锚碇大体积混凝土智能通水温控方法与系统

大型桥梁锚碇的锚块部分属于典型大体积混凝土结构,施工期面临开裂风险,开展适应性智能通水温控方法与系统研究对混凝土温控防裂及提高混凝土质量具有重要意义。该文提出了锚碇真实温度场及应力计算、温流耦合控制算法,以及基于“端-边-云”控制模型的智能温度控制策略;研发了适应锚碇的智能通水温控系统装备和平台,包括供水、换向、控制和热交换系统,以及基于微信移动、 Web客户端的多端软件平台,实现了混凝土通水温控的远程实时在线感知、真实分析、反馈控制和诊断预警。研究成果应用于龙门大桥西锚碇施工建设的全过程,节约了人力和用水,且未发现温度裂缝,成果可供同类工程温控防裂设计和施工参考。     

北盘江特大桥锚碇大体积混凝土温控技术

本文介绍了北盘江特大桥锚碇超大体积混凝土温控防裂技术。通过采用掺加粉煤灰和适量高效外加剂的双掺技术来设计混凝土配合比,并采取分层浇筑、预埋循环冷却水管冷却等温控防裂措施,解决了锚碇超大体积混凝土水化热大、容易开裂的问题,保证了工程质量和施工的顺利进行。     

大体积预拌混凝土的温度控制与防裂技术

通过对大体积预拌混凝土和大体积普通混凝土水化热进行计算分析,提出了施工前对大体积预拌混凝土的温度变化趋势、内部峰值温度和温度应力进行预测的方法,并对预测结果和实测结果进行比较分析,提出了更好的大体积预拌混凝土的温控防裂措施。     

超大混凝土结构温度梯度监测与温度场演化

该文依托广西龙门大桥锚碇填芯超大体积海工混凝土结构(58606m³),对连续浇筑期混凝土的温度梯度演化规律开展在线监测和真实温度场、应力分析,对混凝土结构的温控防裂具有重要意义。该文首先研发了温度梯度在线监测系统,可实现在线实时采集混凝土温度梯度变化数据,反馈实际温度与允许阈值间偏差功能,可为及时预警和精准温控提供依据;其次通过构建真实温度场并计算温度应力,揭示了在连续浇筑条件下超大混凝土结构的真实温度梯度演化规律,提出了温度开裂控制梯度指标。工程实践表明：温度梯度在线监测系统能保证现场精准动态温控方案较好地实施,从而有效控制开裂风险。研究成果可供同类工程温控防裂设计和施工参考。     

大体积混凝土施工期冷却水管埋设形式的优化

采用冷却水管通水冷却是大体积混凝土坝施工期主要温控措施,而冷却水管埋设布置形式对混凝土内部温度和应力的影响较为显著.利用有限元热流耦合精细算法,考虑了冷却水管中水流与混凝土之间的相互对流热交换机制,真实反映冷却水管附近温度梯度,对冷却水管在仓面上采用不同的布置方式时混凝土内部的温度和应力分布进行详细计算分析.结果表明:相比传统的水管埋设布置方式,采用冷却水管双循环的布置方式更能充分发挥水管冷却作用,且能有效改善混凝土内部的温度和应力分布,降低混凝土内部的温度梯度,对大体积混凝土温控防裂有较为积极的意义.     

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.     

大桥隧道锚碇三维粘弹塑性数值模拟

为了解某大桥隧道锚碇及围岩体在张拉荷载下的变形状态及时效特性,采用三维显式有限差分软件FLAC3D对该大桥隧道锚碇系统进行三维粘弹塑性数值模拟.根据地质资料以及混凝土锚碇结构尺寸,建立隧道锚碇的三维计算模型,对岩体与锚碇之间的相互作用以及锚碇结构在长期荷载作用下的破坏模式进行研究,分析了由于施工开挖引起的锚碇和隧道围岩的位移及其应力变化.分析结果表明:当考虑岩体的流变力学特性后,在设计荷载作用下,锚碇和隧道围岩的变形均有所增加;与弹塑性计算结果比较,施加荷栽后经流变分析得到的隧道顶拱和底板的切向应力有所降低,拉应力的量值及拉应力区的范围减小,塑性区体积进一步扩大.     

温度应力、自收缩对高性能混凝土早期开裂的影响

根据高性混凝土的水化特性、物理力学特性及自收缩特性,分析了高性能混凝土早期开裂机理和影响早期开裂的主要因素.并结合工程实例,借助混凝土温度和应力有限元仿真计算方法分析研究了表面适度保温和水管冷却技术在高性能混凝土温控防裂中的应用效果.研究结果表明,表面适度保温与水管冷却相结合能有效降低混凝土的内外温差,减小混凝土早期表面拉应力与后期内部拉应力,防裂效果明显,对类似的工程具有借鉴作用.     

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.     

桥梁基础大体积混凝土施工温控研究

为研究大体积混凝土分层浇筑厚度较厚时有效温控措施问题,采用仿真分析的方法,研究分层浇筑厚度不同时,冷却管、空间立体冷却网温控措施下的温度、温度应力特性.分析得出:混凝土浇筑厚度为2 m时,冷却管降温效果良好,温度应力都在容许拉应力范围内;分层厚度为4 m时,单布设冷却管不能满足温控要求,而空间立体冷却网可以进一步缩减高温区域,温度应力都在容许拉应力范围内,将空间立体冷却网与分层连续浇筑施工有效的结合起来,可以达到缩短工期的目的.这为相关大体积混凝土施工温控提供参考依据.     

堆石混凝土高拱坝施工期温度应力仿真分析

为研究堆石混凝土高拱坝施工期温度场和应力场的分布特点,并探究堆石混凝土在高拱坝上的适用性,本文运用数值仿真及顺序耦合法,综合考虑堆石混凝土弹模变化、堆石混凝土入仓温度、环境气候变化等因素,对不同温控措施的堆石混凝土高拱坝进行施工期全过程仿真计算。对比分析不同温控措施下高拱坝施工期的温度场和应力场,结果表明：不同温控工况下,坝体温度场和应力场的分布规律基本一致,施工期温度应力与混凝土入仓温度相关,运行期坝体应力随环境气温变化;应力线性化后最大拉应力分别为1.68 MPa、1.60 MPa、1.48 MPa。因此,堆石混凝土运用于高拱坝时,在分缝浇筑的情况下,仅需采取简单温控措施即可满足温度防裂要求。     

夏季采用商品混凝土浇筑大型泵站的温度和应力控制

根据某大型贯流式泵站的流道结构特点、材料特性、施工过程和现场环境等因素,运用三维非稳定温度场和应力场有限元的计算程序,对该泵站的大体积混凝土结构在夏季施工过程中的温度场和应力场进行了仿真计算,对施工期间该泵站可能产生的裂缝作出了预测分析.结果表明,仅采用温控措施无法满足防裂要求,遂提出了结构、材料、施工多项综合措施,对施工期应力进行了有效控制.     

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.     

汕头海湾大桥悬索桥下部结构施工技术

汕头海湾大桥是我国第一座现代悬索桥。下部结构主要包括索塔和锚碇。本文介绍了该桥下部结构施工的一些关键技术环节,包括主缆锚碇锚固系统的安装,大体积混凝土的温控防裂,主塔基础和承台的海上施工,塔柱滑模施工控制等。     

超大体积薄壁混凝土二次浇筑施工温控防限裂技术

牤牛河南支渡槽采用C50高性能混凝土,发热速度快,发热量高。渡槽一旦出现表面裂缝或贯穿性裂缝,将会对其结构的整体性、安全性、抗渗性和耐久性造成很大的影响,因此,必须采取措施控制渡槽混凝土的温度应力,以有效防止裂缝,保证工程质量。为之,对该工程大体积混凝土施工温度控制进行了研究,通过本次仿真计算,遴选不同月份施工时渡槽混凝土的温控措施及温度控制指标,以指导施工,达到渡槽混凝土施工期防裂的目的。     

草街冲砂闸闸墩C25混凝土施工温度观测反分析

基于闸墩C25混凝土现场原型试验,采用混凝土非稳定温度场求解的有限元仿真计算技术,集成了混凝土内部冷却水管的离散模型和迭代算法,根据现场温度实测资料,结合优化遗传算法对闸墩试验段混凝土温度场进行了反演分析.研究表明,反演所获取混凝土特性参数能较好体现工程实际情况,为温控仿真计算和确定温控防裂措施提供了重要保证.     

大体积承台混凝土水化热分析及温控措施

由于水泥的水化热作用,大体积混凝土浇筑过程中将产生大量的水化热.混凝土浇筑初期,外部混凝土收缩受到内部混凝土约束产生拉应力,当其超过材料的抗拉强度时产生裂缝.文章首先介绍混凝土水化热产生的机理和水化热发生的过程,然后通过工程实例详细介绍了大体积混凝土浇筑过程中的水化热影响及如何降低混凝土内部的绝热温升,施工时应采取温控防裂措施,减小混凝土的水化热和内外温差.     

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.     

大体积混凝土温度裂缝控制的实例

大体积混凝土结构施工中,由于水泥水化热引起混凝土浇注内部温度和温度应力剧烈变化,由此而产生的温度应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因.文章针对工程实例,对大体积混凝土裂缝的产生原因进行分析,并通过理论计算以及从设计材料和施工等方面提出了一套优化的温控方案,在工程中取得了较好的效果.     

吊空模板技术在施工期闸墩混凝土温控防裂中的应用

闸墩中心的混凝土在施工后期,由于温度降低而产生收缩,当其受到底板的强约束时就会产生较大的拉应力,容易形成"由里及表"型裂缝.采用吊空模板技术,相当于减小了约束体的体积,降低了约束体的刚度,从而降低了底板对闸墩的约束,大大改善了闸墩混凝土的应力状态.介绍了某水闸工程的温控防裂仿真计算,证实了吊空模板技术能有效防止施工后期闸墩内部裂缝的产生,为同类型的施工分析起到一定的参考作用.