ABAQUS在混凝土溫度場和徐變溫度應(yīng)力場計算中的應(yīng)用

大體積混凝土是大型橋梁建設(shè)中必須面對并認(rèn)真解決的新課題。結(jié)合廈門海滄大橋大體積混凝土錨碇分層澆筑動態(tài)施工過程,基于三維非穩(wěn)定溫度場和徐變應(yīng)力有限元法,對錨碇施工期和運行期的溫度場、溫度應(yīng)力進行了仿真計算。計算中考慮了外界氣溫的周期變化、太陽輻射、水化生熱、澆筑溫度、分層厚度、徐變及混凝土彈性模量隨齡期變化等因素的影響。仿真結(jié)果給出了溫度場、溫度應(yīng)力的特性、分布及其隨時間變化規(guī)律。通過仿真分析,能預(yù)測大體積混凝土結(jié)構(gòu)中任一點任何時刻溫度、應(yīng)力及是否會開裂等信息;能細(xì)致地進行混凝土結(jié)構(gòu)的防裂研究,客觀地評價所制定的施工方案是否合理,提高工程的抗裂能力與安全性;提出相應(yīng)的溫控措施,為類似工程提供參考依據(jù)。

混凝土大壩溫度場和溫度應(yīng)力場有限元分析——根據(jù)豐滿大壩上游水庫水溫和氣溫觀測資料，建立了大壩上游水庫水溫和當(dāng)?shù)貧鉁氐幕貧w模型。采用有限元數(shù)值計算方法，分析了大壩溫度場，研究了混凝土大壩由于氣溫變化引起的應(yīng)力場交替變化規(guī)律。計算結(jié)果表明，有限元...

利用三維有限元法,對桑郎碾壓混凝土拱壩進行了全過程仿真分析.分析中考慮了混凝土絕熱溫升隨齡期的變化、分層澆筑和夏季停工渡汛等影響因素,得出了溫度場分布及其隨時間的變化規(guī)律.

采用三維有限元法對云南省某水電站老壩線的拱壩壩體施工期溫度場及溫度應(yīng)力進行仿真分析,得到了拱壩溫度場及溫度應(yīng)力分布的一般規(guī)律,為混凝土拱壩的溫控措施的設(shè)計提供有價值的參考依據(jù)。

水管冷卻是一種常用的混凝土溫控技術(shù),對減少壩體裂縫有重要作用.受計算機硬件水平限制,目前在微機中模擬碾壓混凝土壩內(nèi)的每根冷卻水管存在一定困難,因此,兼顧仿真計算精度和速度,綜合等效算法和精細(xì)算法的優(yōu)點,提出一種碾壓混凝土壩徐變溫度應(yīng)力場的快速仿真技術(shù),即在壩體基礎(chǔ)約束區(qū)用精細(xì)算法計算,而在其它區(qū)域用等效算法計算,最后通過工程實例驗證其可行性和實用性.

大體積混凝土的廣泛使用，以及混凝土結(jié)構(gòu)中溫度裂縫的產(chǎn)生，使工程技術(shù)人員越來越關(guān)注早期混凝土熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，以便能夠進一步預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場、應(yīng)力場和溫度裂縫。大體積混凝土分層澆筑過程中溫度場的仿真分析有一定的技術(shù)難度和復(fù)雜性，而利用有限元程序ansys通用平臺，討論模擬混凝土溫度場理論上的可行性，為研究仿真計算提供了依據(jù)。

根據(jù)三維熱傳導(dǎo)理論,運用有限元軟件midas,建立大橋承臺大體積混凝土有限元計算模型,對澆筑溫度場進行仿真分析,研究了溫度場以及溫度應(yīng)力在承臺內(nèi)部分布和隨時間變化的規(guī)律,并與實測結(jié)果進行比較,結(jié)果表明仿真分析數(shù)據(jù)與實測結(jié)果擬合較好。

溫度應(yīng)力的分析、溫度控制和防止裂縫的措施,是大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工中十分重要的課題。充分考慮到溫度變化、彈性模量變化、徐變、自生體積變形等主要影響因素的共同作用,通過對某在建的大型閘室結(jié)構(gòu)現(xiàn)場監(jiān)測及溫度應(yīng)力場仿真分析,對大體積混凝土在施工期的溫度場和溫度應(yīng)力進行探討。

采用有限元數(shù)值方法,利用ansys用戶可編程特性進行澆筑期混凝土彈模模擬,通過對某閘墩分批澆筑施工過程的模擬,分析了大體積混凝土溫度場變化規(guī)律,利用an-sys中熱-結(jié)構(gòu)藕合分析,進行了徐變溫度應(yīng)力計算和分析。

以指數(shù)式混凝土水化放熱模型為基礎(chǔ),運用分析軟件marc建立大體積混凝土三維有限元模型,采用生死單元模擬分層澆筑過程,以#4船塢底板分層澆筑工程為例,計算了7d分層澆筑間歇時間溫度場和應(yīng)力場,并分析了各典型點最大絕熱溫升和最大主應(yīng)力的分布及變化規(guī)律。

對于特大橋承臺施工中的大體積混凝土澆筑，往往會因水化熱導(dǎo)致施工期混凝土內(nèi)外兩側(cè)溫度差及溫度應(yīng)力差，從而產(chǎn)生混凝土早期裂縫，影響結(jié)構(gòu)耐久性與安全性。以臺州灣健跳港特大橋為例，提出優(yōu)化混凝土配合比及溫控方案，對施工期溫度場和溫度應(yīng)力場進行仿真模擬，給出了防止產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施，以指導(dǎo)混凝土澆筑施工，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。

對于特大橋承臺施工中的大體積混凝土澆筑,往往會因水化熱導(dǎo)致施工期混凝土內(nèi)外兩側(cè)溫度差及溫度應(yīng)力差,從而產(chǎn)生混凝土早期裂縫,影響結(jié)構(gòu)耐久性與安全性.以臺州灣健跳港特大橋為例,提出優(yōu)化混凝土配合比及溫控方案,對施工期溫度場和溫度應(yīng)力場進行仿真模擬,給出了防止產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)和溫控措施,以指導(dǎo)混凝土澆筑施工,防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫.

本文從碾壓混凝土的材料特性、施工特定、溫度場溫度應(yīng)力變化特點出發(fā),對其仿真方法、目前進展及具體要求和應(yīng)注意的問題進行介紹,結(jié)合工程總結(jié)了碾壓混凝土重力壩、拱壩的分縫方式,降低澆筑溫度、水管冷卻、表面保溫和斜層碾壓等溫控措施,采用微膨脹混凝土,提高材料抗裂性能的溫控防裂措施。

本文從碾壓混凝土的材料特性、施工特定、溫度場溫度應(yīng)力變化特點出發(fā),對其仿真方法、目前進展及具體要求和應(yīng)注意的問題進行介紹,結(jié)合工程總結(jié)了碾壓混凝土重力壩、拱壩的分縫方式,降低澆筑溫度、水管冷卻、表面保溫和斜層碾壓等溫控措施,采用微膨脹混凝土,提高材料抗裂性能的溫控防裂措施。

闡述了采用三維瞬態(tài)有限元法進行碾壓混凝土拱壩溫度應(yīng)力仿真計算分析的基本理論和方法,考慮混凝土施工過程、氣溫、水溫、通水冷卻及混凝土徐變等因素,并模擬施工期至運行期的全過程。通過對桑郎碾壓混凝土拱壩溫度應(yīng)力進行計算仿真分析,為碾壓混凝土拱壩的溫控措施的設(shè)計提供有價值的參考依據(jù)。

結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差、基礎(chǔ)溫差是混凝土結(jié)構(gòu)施工期易開裂的主要原因,為此,結(jié)合混凝土溫度場、應(yīng)力場的基本原理和水管冷卻的精確算法,通過三維有限單元法對施工期某水閘閘墩進行仿真計算,分析閘墩混凝土施工期溫度場、應(yīng)力場的時空變化規(guī)律,得出在溫降階段閘墩門槽處是裂縫容易出現(xiàn)的地方計算結(jié)果表明,表面保溫和內(nèi)部水管降溫相結(jié)合的溫控措施既能減小結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差又能降低結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)溫差,具有良好的防裂效果,且模板外面貼保溫板的保溫方法能使混凝土表面的施工質(zhì)量得到明顯改觀,值得應(yīng)用推廣.

碾壓混凝土重力壩的溫度應(yīng)力與溫度控制——碾壓混凝上重力壩的斷面尺寸和體積十分巨大，屬于典型的大體積混凝上結(jié)構(gòu)。混凝土澆筑以后，由于水泥的水化熱作用，混凝土升溫膨脹，其中澆筑層內(nèi)部溫度急劇上升，由于此時混凝土彈性模量很小，徐變較大，升溫引起的壓...

混凝土壩的裂縫是一個帶有普遍性的現(xiàn)象,因此有\(zhòng)"無壩不裂\"的說法。在大壩裂縫事故中,除少數(shù)裂縫是因結(jié)構(gòu)不合理或地基不均勻沉降引起之外,大部分是由溫度應(yīng)力引起的。目前,普遍采用的拱梁分載法計算拱壩溫度荷載難以描述拱壩在荷載作用下開裂狀態(tài)?；谶@一點,本文采用ansys有限元數(shù)值仿真技術(shù)、考慮混凝土材料的非線性,對某處于初設(shè)階段的碾壓混凝土拱壩采用混凝土多參數(shù)強度準(zhǔn)則(非線性有限元法)進行計算。根據(jù)初設(shè)階段資料和混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范的要求對大壩關(guān)鍵部位進行等效應(yīng)力計算并分析壩基面開裂狀況,并對大壩封拱溫度取值進行專門分析。在滿足應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)和施工可行的情況下提出合理的特征拱圈封拱溫度值,以供設(shè)計人員參考。

利用三維有限元法,對七里塘碾壓混凝土拱壩進行了施工期的溫度場仿真分析。通過幾個典型時段拱冠梁截面的溫度等值線圖和最高溫度包絡(luò)圖,以及施工結(jié)束時壩體表面的溫度等值線圖,得出了溫度場的分布規(guī)律。仿真分析中考慮了溫度場的參數(shù)敏感性,混凝土絕熱溫升隨齡期的變化、分層澆筑等因素的影響,具有一定的精度,可以為七里塘碾壓混凝土拱壩分析混凝土溫度應(yīng)力和抗裂危險性提供依據(jù)。

結(jié)合工程實例，應(yīng)用現(xiàn)代ｐａｐｆｅ大型軟件，對大體積砼基礎(chǔ)的溫度場及溫度應(yīng)力進行較深入的數(shù)值分析，給出了計算與實例值的比較結(jié)果，提出了相應(yīng)的看法，為ｐａｆｅｃ在工程上的應(yīng)用提供了進一步的實踐應(yīng)用的依據(jù)。

結(jié)合工程實例，應(yīng)用現(xiàn)代ｐａｐｆｅ大型軟件，對大體積砼基礎(chǔ)的溫度場及溫度應(yīng)力進行較深入的數(shù)值分析，給出了計算與實例值的比較結(jié)果，提出了相應(yīng)的看法，為ｐａｆｅｃ在工程上的應(yīng)用提供了進一步的實踐應(yīng)用的依據(jù)。