大跨变截面混凝土箱梁施工期温度效应研究

为研究大跨径变截面混凝土箱梁施工期的水化热温度效应,找出合理的温控措施,降低混凝土早期的开裂风险,以1座混凝土变截面连续箱梁桥墩顶现浇梁段为例,应用有限元数值模拟计算方法,建立了现浇梁段精细化有限元模型,对墩顶浇注梁段的施工水化热过程开展了研究.通过开展混凝土水化热发展及早龄期力学性能现场实测试验,验证了精细化有限元模型的准确性.基于验证后的数值分析模型分析了大跨箱梁1#块腹板现场浇注后的水化热温度、应力场变化规律,揭示了外界环境温度和混凝土入模温度参数对箱梁腹板应力状况的影响机制.结果表明:现浇梁段混凝土水化热温度效应受外部环境温度和入模温度影响明显,外部环境平均温度的降低和混凝土浇注入模温度的升高会显著增大腹板靠近表面处的混凝土主拉应力极值,温度引起的应力增加速率快于混凝土强度形成速率,从而加剧了混凝土腹板早期开裂风险.为有效控制和预防大跨变截面混凝土箱梁腹板早期开裂,混凝土浇注宜选择在日平均气温较高时进行,同时采取人为干预措施控制混凝土入模温度在20℃以内,以降低混凝土箱梁早期水化热温度应力.该结论可为同类工程的施工和温控措施提供参考和借鉴.