[發明專利]基于MIDAS的橋梁拱座混凝土澆筑水化熱分析方法

在審

• 申請號: 201810479102.4
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108647463A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 黃增財;劉丹娜;杜鳴曲;楊偉威;楊科
• 申請（專利權）人: 中交路橋北方工程有限公司;中交路橋建設有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 董永輝;管士濤

基于MIDAS的橋梁拱座混凝土澆筑水化熱分析方法，包括以下步驟：1)取拱座以及其下部的承臺的1/4對稱部分建立熱分析模型；2)設置邊界條件，邊界條件包括固定溫度、對流邊界、約束、對稱邊界，3)計算最大絕熱溫升值，4)對應每層澆筑時間定義一個施工階段，在拱座養護期間，按不同時間定義多個施工階段，對應施工階段定義拱座和承臺的參數，進行求解計算；5)溫差分析和溫度應力分析，獲取拱座各層中心的節點裂縫比率曲線，判斷拱座中心產生裂縫幾率是否滿足要求。本發明建立混凝土拱座的水化熱有限元模型，真實反應混凝土內部水化熱變化趨勢和采取冷卻水管降溫后內部水化熱變化趨勢。

技術領域

本發明涉及橋梁建筑領域，具體地說，涉及一種基于MIDAS的橋梁拱座混凝土澆筑水化熱分析方法。

背景技術

近年來我國公路建設高速發展，各類大跨徑橋梁也應運而生，大體積混凝土在橋梁建設中更是得到廣泛應用。在解決大體積混凝土施工水化熱分析問題上，目前技術人員主要利用手算或電算對混凝土的溫度應力進行分析計算。手算和電算結果相差不大，且均能滿足精度要求，但兩者優劣明顯。手算可修改性差，若需進行修改，重復工作量大，圖形繪制效果差，效率低，而電算可修改性高，若需進行修改，只需簡單調整，即可快速得到計算結果，并且程序能自動繪制圖形，能文圖并茂直觀的顯示結果，工作效率極高。為高效準確的得到計算結果，采用有限元數值模擬分析軟件進行大體積混凝土水化熱電算分析，已成為一種必然趨勢。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供一種基于MIDAS的橋梁拱座混凝土澆筑水化熱分析方法，所述拱座設置在承臺上，所述分析方法包括以下步驟：

1)模型建立

取拱座以及其下部的承臺的1/4對稱部分建立熱分析模型，并劃分網格；

2)設置邊界條件

所述邊界條件包括固定溫度、對流邊界、約束、對稱邊界，

對承臺底部及側面所有節點添加固定溫度；

對承臺底面所有節點添加固定約束，限制承臺底面節點平動和轉動；

在拱座側模拆模前，對拱座側面添加模板對流邊界，通過設置模板對流系數來確定；

對拆模后拱座側面和頂面添加砼覆蓋對流邊界，通過設置砼覆蓋對流系數來確定；

對模型的兩個對稱面上的所有節點分別添加垂直于該對稱面的平移約束；

3)計算最大絕熱溫升值，

Th＝(mc+K·F)Q/c·ρ

其中，Th----混凝土最大絕熱溫升；

mc---混凝土中水泥用量；

F----混凝土活性摻合料用量；

K----摻合料折減系數；

Q----水泥28天水化熱；

C---混凝土比熱；

ρ—混凝土密度；

4)施工階段分析

根據拱座分層澆筑過程及養護期間對拱座定義對應的施工階段進行數值模擬分析，對應每層澆筑時間定義一個施工階段，而在拱座養護期間，按不同時間定義多個施工階段，根據設置的多個施工階段定義拱座和承臺的參數，進行求解計算；

5)結果分析

5.1)溫差分析

獲取各施工階段拱座各層中心的節點溫度隨時間變化曲線和拱座各層表面的節點溫度隨時間變化曲線，判斷拱座中心溫度與表面溫度差值是否滿足要求；

5.2)溫度應力分析