北四环府河大桥承台水化热温度效应研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着我国基础设施建设的快速发展，大跨径桥梁建设项目日益增多。

桥梁承台作为连接桥墩和基础的关键构件，其安全性和耐久性至关重要。

在承台混凝土浇筑过程中，水泥水化会产生大量的热量，导致承台内部温度升高，形成显著的温度梯度，进而产生温度应力和应变，甚至可能引发裂缝，影响结构的承载能力和使用寿命。

2. 本选题国内外研究状况综述

混凝土的水化热问题是一个经典的研究课题，国内外学者对此进行了大量的研究工作，并取得了丰硕的成果。

1. 国内研究现状

国内学者在混凝土水化热方面做了大量研究，尤其在大体积混凝土结构的温度控制方面取得了显著进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将结合北四环府河大桥的工程实际，采用理论分析、数值模拟和现场监测等方法，对承台水化热温度效应进行系统研究，主要内容包括：1.承台水化热特性分析：分析承台混凝土的水泥品种、矿物组成、水灰比等因素对水化热的影响，并结合相关理论和试验数据，确定水化热参数。

2.承台温度场数值模拟：建立基于有限元法的承台三维温度场数值模型，考虑环境温度、太阳辐射、混凝土浇筑速度等因素的影响，模拟承台浇筑过程及后期养护阶段的温度变化规律。

3.承台温度应力及裂缝风险分析：基于温度场模拟结果，计算承台内部的温度应力分布，并结合断裂力学理论，评估承台的裂缝风险。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的方法，逐步开展以下研究工作：1.收集整理相关资料：收集北四环府河大桥工程资料、相关规范标准以及国内外关于承台水化热温度效应研究的文献资料，为研究工作奠定基础。

2.开展承台水化热特性分析：通过试验测试和理论计算，分析承台混凝土的水泥水化热力学参数，为数值模拟提供依据。

3.建立承台水化热温度场数值模型：利用有限元软件建立承台三维温度场数值模型，并对模型进行验证，确保模拟结果的准确性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：1.基于北四环府河大桥的工程实际，建立精细化的承台三维温度场数值模型，考虑环境温度、太阳辐射、混凝土浇筑速度等多种因素的耦合影响，提高温度场模拟的准确性和可靠性。

2.结合断裂力学理论，对承台水化热引起的裂缝风险进行定量化评估，为承台温度控制措施的制定提供科学依据。

3.利用数值模拟方法，对不同的温度控制措施进行优化设计，提出经济合理的温度控制方案，以满足承台的温度控制要求，并通过现场监测数据对模拟结果进行验证。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 张秀丽, 肖衡, 王海龙. 大体积混凝土承台裂缝控制技术研究[j]. 水利与建筑工程学报, 2023, 21(01): 114-118.

2. 冯晓征, 马巍, 刘超. 基于温度应力比的混凝土坝水化热裂缝风险评价[j]. 水利水电技术, 2022, 53(12): 129-136.

3. 李娜, 邓明科, 汪凯, 等. 大体积混凝土温度应力和裂缝风险控制[j]. 人民长江, 2022, 53(07): 139-145.