混凝土桥墩在高原环境施工过程中表面开裂风险评估

摘要

高原地区环境较为复杂，其中极干燥、大温差是该地区独有的特点，为探究在混凝土桥墩施工周期内该环境作用对桥墩的影响，提出了一种温-湿-力三场单向顺序耦合的计算方法：即太阳辐射荷载作用于混凝土桥墩，考虑桥梁三维遮挡计算模型的温度场；温度场影响下的混凝土内部湿度扩散系数和混凝土表面湿度转移系数的湿度场；考虑混凝土收缩本构模型的应力场.基于ABAQUS二次开发平台，采用ABAQUS有限元软件计算得到混凝土桥墩表面最大主应力（后文简写为表面应力）.为了可以直观体现出桥墩表面的开裂情况，采用桥墩表面应力与混凝土抗拉强度的比值来对桥墩表面进行开裂风险评估.在本文计算理论下的结果表明：环境气温由-19～11℃变化为12～28℃，桥墩表面应力与开裂风险峰值降低5%左右；环境湿度由0.3变为0.7，桥墩表面应力和开裂风险峰值降低约47%，即混凝土表面应力与开裂风险随环境湿度降低而增大，随环境温差减小而减小，且该环境下混凝土桥墩表面均已完全开裂.

关键词

高原环境 / 桥墩 / 混凝土 / 表面应力 / 开裂风险

基金资助

国家自然科学基金（52108163）; 天津市自然基金重点项目（23JCZDJC00510）