大体积混凝土承台水化热的控制分析.pdf

2 0 1 3年第 1期( 总 1 8 9期 ) 安徽建筑 结 构 设 计 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 圆 现场焊接把焊缝检测列入工作重点 ， 首先要确定检测部位 和数量， 检测前配合监理单位进行图上确定部位， 并计算出符 合设计和规范要求的检测数量， 委托有资质的第三方检测单位 进行检测。 检测人员具有超声 I 级以上资质 ， 施工中严格按照超声波 检测流程进行， 了解设计图纸、 钢管结构桁架的施工方案， 本工 程桁架钢管焊缝的焊接质量等级为一级和二级， 但施工中从严 要求， 每道焊缝均进行超声波检查。 2 5拱桁架空中合拢技术的控制 本工程屋盖跨度大， 温差对拱桁架变形的影响较大， 拱桁 架合拢焊缝焊接时间长， 前后存在较大的温差。 合拢施工时， 屋 盖将因温差使得接口处存在较大的内力。 因此合拢前要严格控 制安装精度 ， 特别是主弦杆的端口坐标偏差 ， 同时合理设置合 拢口， 合拢时， 合拢段必须一端先进行焊接， 另一端通过三块限 位连接耳板将两端口定位， 并预留一定的收缩余量， 让其 自由 收缩， 待温度达到设计要求时， 再将合拢口的限位块焊接固定 ， 进行焊接合拢， 限位块必须严格按要求焊接牢固。在进行合拢 口焊接时， 各分段桁架之问上弦杆同时施焊， 每个焊 口由2名 焊工对称焊接 ，选择较好天气且气温在 2 5 5 进行合拢拼 接， 保证一端预留温度变形量和坡 口间隙值。根据当地气候情 况，本项 目钢结构拱桁架合拢时间选在当地时间上午 1 1时开 始焊接， 并在焊接位置搭设挡风棚。 2 6同步分级卸载的控制 钢结构罩棚安装完成后，必须对罩棚钢结构进行分级卸 载 ， 在卸载正式操作之前 ， 采用计算机模拟整个卸载过程的应 变情况 ， 并按照模拟结果进行交底， 交待卸载注意事项， 包括人 员如何站位、 千斤顶卸载操作要领， 做到卸载时统一指挥 统一 行动， 多步骤、 多测点的实时应力应变监测， 并及时把卸载过程 的情况反馈给现场数据采集小组，掌握关键部位的工作应力 ， 及时发现卸载过程中的异常状态 ， 进行预警控制 ， 保障卸载施 工平稳进行 ， 并提供技术支持， 便于卸载后检测单位对卸载后 结构的安全性做出评价。 3 结语 结合现场施工条件及结构自身的特点， 通过对钢结构施工 方案进行调整 、 完善， 并科学地论证 ， 严格按照方案进行施工 ， 加强过程控制， 对焊接质量和安装精度严格的控制， 合理地使 用拱桁架合拢技术， 确保了大跨度钢结构安全、 顺利地实施。 检 测和卸载结果表明， 东、 西看台罩棚钢结构施工符合设计要求 和施工规范规定， 结构安全可靠。 ( 上 接 第 1 1 1页 ) 位 2 4 3 9 ( 温度最高点) 、 2 3 2 7 ( 温度最低点) 查看分析结果( 见图 l 2 ) 。 从以上的温度云图及温度特征点的温度时程图中， 可以看 出： 冷却水管降温效果明显， 出现温度最高点的位置一般位 于冷却水管布置较疏的角点部位及靠近冷却水管出水E l 位置， 前期出现温度最低点的位置位于冷却水管的入水口位置； 最高温度发生在混凝土浇注后 1 d 2 d 。 由承台浇注后不同时间段的温度云图( 无管冷) 可看出各 温度特征点的特征值， 其中首层混凝土浇筑 2 0 h 后内部达到最 高温度为 3 6 2 。 3 2应力云图及应力特征值 3 2 1承台应力云图及应力特征值分析 利用 M I D A S程序对承台进行计算分析，对承台在未设置 循环水冷却环境下和设置循环水冷却环境下计算结果进行初 步分析。计算得出承台浇筑后 2 0 h承台无管冷的第一主应力 ( 见图 l 3 ) 、 第三主应力( 见图 1 4 ) 的云图。 计算得出承台浇筑后 2 0 h承台有管冷的第一主应力 ( 见图 1 5 ) 、第三主应力 ( 见图 1 6 ) 的云图。 为了更清楚地了解水化热分析的特征， 选择模型中特征点 位 6 5 8 8 4 ( 在未设置循环水冷却环境下容许拉应力与结构拉应 力比最小点) 、 6 7 2 7 9( 在未设置循环水冷却环境下压应力最大 点) 、 1 1 2 1 5( 在设置循环水冷却环境下容许拉应力与结构拉应 力比最小点) 、 1 0 0 8 6 ( 在设置循环水冷却环境下压应力最大点) 查看分析结果( 见图 1 7 、 图 1 8 ) 。 分析承台各温度特征点的应力特征值， 其中在未设置循环 水冷却环境下混凝土浇筑 2 0 h后承台表面的最大拉应力为 0 2 5 MP a ，在设置循环水冷却环境下混凝土浇筑 2 0 h后承台表 面的最大拉应力为 0 1 5 MP a 。 4 结论及建议 承台未设置循环水冷却环境下 ， 混凝土浇筑 2 0 h后内部 达到最高温度为5 2 6 ； 设置循环水冷却环境下， 混凝土浇筑 2 0 h后内部达到最高温度为 3 6 2 。冷却水管对承台浇筑过程 水化热降温效果明显。 根据计算结果显示， 承台在未设置循环水冷却环境下浇 注后 3 0 h内， 其拉应力较大， 且实际浇筑发生在 9月份， 实际环 境温度较高， 易发生裂缝 ， 建议采用适当的管冷减小承台浇筑 过程水化热的影响。 混凝土块体内部平均温度与表面温度之差为内外温差， 为防止混凝土内外温差过大引起表面裂缝 ， 建议施工中需控制 混凝土内外温差小于 2 5 。承台浇筑完成后 3 d内各层混凝土 表面拉应力值上升较快，需加强对混凝土表面的保温措施， 以 减低内外温差。 参考文献 【 l 】 黄志福- 大体积承台混凝土水化热分析及温度控制措施【 J 1 工程与 建设，2 o o 8 ( 1 ) f 2 12 朱伯芳 大体积混凝土温度应力与温控措施【 M 】 北京： 中国水利水 电出版社， 1 9 9 8 3 1 卢二侠 大体积混凝土承台水化热温度分析与控制【 D 1 长沙： 湖南 大学 ， 2 0 0 3 【 4 】 G B 5 0 4 9 6 2 0 0 9 ， 大体积混凝土施工规范【 s 】 北京 ： 中国建筑工业 出 版社， 2 0 0 9 虽