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混凝土箱梁水化热温度损伤修正耦合方法

张岗 贺拴海 宋一凡

张岗, 贺拴海, 宋一凡. 混凝土箱梁水化热温度损伤修正耦合方法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(1): 54-60.
引用本文: 张岗, 贺拴海, 宋一凡. 混凝土箱梁水化热温度损伤修正耦合方法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(1): 54-60.
ZHANG Gang, HE Shuan-hai, SONG Yi-fan. Updating coupling method of hydration heat temperature damage for concrete box girder[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(1): 54-60.
Citation: ZHANG Gang, HE Shuan-hai, SONG Yi-fan. Updating coupling method of hydration heat temperature damage for concrete box girder[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(1): 54-60.

混凝土箱梁水化热温度损伤修正耦合方法

基金项目: 

国家西部交通建设科技项目 200538181215

详细信息
    作者简介:

    张岗(1980-), 男, 甘肃庆阳人, 长安大学工学博士研究生, 从事桥梁结构理论与分析研究

    贺拴海(1962-), 男, 陕西洛川人, 长安大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U441.5

Updating coupling method of hydration heat temperature damage for concrete box girder

More Information
  • 摘要: 为了防止混凝土箱梁墩顶块在施工过程中出现早期开裂与温冲现象, 研究了混凝土水化热温度损伤模型, 综合考虑混凝土弹性模量与边界条件的时变效应, 采用线性迭代方法, 建立了混凝土箱梁墩顶块水化热温度损伤修正耦合方法, 计算了水化热温度损伤场随时间变化的过程, 得到了水化热温度损伤时程关系曲线, 分析了温度损伤时变效应规律。计算结果与实测结果对比表明: 混凝土箱梁水化热温度偏差小于10%, 水化热温差峰值比水化热温度峰值滞后约32h, 等效应变峰值与温差峰值发生时间相同, 水化热温度损伤度与等效应变成正比, 时变效应规律一致, 因此, 此方法可行。

     

  • 图  1  三维空间

    Figure  1.  3D space

    图  2  指数函数损伤模型

    Figure  2.  Exponential function damage model

    图  3  温度测点

    Figure  3.  Measure points of temperature

    图  4  底层温度分布

    Figure  4.  Temperature distribution of bottom layer

    图  5  顶层温度分布

    Figure  5.  Temperature distribution of upper layer

    图  6  水化热温度峰值时程曲线

    Figure  6.  Time-dependent curves of peak values for hydration heat temperatures

    图  7  水化热温差峰值时程曲线

    Figure  7.  Time-dependent curves of peak values for hydration heat temperature difference

    图  8  底层等效应变分布

    Figure  8.  Distribution of equivalent strain for bottom layer

    图  9  顶层等效应变分布

    Figure  9.  Distribution of equivalent strain for upper layer

    图  10  等效应变时程曲线

    Figure  10.  Time-dependent curves of equivalent strains

    图  11  损伤度时程曲线

    Figure  11.  Time-dependent curves of damage degrees

    表  1  理论温度与实测温度比较

    Table  1.   Comparison of theory and actual temperatures

    测点 累计时间/h 24 48 72 96 120 144 168 192
    A1 实测温度/℃ 56.7 65.3 62.4 55.7 53.1 47.5 42.7 38.5
    理论温度/℃ 56.4 66.6 63.4 57.4 51.1 45.2 40.3 36.9
    偏差/% 0.4 -2.0 -1.6 -3.1 3.8 4.8 5.6 4.2
    A2 实测温度/℃ 58.3 61.6 57.2 54.5 54.5 44.9 38.1 35.7
    理论温度/℃ 56.3 66.8 63.6 57.6 51.3 45.4 40.5 37.1
    偏差/% 3.4 -8.4 -9.4 -5.7 5.9 -1.1 -6.2 -3.9
    A3 实测温度/℃ 54.3 69.0 69.9 66.7 57.0 49.6 44.9 37.8
    理论温度/℃ 56.2 67.4 65.7 60.6 54.5 48.2 42.8 39.1
    偏差/% -3.4 2.3 6.0 9.1 4.4 2.8 4.7 -3.4
    A4 实测温度/℃ 52.8 65.4 66.9 62.3 50.7 50.3 44.9 37.6
    理论温度/℃ 55.8 65.9 63.9 58.8 52.9 46.7 41.5 38.0
    偏差/% -5.7 -0.8 4.5 6.0 -4.3 7.2 7.6 -1.1
    A5 实测温度/℃ 56.6 61.0 61.3 59.5 57.4 44.6 39.1 37.0
    理论温度/℃ 55.2 64.3 63.2 58.9 53.2 47.1 41.6 38.1
    偏差/% -2.5 -5.4 -1.4 1.2 7.3 -5.6 -6.3 -2.9
    D1 实测温度/℃ 52.6 53.2 53.4 44.0 42.3 35.6 30.1 28.3
    理论温度/℃ 56.3 57.0 52.0 46.9 41.9 36.9 32.8 30.8
    偏差/% -7.0 -7.1 2.6 -6.6 0.9 -3.6 -8.9 -8.8
    D2 实测温度/℃ 51.6 69.7 70.4 61.8 58.2 55.1 44.7 36.2
    理论温度/℃ 55.8 65.8 63.9 58.9 53.0 46.9 41.6 38.1
    偏差/% -8.1 5.6 9.2 4.6 8.9 8.2 6.9 -5.2
    D3 实测温度/℃ 58.0 58.6 58.9 58.3 57.0 49.4 44.5 40.1
    理论温度/℃ 55.0 63.2 61.3 56.9 51.4 45.6 40.4 37.1
    偏差/% 5.2 -7.4 -4.0 2.4 9.8 7.7 8.9 7.4
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    表  2  修正弹性模量

    Table  2.   Modified modulus of elasticity GPa

    时间点/h 24 48 72 96 120 144 168 192
    原始弹性模量 7.80 12.00 14.63 16.42 17.73 18.72 19.50 20.13
    测点 A1 7.49 11.23 13.60 15.31 16.60 17.58 18.37 19.03
    A2 7.49 10.99 13.27 14.99 16.34 17.36 18.18 18.88
    A3 7.45 11.29 13.76 15.52 16.81 17.78 18.54 19.17
    A4 7.43 11.24 13.69 15.44 16.73 17.71 18.47 19.11
    A5 7.44 11.26 13.71 15.44 16.72 17.69 18.45 19.09
    D1 7.49 11.29 13.69 15.40 16.69 17.68 18.46 19.11
    D2 7.47 1.42 13.88 15.57 16.82 17.77 18.54 19.16
    D3 7.43 11.16 13.50 15.18 16.45 17.44 18.23 18.91
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  • 收稿日期:  2007-06-11
  • 刊出日期:  2008-02-25

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