澆注后經(jīng)過(guò)18 h后達(dá)到最大值33.5℃。測(cè)點(diǎn)2位于頂板頂面，該點(diǎn)澆注混凝土后經(jīng)過(guò)18 h后達(dá)到最大值40.5℃。測(cè)點(diǎn)3澆注混凝土后經(jīng)過(guò)20 h后達(dá)到最大值51.4℃。測(cè)點(diǎn)4澆注混凝土后經(jīng)過(guò)30 h后達(dá)到最大值71.2℃。測(cè)點(diǎn)5澆注混凝土后經(jīng)過(guò)25 h后達(dá)到最大值64℃。測(cè)點(diǎn)6位于腹板外邊緣，其澆注混凝土后經(jīng)過(guò)24 h后達(dá)到最大值55.5℃。

圖12　截面3各測(cè)點(diǎn)(1～6)溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.12 Variation of temperature with time for each measuringpoint(1 to 6)in section 3

圖13為截面3測(cè)點(diǎn)8到測(cè)點(diǎn)12溫度隨時(shí)間變化曲線。測(cè)點(diǎn)8位于腹板內(nèi)邊緣，和測(cè)點(diǎn)6在同一高度，其澆注混凝土后經(jīng)過(guò)22 h后達(dá)到最大值65℃。測(cè)點(diǎn)9、10位于腹板中心，測(cè)點(diǎn)9澆注混凝土后經(jīng)過(guò)22.5 h后達(dá)到最大值61.2℃。測(cè)點(diǎn)10澆注混凝土后經(jīng)過(guò)25 h后達(dá)到最大值69.9℃。測(cè)點(diǎn)11、12位于頂板內(nèi)，兩者溫度變化曲線基本相同，測(cè)點(diǎn)11澆注混凝土后經(jīng)過(guò)14 h后達(dá)到最大值32℃。測(cè)點(diǎn)12澆注混凝土后經(jīng)過(guò)15 h后達(dá)到最大值36℃。

圖13　截面3各測(cè)點(diǎn)(8～12)溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.13 Variation of temperature with time for each measuringpoint(8 to 12)in section 3

圖14為截面3測(cè)點(diǎn)13到測(cè)點(diǎn)18溫度隨時(shí)間變化曲線，測(cè)點(diǎn)18溫度為頂板頂面大氣溫度。測(cè)點(diǎn)13為頂板下緣測(cè)點(diǎn)，其水化熱溫升曲線不明顯，溫度變化曲線和箱內(nèi)溫度變化曲線接近。測(cè)點(diǎn)14、15、16位于底板內(nèi)，其溫度達(dá)到最高值的時(shí)間基本相同。測(cè)點(diǎn)14澆注混凝土后經(jīng)過(guò)26 h后達(dá)到最大值58.9℃。測(cè)點(diǎn)15澆注混凝土后經(jīng)過(guò)27 h后達(dá)到最大值70.4℃，測(cè)點(diǎn)16澆注混凝土后經(jīng)過(guò)27 h后達(dá)到最大值52.3℃。測(cè)點(diǎn)17位于腹板中心，測(cè)點(diǎn)17澆注混凝土后經(jīng)過(guò)27 h后達(dá)到最大值66℃。

圖14　截面3各測(cè)點(diǎn)(13～18)溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.14 Variation of temperature with time for each measuringpoint(13 to 18)in section 3

圖15為箱梁內(nèi)(外)溫度隨時(shí)間變化曲線。箱頂受太陽(yáng)直射，溫度變化差距大，最低溫度為15℃，最高溫度為37℃。箱內(nèi)溫度則相對(duì)平緩，最低溫度為17℃，最高溫度為27℃。兩隔板間溫度與箱內(nèi)溫度差別不大。

圖15　箱內(nèi)(外)溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.15 Variation of temperature inside(outside)the box with time

圖16為箱梁腹板水化熱溫度隨時(shí)間變化曲線，測(cè)點(diǎn)6、7、8均位于3號(hào)斷面中部，測(cè)點(diǎn)6位于外側(cè)，測(cè)點(diǎn)8位于內(nèi)側(cè)，測(cè)點(diǎn)7位于中間。腹板中間與腹板內(nèi)側(cè)溫度相差不大，最大值約為4℃；腹板中間與腹板外側(cè)溫度相差較大，最大值約為10℃。隨著時(shí)間推移，水化熱逐漸散盡，腹板各點(diǎn)溫差逐漸減小。

圖16　腹板水化熱溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.16 Variation of temperature of web hydration heat with time

圖17為箱梁頂板水化熱溫度隨時(shí)間變化曲線，測(cè)點(diǎn)11、12、13均位于頂板內(nèi)，測(cè)點(diǎn)11位于上緣，測(cè)點(diǎn)13位于下緣，測(cè)點(diǎn)12位于中間。頂板中間與頂板下緣溫度相差不大，最大值約為1.7℃；頂板中間與頂板上緣溫度相差較大，最大值約為5℃。隨著時(shí)間推移，水化熱逐漸散盡，頂板各點(diǎn)溫差受日照影響較大。

圖17　頂板水化熱溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.17 Temperature time-varying curve in roof heat of hydration

圖18為箱梁底板水化熱溫度隨時(shí)間變化曲線，測(cè)點(diǎn)14、15、16均位于底板內(nèi)，測(cè)點(diǎn)14位于上緣，測(cè)點(diǎn)16位于下緣，測(cè)點(diǎn)15位于中間。底板中間溫度最高，達(dá)到70.4℃，其與底板上緣溫度相差最大值約為11.7℃；與底板下緣溫度相差最大值約為18.7℃(第46 h)。隨著時(shí)間推移，水化熱逐漸散盡，底板各點(diǎn)溫差逐漸減小，到第8 d時(shí)，底板內(nèi)溫度基本相同。

圖18　底板水化熱溫度隨時(shí)間變化曲線Fig.18 Variation of temperature of bottom slabheat of hydration with time

4.4監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

圖19～圖22為0#塊部分測(cè)點(diǎn)溫度變化曲線理論計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值對(duì)比。截面1測(cè)點(diǎn)1位于翼緣板內(nèi)，此處混凝土體量較小，其溫度受環(huán)境溫度影響較大，有限元計(jì)算對(duì)其邊界情況較難準(zhǔn)確模擬，因此理論值與實(shí)測(cè)值相差較大。測(cè)點(diǎn)2、3、5位于橫隔板內(nèi)，外界溫度的變化對(duì)其水化熱溫度的影響相對(duì)較小，理論計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值符合的較好。

圖19　截面1測(cè)點(diǎn)1溫度理論值與實(shí)測(cè)值對(duì)比曲線Fig.19 Temperature comparison curve of theoretical valueand measured value of measuring point 1 in section 1

圖20　截面1測(cè)點(diǎn)2溫度理論值與實(shí)測(cè)值對(duì)比曲線Fig.20 Temperature comparison curve of theoretical valueand measured value of measuring point 2 in section 1

圖21　截面1測(cè)點(diǎn)3溫度理論值與實(shí)測(cè)值對(duì)比曲線Fig.21 Temperature comparison curve of theoretical valueand measured value of measuring point 3 in section 1

圖22　截面1測(cè)點(diǎn)5溫度理論值與實(shí)測(cè)值對(duì)比曲線Fig.22 Temperature comparison curve of theoretical valueand measured value of measuring point 5 in section 1

5結(jié)論

計(jì)算表明，瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限元溫度效應(yīng)分析結(jié)果可以較好地模擬大跨度連續(xù)梁橋0#塊澆筑施工的水化熱溫度場(chǎng)分布變化過(guò)程。對(duì)于本文研究的富綏大橋0#塊施工溫度場(chǎng)分析，可得出以下結(jié)論：

(1) 大橋0#塊各測(cè)點(diǎn)在混凝土澆注完成后1～1.5 d溫度達(dá)到最大值。和一般大體積混凝土在澆注完成后3～4 d溫度達(dá)到最大值的規(guī)律有所不同不同，這點(diǎn)應(yīng)在混凝土澆筑施工過(guò)程中引起注意，并采取相應(yīng)措施。

(2) 大橋0#塊底板里表最大溫差為18.7℃，腹板里表最大溫差為10℃，頂板里表最大溫差為5℃，均滿足《大體積混凝土施工規(guī)范》的溫度控制指標(biāo)。

(3) 大橋0#塊底板水化熱最高溫度70.4℃，里表最大溫差為18.7℃，是水化熱溫度裂縫重點(diǎn)控制部位，應(yīng)加強(qiáng)底板鋼筋配置或?qū)Φ装宓啄２扇∫欢ǖ谋卮胧┮越档屠锉頊夭睢?/p>

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Analysis of Hydration Heat Monitoring and Calculation on Zero-blockSegment of a Long Span Continuous Beam Bridge during Construction

Yang Limei

(Highway Survey and Design Institute of Heilongjiang Province，Harbin 150080)

Abstract：Based on the Fujin-Suibin Songhuajiang Bridge Project，the method of combining finite element analysis and construction monitoring was used to study the temperature field of zero-block during high strength concrete pouring stage of box girder.The comparison of FEM analysis and measurement reflected that the FEM model established in this paper fitted well with the measured data，and results showed that the temperature difference between inside and outside the zero-block girder was less than 25℃ which met the specification requirements.While，the highest temperature of the bottom flange of the box girder was 70.4℃，and reached the maximum within 1-1.5 days after finishing the pouring construction，which should be specified as the primarily control area for hydration heat temperature crack.Hence，enhanced reinforcement or heat preservation measures on bottom flanges should be taken to reduce the temperature difference.

Keywords：mass concrete；zero-block girder；temperature control；hydration heat；temperature effect

中圖分類號(hào)：S 773.4；U 441.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-005X(2016)03-0066-07

作者簡(jiǎn)介：第一黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，高級(jí)工程師。研究方向：橋梁、隧道。E-mail：532244794@qq.com

收稿日期：2015-11-10

引文格式：楊麗梅.大跨度連續(xù)箱梁橋零號(hào)塊施工水化熱監(jiān)測(cè)與計(jì)算分析[J].森林工程，2016，32(3)：66-72.