隧道锚锚塞体大体积混凝土温度及温度应力研究

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技术人员对桥梁工程中的大体积混凝土温控做了大量研究,但大都集中于主梁0#段、桥墩承台和重力式锚碇等,而对于隧道锚锚塞体这种被岩土包裹的特殊结构,温控研究成果较少,且现行规范的温控指标是否适用于锚塞体大体积混凝土有待进一步研究。本文以重庆太洪长江大桥为工程背景,研究隧道锚锚塞体大体积混凝土温度及温度应力的分布规律,主要工作和成果如下:(1)采用有限元软件对该工程锚塞体大体积混凝土施工过程进行模拟,确定了大体积混凝土的分层分块施工方案及管冷等参数;在施工现场埋设温度传感器,待混凝土浇筑后对锚塞体进行了温度测试和调控,发现该工程混凝土浇筑后1.5d左右便达到了温度峰值,比同类工程达到峰值时间提前了 0.5d~1.0d,且洞内环境温度约为洞外环境温度的0.7倍。(2)对该工程锚塞体大体积混凝土温控参数进行敏感性分析,发现入模温度每升高5℃,温度峰值升高约3℃,且其出现的时间提前约6h,应力峰值上升约0.4MPa;混凝土中水泥含量每降低40kg/m3,温度峰值降低约3℃,且其出现的时间推迟约12h,应力峰值降低约0.3MPa;相比于普通水泥,采用中低热水泥的温度峰值分别降低了 4.6℃、14.9℃,应力峰值降低了约0.4MPa、1.51MPa;将浇筑厚度由4m减小为2m,温度峰值虽只降低1.8℃,但是应力峰值降低1.06MPa;表面对流系数降低10kJ/(m2·h·T),温度峰值增加约1℃,应力峰值降低0.35MPa。这些数据与常见桥梁墩台、锚碇等大体积混凝土温控参数变化规律存在一定差异,隧道锚锚塞体大体积混凝土应制定区别于现行规范的温控参数标准。(3)通过建立有限元模型对比隧道锚和重力锚两种不同的边界条件,发现混凝土侧面土层虽然对锚塞体有一定的约束作用,但由于其没有增加混凝土内部温度峰值,且因隧道锚锚塞体内环境温度变化幅度小的有利因素存在,锚塞体大体积混凝土温控指标应适当放宽,具体标准尚需进一步研究。
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