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大型混凝土箱梁蒸汽养护工艺与温度场研究

作　者: 李敏霞
导　师: 南晓红
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 箱形梁水化热温度场蒸汽养护
分类号: U445.57
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 3次
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内容摘要

本论文以“京沪高速铁路32m混凝土箱梁蒸汽养护”项目为研究对象。预制混凝土箱梁采用蒸汽养护技术可以提高梁的品质,缩短施工周期,该技术的难点在于严格、准确、实时地控制温度变化。本文综合研究了国内外蒸养工艺现状,针对施工中存在的设备简陋、温控粗放等问题,提出了新的工艺措施。本文以32 m混凝土箱梁为研究对象,采用软件ANSYS建立了箱形梁的有限元模型,模拟混凝土水泥水化放热规律和边值条件,分析结构的温度场,同时与文献比较,说明此种模拟方法是合理的、可行的。通过温度场分析,对箱梁结构在蒸养过程中的温度分布有了一个定性的认识。总结了铁路32m单箱单室混凝土箱梁横截面上水化热温度随时间变化的规律,并对此类梁早期温度裂缝控制提供了合理的建议。这种分析方法可以应用到桥梁的设计和施工中,确定混凝土蒸汽养护过程中的最高温度、最高温度时刻等等,以便指导施工,提高施工质量,保证施工安全。最后,选用了一套完善的蒸汽养护工艺,实时监测、控制混凝土箱梁的养护温差,保证结构的温度应力在允许值内,预防并控制混凝土结构裂缝的开展,使混凝土的蒸汽养护更加成熟、完备、可靠。

全文目录

1 绪论  7-15
  1.1 引言  7-8
  1.2 温度场及温度应力对混凝土结构的影响  8-9
  1.3 国内外研究现状  9-10
    1.3.1 温度场及温度应力研究现状  9-10
    1.3.2 混凝土蒸汽养护的温度控制研究现状  10
  1.4 温度载荷的计算方法  10-13
    1.4.1 Fourier热传导方程求解  11
    1.4.2 半经验半理论公式  11-12
    1.4.3 近似数值分析法  12-13
  1.5 研究意义  13
  1.6 论文主要工作  13-15
2 32m混凝土箱梁蒸养工艺简介  15-29
  2.1 概述  15-18
    2.1.1 硅酸盐水泥的主要成分和硅酸盐水泥的水化  15-16
    2.1.2 蒸汽加热养护方法  16-18
  2.2 蒸养工艺确定  18-27
    2.2.1 蒸养制度  18-20
    2.2.2 蒸汽养护的参数设计  20
    2.2.3 养护设备的选择  20-23
    2.2.4 温度控制系统工程的设计  23-27
  2.3 本章的创新点  27-29
3 温度场基本理论和有限单元法  29-35
  3.1 有限元法的概述与ANSYS简介  29-30
    3.1.1 有限元法的概述  29
    3.1.2 有限元软件ANSYS简介  29-30
  3.2 温度场的概念  30-33
    3.2.1 导热微分方程和边值条件  30-33
  3.3 温度场有限元法  33-35
    3.3.1 平面温度场有限元法  33-34
    3.3.2 温度场有限元法的求解方法选择  34-35
4 混凝土箱梁热物理参数和热边界条件确定  35-40
  4.1 热物理参数的确定  35-37
    4.1.1 导热系数的选取  35-37
    4.1.2 比热C的确定  37
  4.2 热边界条件的确定  37-40
    4.2.1 水泥水化生成热  37-38
    4.2.2 养护罩内蒸养温度的变化  38-40
5 32m混凝土箱梁蒸汽养护温度场有限元分析  40-57
  5.1 工程概况  40-41
  5.2 混凝土箱梁蒸汽养护温度场形成的原因与监测  41-44
    5.2.1 混凝土箱梁蒸汽养护温度场形成的原因  42
    5.2.2 箱梁温度场监测测点位置布置  42-44
  5.3 混凝土箱梁的温度场有限元分析  44-52
    5.3.1 相关参数确定  44
    5.3.2 热边界条件的确定  44-45
    5.3.3 有限元模型的建立  45-46
    5.3.4 箱形梁温度场计算分析  46-52
  5.4 养护罩内的温度场分析  52-57
    5.4.1 养护罩的作用  52-53
    5.4.2 养护罩温度场计算分析  53-55
    5.4.3 小结  55-57
6 结论  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-60

大型混凝土箱梁蒸汽养护工艺与温度场研究

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