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.     

贯流式泵站施工期的温控防裂对策研究

针对泵站结构施工期易开裂的问题,阐述了裂缝成因,提出了相应的防止措施.得出早期的内外温差和外部约束是产生表面裂缝的主要原因.采用了表面保温、水管冷却及设置砌体等方法来防止墩墙混凝土产生温度裂缝.利用水管冷却混凝土温度场和应力场的三维有限单元精确算法,对某大型贯流式泵站墩墙结构的施工期温控防裂进行了仿真计算,结果显示计算方法精确、防裂效果良好,对此类工程具有一定的参考价值.     

CLAM钢TIG焊接头温度场和应力场数值模拟

运用ANSYS的热-结构耦合技术,采用APDL参数化语言及生死单元技术,以双椭球热源作为内热源,对CLAM钢TIG焊对接单层焊和单面双层焊的温度场进行了数值模拟.在不考虑焊接温度场对材料相变影响,而仅考虑对残余应力场影响的条件下,以温度场的计算数据为依据进行应力场的计算,并将应力场的模拟结果与试验结果进行比较.分析结果...     

箱梁水化热温度场时效模式及时变应力场

针对目前混凝土箱梁0#块在施工控制过程中出现早期裂缝现象,综合考虑混凝土材料特性、混凝土早期抗拉强度、混凝土水化热和对流边界条件的时变效应以及浇注时间的滞后效应,基于三维非稳定温度场理论,给出混凝土水化热温度场时效分析模式.采用大型通用软件对混凝土箱梁0#块水化热温度场和应力场进行三维数值仿真,得到水化热温度场和应力场时程关系曲线,总结了温度场和应力场时变效应规律.数值仿真与实测数据对比结果表明,水化热温度场时效模式更能准确地模拟工程实际.     

基于混凝土热-力学模型的海河开启桥温度控制方案

根据天津海河开启桥施工过程中的昼夜温差大、一次性混凝土浇筑量大、承台大体积混凝土对背墙结构约束大而导致易开裂的突出问题,引入了考虑混凝土早期性能的热-力学模型、等效时间理论以及热传导原理,建立数学模型和有限元求解方法.在此基础上对不同施工方案进行了结构温度场和应力场的仿真计算.研究表明,采用预埋水管进行冷却的措施可以有效降低最高温度和最大应力.本研究为海河开启桥工程大体积混凝土结构温控防裂提出了具体措施和标准.现场施工表明,数值仿真与分析对现场开裂控制具有指导意义.     

焊接过程有限元分析

从简单模型出发, 研究焊接模拟中移动热源、相变潜热、材料特性参数、焊缝的依次生成等问题的处理方法。利用有限元软件对焊接过程的温度场、残余应力场进行了分析,计算结果与理论分析一致。其中用到的先计算温度场, 再用间接法计算结构场的方法,减少了分析的非线性, 极大地提高了计算效率, 该方法在复杂模型中表现更加显著。     

锦屏一级拱坝约束坝块高温季节施工温控仿真

基础约束区是拱坝温控防裂工作中比较重要的部位,高温季节浇筑会增加温控防裂的难度.对锦屏一级高拱坝河床坝段的约束区混凝土建立了有限元模型,采用冷却水管的离散算法,对高温季节的施工过程进行了仿真计算,得到了模型的温度场和徐变应力场,根据计算结果提出了高温季节施工可行的温控措施,为设计和施工提供了重要的参考.     

高寒地区混凝土重力坝温控防裂研究

针对雅鲁藏布江中游段特殊的高原气候条件,根据重力坝的施工进度计划,对混凝土重力坝施工期和运行期的温度场、应力场进行了动态的仿真计算.研究了在不同季节开始浇筑坝体混凝土时坝体约束区的应力场、施工期闸墩的应力场和冬季开始浇筑坝体的整体应力场;根据浇筑季节的不同、混凝土材料的不同、约束强弱的不同和经济实用的原则制定了相应的温控措施,保证坝体在施工期和运行期的安全.     

新型超长底板水闸混凝土结构施工期温控防裂研究

在一般常态混凝土薄壁结构开裂机理的基础上,针对一种具有超长底板的新型水闸混凝土结构,采用混凝土温度场和应力场算法以及水管冷却的精细算法,对其进行了施工仿真计算．计算结果和初步工程实践表明内部水管降温和表面保温的综合措施对于防止长底板开裂是有效的,对今后类似工程有重要的参考价值．     

碾压混凝土拱坝施工过程仿真分析基本原理

碾压混凝土拱坝在施工过程中,由于施工进程、结构的形状以及作用于结构上的外载的改变,因此必须进行施工工程的仿真分析.文章先介绍了温度场和温度徐变应力场的基本原理,再谈施工过程的仿真模拟需考虑的因素和相关的简化,具有一定的参考价值.     

水闸闸墩施工期温度场和应力场的仿真计算分析

结构的内外温差、基础温差是混凝土结构施工期易开裂的主要原因,为此,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,通过三维有限单元法对施工期某水闸闸墩进行仿真计算,分析闸墩混凝土施工期温度场、应力场的时空变化规律,得出在温降阶段闸墩门槽处是裂缝容易出现的地方．计算结果表明,表面保温和内部水管降温相结合的温控措施既能减小结构的内外温差又能降低结构的基础温差,具有良好的防裂效果,且模板外面贴保温板的保温方法能使混凝土表面的施工质量得到明显改观,值得应用推广．     

大跨预应力混凝土箱梁桥施工期腹板开裂研究

为探求一座大跨预应力混凝土箱梁桥施工早期腹板开裂原因,在实桥上进行了水化热测试.基于施工现场同条件养护混凝土早龄期力学性能发展规律的实测结果,应用有限元方法按照实际施工过程建立时变模型,对箱梁混凝土水化热所致的温度场和应力场进行分析,并对预应力张拉进行了模拟.结果表明:水化热计算结果与实测值吻合良好,过高的水化热是引起该桥箱梁腹板早期开裂的主要原因之一,而预应力张拉时结构应力处于较低的水平.     

采用热固双向耦合模型的转子热应力计算方法研究

为准确计算汽轮机转子在启、停机过程中的热应力,建立了转子瞬态温度场、应力场分析的热固双向耦合轴对称计算模型。该模型在考虑转子温度场对应力场影响的同时,也考虑了应力场对温度场的影响。采用热固双向耦合有限元模型计算了某超超临界660MW超高压转子的瞬态温度场和热应力场,并研究了热固双向耦合和单向模型计算结果的差异。计算结果表明:在转子启动过程中,温度与变形之间的耦合作用会随主蒸汽和转子表面温差增大而增强,当转子表面初温与主蒸汽温差为280℃时,两种模型计算出的转子最大热应力相差6.6%。因此,在转子表面热冲击较大的情况下,应选择热固双向耦合模型进行转子热应力计算。     

锦屏一级拱坝左岸混凝土垫座温控仿真分析

采用三维有限单元法实际模拟锦屏一级拱坝左岸混凝土垫座施工浇筑过程,进行温度场和徐变温度应力场的仿真分析．通过计算值和实测值的对比以反演实际混凝土绝热温升,以此来校核并优化设计温控措施和温控标准．重点对在2009年3月开浇的1730m高程以上的几个浇筑层进行了温控仿真计算,计算结果表明无论是温度还是应力都能满足设计标准,并为施工提供参考依据．     

中厚板冷却过程中热残余应力的控制

确定了中厚板ACC冷却系统的换热边界条件,建立了钢板温度场和应力场有限元计算模型.利用现场实测数据对温度场计算结果进行验证,利用间接耦合方法对钢板的应力场进行计算.分析了不同集管开启方式、不同辊道速度和不同冷却介质温度对钢板热残余应力的影响规律.     

墩墙混凝土结构施工期温控防裂

针对施工期墩墙混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施.认为墩墙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的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施.通过三维有限单元法对某大闸施工期混凝土在该温控防裂措施下温度场和应力场的仿真计算,结果显示该防裂措施效果良好,对类似工程具有一定的参考价值.     

闸首底板热学参数反演分析与温度场预测

大体积混凝土热学参数的准确性直接影响混凝土温度场、应力场仿真计算的成败。由试验或经验公式求得的混凝土温度场热学计算参数,往往和施工现场的实际参数有较大出入,给温度场仿真计算精度带来了不利影响。通过对闸首底板不同部位埋设温度计进行实时测量,通过实测数据进行仿真反演分析以获取混凝土的热学参数;把反演分析得到的热学参数进行温度场预测,用于指导下一步施工和养护措施。通过对某船闸底板热学参数反演的结果表明,此法是可行的。     

基于生长单元网格浮动的碾压混凝土坝温度场分析

针对碾压混凝土坝（RCCD）成层施工和材料成层的结构特点，引入非均质层合单元和生长单元的概念，提出随着生长单元不断并层生长和网格的浮动，能仿真模拟RCCD的成层浇筑施工过程的算法。同时，对某一高RCCD从施工期到运行期的温度场变化全过程进行计算分析，论证了入仓温度对大坝温度场的影响，探讨了该坝温度场的特性，为温控方案的确定提供了定依据。利用该算法，能达到坝体三维不稳定温度场计算的仿真，并可大大减少计算单元数，使得RCCD不稳定温度场的仿真计算在不降低计算精度的前提下可有效地控制解题规模和提高计算效率。     

某碾压混凝土溢流坝段温控计算分析

基于热传导理论、弹性理论和温度场、温度徐变应力场有限元计算方法,模拟碾压混凝土溢流坝施工过程、混凝土分区、外界气温、温控措施等,仿真计算了坝体基础强约束区、弱约束区、非约束区、间歇面影响区在施工期和运行期任意时刻的温度和温度应力变化过程及分布规律,并提出了方便施工、节省工程投资的温控设计方案。     

长江中下游地区无温控措施条件下墩墙类结构最优浇筑长度研究

近年来,我国规划和建设了大量的中小型水工混凝土结构,此类工程实施严格的温控措施非常困难,因此,本文运用ANSYS软件计算了长江中下游地区无温控措施条件下不同浇筑尺寸的墩墙结构温度场以及应力场,以墩墙结构不产生贯穿裂缝为控制目标,对墩墙结构的最优浇筑长度进行了研究.研究结果对规范制定和工程实践有一定的参考价值.