河南省城市规划设计研究总院有限公司 朱仁波 赵东杰

河南五建集团 姬志洋

空心高墩混凝土水化热温度场分析

河南省城市规划设计研究总院有限公司 朱仁波 赵东杰

河南五建集团 姬志洋

随着高铁和高等级公路建设的发展，桥梁的跨度和高度不断刷新历史，高强度混凝土得到大量应用。高强度混凝土的水泥强度高，外加剂掺量大，水化速度快，放热量多，由此产生的水化温度应力是造成桥梁结构大体积混凝土开裂的主要原因之一。

对于考虑掺加减水剂与粉煤灰的桥梁大体积混凝土水化热温度场，国内外的研究还比较少。本文，笔者基于滑模施工的空心高墩工程实际情况，采用大型有限元软件ANSYS，建立了三维高墩有限元模型，以瞬态热传导方程和水化放热模型为基础，对浇筑9d内的温度场进行分析，并与实测数据进行对比，为同类型的空心高墩混凝土水化热分析提供参考。

一、混凝土水化计算

1.水泥水化热。水泥水化热是大体积混凝土产生温度裂缝的主要因素。因此，国内外也提出了一些对其进行估算的公式。目前主要的计算公式有：指数式、双曲线式、复合指数式等，本文笔者采用朱伯芳院士提出的复合指数表达式：

式中，a、b为计算系数，Q0为水泥水化热总量（kJ/kg），τ为混凝土龄期（d），见表1。

表 1 水化热计算系数取值

2.混凝土绝热升温。混凝土的最终绝热温升，与混凝土水泥用量、外加剂品种、粉煤灰掺加和混凝土的热学性能等有关。……