混凝土表面保温和水管冷却的温控效果研究

为了对比探讨表面保温和通水冷却这两种措施的温控效果,采用有限单元法,对带有冷却水管的混凝土温度场和应力场进行模拟计算。在表面保温方面,认为应合理选择保温力度,优化保温效果,可以实现“既达到防止早期表面开裂,又能提高后期表面的抗裂性能”的目的。在水管冷却方面,提出了影响水管冷却效果的4个控制指标,即温度峰值、峰值龄期、降温速率和停水温度,认为在采用水管冷却方法控制温度峰值的同时,还应考虑峰值龄期和降温速率对温度应力的影响。     

水管冷却对混凝土闸墩结构温度的影响

结合水管冷却方法在白沙水库溢洪道混凝土闸墩施工中的应用,分析了影响冷却效果的因素,确定了施工中冷却水管的布置方法和监控措施,对采用冷却水管时的结构理论绝热温降进行了计算,并在相同条件下对采用冷却水管和不采用冷却水管两种情况的现场实测温度变化进行了对比分析,结果表明,此方法应用于闸墩结构的温度控制中可有效降低混凝土内部温度的峰值。     

闸墩温度应力与开裂关系的研究

闸墩开裂是水闸建设的关键问题之一,为了分析闸墩开裂的真正原因,找出具有针对性的加固措施,采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法,对混凝土闸墩浇筑过程的因素进行了敏感分析,共计算了7个闸墩长度、7个闸墩厚度、3种地基情况下的全部应力分量,计算结果表明闸墩的长度、厚度和地基情况对闸墩应力均有一定的影响,但闸墩长度不是闸墩温度应力的控制因素。在岩石地基上,当闸墩厚度超过2.0 m时,第一温度主应力超过混凝土的抗拉强度,温度应力成为控制闸墩开裂的绝对关键因素;在岩土地基上闸墩的开裂不仅仅只是由温度应力引起的,其它因素如外加荷载和地基的不均匀变形等也起很大的作用。     

高温季节进行坝体二期水管冷却时的表面保温

在高温季节进行坝体二期水管冷却时，受到外界气温的影响，在表面5～7m范围内，很难降低到规定的温度，接缝不能充分张开，影响到接缝灌浆质量．针对这个问题进行分析，提出了简便的计算方法，应用此方法进行水管冷却计算，根据所得结果表明，采取相应厚度的保温板进行表面保温，可得到良好的表面保温效果     

溢洪道闸墩施工期温控的新方法

泄洪闸闸墩施工期温控目的在于降低混凝土早期水化热,闸墩结构中水管冷却方法应用较少。本文结合某水库溢洪道闸墩温控实例,通过对水管冷却的热工计算,对比相同施工环境条件下是否采用冷却水管的实际温度变化过程,表明在泄洪闸闸墩施工期温度控制中使用水管冷却可有效降低混凝土温度峰值,对闸墩结构的温控与防裂的实践意义重大。     

高温季节进行坝体二期水管冷地时的表面保温

在高温季节进行坝体二期水管冷却时，受到外界气温的影响，在表面５－７ｍ范围内，很难降低到规定的温度，接缝不能充分张开，影响到接缝灌浆质量，针对这个问题进行分析，提出了简便的计算方法。应用引方法进行水管冷却计算，根据所得结果表明，采取相应厚度的保温板进行表面保温，可得到良好的表面保温效果。     

泄洪闸闸墩抗振加固措施研究

针对闸墩大幅振动问题,基于重力相似准则建立了闸墩整体水动力荷载测试模型,以试验所得水动力荷载作为输入,建立闸墩三维有限元模型,进行闸墩流激振动响应数值计算。比选了几种加固设计方案,以动位移作为控制指标研究加固减振效率与规律,最后得出一种既能保证加固效果又能降低工程造价的优化方案,可为同类加固减振工程提供参考。     

水工建筑物墩墙温度应力分析与抗裂暗梁的设计研究

针对水闸、船闸等水工建筑物墩墙混凝土裂缝难以通过施工工艺有效控制的现状,通过对墩墙温度应力的计算分析,阐明了抗裂设计的必要性,探讨了抗裂暗梁的设计方法。工程实施结果表明,合理配置墩墙抗裂暗梁,可有效控制混凝土裂缝尤其是贯穿性裂缝的发生,是一种作用比较明显的抗裂设计措施。     

低热硅酸盐水泥在闸墩混凝土中的应用研究

分析在深溪沟水电站工程中使用的低热、中热硅酸盐水泥的热学、力学性质,用仿真分析软件FZFX3D根据现场施工的实际情况计算两种水泥在闸墩中使用后的温度场和应力场。分析结果表明低热水泥的应用,能有效降低混凝土内部温度峰值,减少温度应力,防止温度裂缝。闸墩在冬季施工中使用低热水泥能明显提高抗裂安全系数,可减少温控措施。在夏季施工中,低热水泥提高抗裂安全系数的效果不如冬季,但由于夏季温度应力大,低热水泥的使用更加必要。     

淮河入海水道二河新建水闸混凝土温控防裂研究

针对新建水闸闸墩混凝土早期易出现竖向“上不着顶,下不着底”的裂缝问题,用三维有限元仿真计算法,对该水闸施工期混凝土的温度场和应力场进行了多方案的计算分析,其中包括施工过程仿真、温控措施仿真、环境条件仿真、施工方案比较等,以揭示了这类裂缝产生的机理。建议混凝土底板与1m高闸墩底部混凝土同时浇筑,改善闸墩变形约束条件,降低底板强约束区部位闸墩拉应力,以不出现裂缝。工程实践表明,这一建议是正确的。此外,对第Ⅴ联中墩内埋冷却水管的温度削峰效果也进行了模拟计算,给出了这种冷却措施的效果和特点。     

大体积混凝土闸墩施工期冷却水管布置方案研究

采用模拟冷却水管冷却效应的直接算法对大体积混凝土结构内的冷却水管的冷却效应进行了模拟,根据闸墩结构特性进行了不同水管布置方案的比较,并与无冷却水管措施的方案进行对比,且提出了最优的冷却水管布置方案。结果表明,冷却水管直接算法可以很好地模拟冷却水管在闸墩施工期对混凝土的降温效果。本研究可为闸墩混凝土施工期温控措施的制订提供参考。     

闸墩水管冷却的光纤光栅温度监测及反馈分析

将光纤Bragg光栅温度传感技术应用于水闸工程的闸墩进行实时温度监测,同时对该工程进行施工期温度场和应力场反馈分析.将光纤光栅温度传感器串联熔接形成准分布式测温系统,既具有分布式光纤测温的优点,又可克服分布式光纤测温精度不高以及常规仪器点式监测等缺点.由于闸墩混凝土是薄壁结构,其温度特性和应力状态受混凝土浇筑前后几天的气温影响较大,建议结合周天气预报,将光纤光栅温度传感技术与温度场和应力场仿真分析相结合,进行实时在线监测、实时仿真和实时反馈,及时采取合理的温控措施.     

考虑外界温度影响的水管冷却等效热传导方程

水管冷却是大体积混凝土温度控制的重要措施，由 于水管附近温度梯度很大，直接用有限元法计算水管冷却效果，必须采用密集网格，有较大困难，目前广泛采用笔者在文献［3］中提出的等效热传导方程，该方程已考虑了混凝土的 初始温度和绝热温升，但没有考虑外界温度的影响，本文给出在水管冷却等效热传导方程中 考虑外界温度影响的计算方法，使等效热传导方程趋于完善。     

Temperature control and cracking prevention in coastal thin-wall concrete structures

A three-dimensional finite element program for thermal analysis of hydration heat in concrete structures with a plastic pipe cooling system is introduced in this paper. The program was applied to simulation of the temperature and stress field of the Cao’e Sluice during the construction period. From the calculated results, we can find that the temperature and stress of concrete cooled with plastic pipes are much lower than those of concrete without pipes. Moreover, plastic pipes could not be corroded by seaw...     

泵站施工期温控防裂敏感性分析研究

以化子闸泵站工程为例,考虑冷却水温度、通水流量、水管间距、混凝土浇筑温度、保温层厚度以及后浇带宽度等因素,利用三维有限元计算程序,对泵站施工期的混凝土温度与应力进行数值模拟。结果表明,改变水管间距对混凝土冷却效果的影响较为明显;设置后浇带对温度应力有较大的释放;水管通水水温、混凝土浇筑温度与产生的拉应力呈现线性增长。水管通水流量超过一定值时泵站冷却效果不佳。保温措施能有效避免低温季节浇筑早期产生的表面裂缝。同时,选取优化温控方案对化子闸泵站施工期温度、应力场进行了仿真分析。结果表明:温控措施优选合理,泵站内外温差、早期表面拉应力及后期内部拉应力均处于安全可靠范围,可为泵站工程安全运行提供参考依据。     

混凝土大坝闸墩开裂机理及其加固措施

研究了混凝土大坝闸墩由于气温的交替变化引起开裂的力学机理。采用有限元数值计算方法,分析了混凝土大坝闸墩一年四季的温度场和应力场分布。数值计算结果表明,在寒冷季节混凝土大坝闸墩的温度拉应力会超过混凝土的抗拉强度。针对丰满混凝土大坝闸墩开裂的工程实际问题,提出了闸墩加固修补方法,包括钢筋预应力锚索、混凝土灌浆和表面修复等技术。     

寒潮作用下大型水闸施工期温控防裂仿真分析

针对大型混凝土水闸因体积庞大进行寒潮影响下的温控防裂仿真计算时精度较低的问题,提出了子母模型联合反馈修正算法,有限元计算过程中在空间上和时间上进行加密,每完成一次子模型的计算,将结果反馈至母模型。于曹闸工程实例分析表明:5℃及10℃温差区间寒潮冷击对结构表面温度影响较大,对内部影响较小,导致表面开裂,采取适当保温措施即可防裂;该计算结果可满足工程要求,提高了计算速度,证明了算法的合理性。     

倒T字型混凝土薄壁结构施工期温度裂缝控制研究

针对倒T字型混凝土薄壁结构特点以及施工期易产生裂缝这一问题，阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施。倒T字型薄壁混凝土结构早期的内外温差，后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因，而表面保温和内部水管降温是防止这类裂缝的有效温控措施。基于Arrhennius方程，采用水化度理论预测了温度和龄期对混凝土基本热学和力学性能发展的影响规律，结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的精确算法，对某－实际工程进行了仿真计算分析。计算结果表明在表面保温和内部水管降温相结合的温控措施下，防裂效果良好。该措施对类似工程具有一定的参考价值。