大体积混凝土冷却水管优化研究

冷却水管能够有效的降低大体积混凝土温度应力,其中冷却水管的各项参数起着决定性作用.利用三维有限元计算分析浇筑过程中坝段的温度变化,主要考虑了冷却水管与混凝土之间的热量交换、冷却水管沿程温度的逐渐变化,通过选择不同参数的冷却水管,对混凝土内部温度变化进行详细的计算分析.结果表明:冷却水管的排布型式、通水温度、时间,对混凝土温度有着显著的影响,合理选择各项参数能够有效降低混凝土内部温度梯度,减小温度应力从而预防温度裂缝的产生,对大体积混凝土的温控防裂有着积极的意义.     

不同材质水管温控防裂对比分析

埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一.对不同材质的冷却水管的温控防裂效果进行研究后发现:铁管的冷却效果最好,但容易出现管壁混凝土应力问题且花费较高,钢丝网塑料复合管冷却效果次之,HDPE管最差.在工程实践中要根据工程现场的实际情况经过精细的仿真计算分析来确定所需水管、合理的水管层距和间距及冷却过程.     

水管冷却对大体积混凝土基础温度场影响分析

用MIDAS/GEN软件建立模型,分析了水管冷却6种工况下大体积混凝土内部的温度和应力变化。结果表明:设置冷却水管可以有效控制混凝土内部的温度峰值;冷却水管的水平间距越小,水管距混凝土中部越近,管中注入水流初始温度越低,对温度的控制越有利。     

大体积砼温控分析与监测

通过温控计算,采用低水化热水泥和分块分层浇筑方法,并适当埋设冷却水管,降低混凝土入模温度,采用实时温度跟踪监测,从而降低了砼温度应力和提高砼本身抗拉性能,确保了地下室底板大体积砼施工质量.     

大体积混凝土基础的水管冷却温度场研究

针对大体积混凝土基础,进行混凝土浇筑后的温度场有限元分析,研究分析了冷却水管水平间距、竖向间距、入模温度与冷却水入管温度之差、水管长度、冷却水流量、混凝土基础厚度等参数对混凝土最高温度的影响.通过数值计算结果的回归,建立了大体积混凝土基础最高温度的实用估算公式,该公式与相关实测数据及分析结果相吻合,对大体积混凝土基础施工具有参考价值.研究结果表明,冷却水管的间距及水管长度对混凝土基础最高温度的影响最大.     

冷却水管在泄洪闸闸墩施工期温控中的应用

施工期通冷却水可降低大体积混凝土早期水化热,是成熟的冷却方法,闸墩结构中应用较少.本文结合白沙水库溢洪道闸墩结构中的冷却水管降温方案的设计,通过对水管冷却的热工计算,分析冷却水管冷却的降温幅度,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,表明水管冷却在泄洪闸闸墩施工期温度控制中使用可有效降低混凝土温度峰值,对闸墩结构的防裂具有重要意义.     

五峰山长江大桥大体积锚碇混凝土的施工期应力数值仿真及控制

针对五峰山长江大桥大体积锚碇混凝土结构在施工期容易开裂的难题,运用考虑水化度和埋置式冷却水管模型的三维有限元计算程序,对该锚碇的大体积混凝土结构在施工过程中的温度场和应力场进行了仿真计算.计算结果表明,锚碇混凝土内部温度高于表层,但表层温度时空梯度较大,故拉应力大于内部.在采用多个工况对拉应力进行仿真控制时,发现由于结构尺寸巨大,仅依靠温控措施无法达到防裂要求,需综合采用材料、温控、结构等防裂措施才能将拉应力降至抗拉强度范围内,有关措施可为今后类似工程提供借鉴.     

考虑管冷的大体积混凝土水化热分析

目的研究管冷的设计方法和控制措施,从而减小混凝土内部温度梯度,控制混凝土温度裂缝.方法采用混凝土内部布置冷水管,研究管径、进水温度、水流量和通水时间等因素对大体积混凝土水化热现象的影响,以确定对应参数合理范围.结果分析得到在管冷直径为20 mm、进水温度15℃、水流量为1.5 m3/h时,承台的冷却效果较好并达到要求.结论通过合理的管冷设计,能够起到良好的降温效果并且减少资源浪费.在大体积混凝土温度控制中要尽量控制好各个影响因素的相互关系.     

福建某碾压混凝土重力坝温控仿真及温控标准研究

亚热带地区高温季节气温与热带相似,且昼夜温差大,对大坝混凝土温控防裂较为不利.本文以福建省某典型碾压混凝土重力坝工程为例,采用有限元法开展了大坝混凝土温控措施及温控标准研究.基于稳定温度场计算结果,依托规范并参考相似工程提出相应温控标准;通过不同方案对浇筑温度、冷却水温和水管间距等温控措施进行了敏感性分析,并据此给出了推荐温控方案.仿真结果表明不采取温控措施时各区最高温度均不能满足控制要求;最高温度对浇筑温度较为敏感,但只控制浇筑温度时,后期内部温度下降缓慢,可能在低温季节产生较大的内外温差而导致表面开裂;综合考虑浇筑温度及通水冷却,可有效降低最高温度及后期内外温差.研究成果可为亚热带地区的类似工程提供参考.     

快速浇筑条件下混凝土坝施工期温度与应力特性和防裂方法

针对混凝土坝工程建设投资大、周期长,同时混凝土容易开裂的特点,提出了混凝土坝厚浇筑层、短间歇期的快速浇筑新方法,并以陶岔混凝土坝为背景,从温度控制、防裂安全和施工工艺等角度研究了该方法的可行性和实现策略.基于水管冷却大体积混凝土温度和应力高精度仿真计算理论和方法,对快速浇筑条件下坝体的温度与应力特性和裂缝机理进行了深入分析与探讨,剖析应力安全的主要影响因素,在此基础上提出了合理可行的综合温控防裂方法.混凝土坝脱离基础约束区后将浇筑层厚度从3.0m增加至4.5m甚至6.0m,浇筑层间歇期缩短至7d以内,单纯地从温度控制、应力安全和施工工艺等角度分析,是基本可行的,但须采取更加严格的温控措施.研究表明,浇筑层厚越大,早期坝体内部最高温度越高,仓面及坝体表面温度梯度越大;间歇期缩短,坝体内部最高温度增加,但仓面温度梯度减小,坝体表面温度梯度增加,拉应力与温度梯度呈正相关关系.新方法能够在确保坝体应力安全的前提下显著加快混凝土坝建设速度,在混凝土筑坝技术领域应用前景广泛.     

异形大体积混凝土水化热研究及仿真分析

为了研究异形大体积混凝土在施工过程中的温度及应力变化规律,同时验证防止异形混凝土结构开裂的设计合理性。以龙游县景观云桥某异形大体积混凝土桥墩为工程背景,通过是否考虑冷却管对结构水化热的影响,利用大型有限元软件分别建立有限元模型进行仿真分析,研究结构内部温度沿厚度方向的时变规律,并对有无冷却管的结构温度场及应力场进行对比分析。结果表明:在浇筑过程中,结构中心部位温度先升后降,且伴随混凝土龄期的发展,混凝土内部高温区域逐渐缩小,且由起始浇筑中心位置逐渐沿厚度方向向下移动。结构早期应力由内外温差引起,且集中于外表面。异形桥墩内部温度场与常规形状桥墩分布变化规律基本相同,并且内部温度略低于后者。通过布置冷却管,能有效降低结构水化热,减小温度应力,有效控制表面温度裂缝的产生。     

基于等效时间的混凝土水管冷却等效热传导

采用等效时间成熟函数反映不同温度历程下混凝土的水化反应状态,对考虑混凝土水化度的水管冷却等效热传导进行了研究,推导了基于等效时间的混凝土水管冷却等效热传导有阴无计算公式,研制了相关的有限元程序．在计算有热源水管冷却问题的混凝土平均温度时,需要存储各高斯点、各增量步等效时间增量．以获得时间增量区间对应的等效时间增量区间,然后计算考虑混凝土水化度时,该时间区间内的水化热温升增毓．针对采取骨料预冷和通水冷却等温控措施的某实际混凝土工程,分析在高温季节浇筑的混凝土块的温度和徐变应力,结果表明温度变化范围在12－27℃,考虑混凝土水化度时计算的浇筑块温度最大增高1.022℃,但徐变应力差民较小。     

混凝土坝冷却水管冷却效果研究现状及趋势

在混凝土坝中利用冷却水管中循环冷水来降低混凝土内部水泥的水化热温升,是混凝土坝温度控制的最有效措施。通过对混凝土坝开裂、裂缝的类型、产生的原因、危害和混凝土坝温度控制及冷却水管仿真计算研究现状的分析,论述了混凝土坝中冷却水管仿真计算的研究方向。     

水管冷却混凝土温度场离散算法网格密度研究

水管冷却混凝土温度场离散算法精度较高,但水管周围温度梯度较大,必须布置较密的网格,计算量较大．为了同时满足计算量和工程精度的要求,需研究水管周围的网格密度．建立3个不同网格密度的含水管混凝土块有限元模型,对每一个模型都分别赋以3种不同的管壁放热系数进行计算．计算结果对比表明,对于大坝目前常用的塑料冷却水管,将水管周围混凝土网格加密1层即可满足工程需要;对于高导热性能塑料水管或金属水管,建议加密2层．     

水管冷却在墩墙混凝土结构中的应用

借助于混凝土水管冷却温度场严密算法及现场实验反演得出的计算参数,对姜唐湖退水闸闸墩施工期现场水管冷却的仿真效果进行了对比分析.分析结果表明,冷却水管具有明显的导热降温作用,可达到防止混凝土早期开裂的目的.     

混凝土水管冷却计算方法综述

埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一,就近年来关于带有冷却水管混凝土三维温度场有限元计算方法进行了对比分析,指出直接解法和Jin Keun Kim法是相对来说比较简单实用的,计算量小且可以满足精度要求．     

水管冷却方法在大体积混凝土基础工程中的应用

介绍用水管冷却的方法来控制建筑基础工程中大体积混凝土的内部温度,防止其由于内外温差过大产生温度裂缝,以保证基础的整体性·     

混凝土结构施工中采用冷却水管减少裂缝效果及机理分析

为了控制混凝土浇筑后所产生大量的水化热量,消散混凝土内部聚集的热量。采用数值模拟的方法,对混凝土内部温度较高位置添加不同距离的降温水管,将内部不易散失的热量,通过循环的水带走,减小内外温差,并结合现场试验进行论证。结果表明:在混凝土内部设置降温水管,流动的水可以带走一部分混凝土中由于水化热作用产生的热量,明显有效地降低混凝土内部的温度,减小内外温差;降温水管间距布置为1 m时混凝土最高温度为37℃左右,而间距布置为2 m时混凝土最高温度为60℃左右,前者小于后者,布置间距越小降温越明显;间距布置为1 m时的主拉应力为0.003 5 MPa小于间距布置为2 m的主拉应力2.1 MPa,且小于混凝土的极限拉应力2.0 MPa,有效的抑制混凝土中温度裂缝的产生,达到控制的目的。