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。     

大体积混凝土早龄期表面防裂公式的原型验证

为了防止大体积混凝土早龄期表面裂缝的产生,根据混凝土浇筑块早龄期的有限元温度场计算与分析,选取距表面0.50m范围内的混凝土为研究对象,推导出表面防裂安全系数与龄期及表面温度梯度的关系模型,以实时定量监测混凝土早龄期表面的应力安全状态.在中国某大型泵站工程大体积混凝土的施工过程中进行了原型测试,根据实时测量的早龄期混凝土仓面和侧面的温度梯度,采用所推导模型计算表面安全系数,并实时监测裂缝的产生.结果表明,所推导模型较好地反映了表面安全系数与早龄期混凝土表面防裂状态的关系.     

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.     

兰溪桥重力坝加高后关键部位的应力特性

重力坝加高后会带来坝踵应力恶化、新老坝体结合面开裂及新混凝土表面裂缝等问题.针对兰溪桥重力坝加高工程自身特点,运用三维有限元方法,对加高后的温度、应力进行了精细化仿真计算分析.计算结果表明,加高后坝踵应力并未恶化;水库蓄水时,在坝体上游面短期内会产生较大拉应力;新老坝体结合面应力主要是法向正应力和沿坝坡方向的切应力;新浇坝体在采取适当温控措施后可以满足防裂要求.综合各方面考虑,兰溪桥重力坝常态混凝土加高方案是可行的.     

大型常态混凝土闸墩快速浇筑的温控防裂方法研究

针对常态混凝土大型闸墩在快速浇筑条件下的应力安全问题,通过对比分析常规浇筑、短间歇期浇筑和厚层短歇浇筑3种方式的温度场和应力场变化规律,认为在合理安排通水冷却、表面保温和适当降低浇筑温度的前提下,对大型常态混凝土闸墩施行快速浇筑方法能够满足工程防裂要求.方案的实际实施效果较好,可供类似工程参考.     

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。     

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.     

碾压混凝土重力坝温度场与温度徐变应力仿真分析

结合百色碾压混凝土坝的工程实际情况，采用三维有限元浮动网格法对该坝施工期和运行期温度场、温度徐变应力进行了仿真计算。计算中考虑了混凝土热力学参数随龄期变化、坝体分层浇筑过程及自重、水压力对温度应力的影响。仿真结果给出了温度场、温度应力分布及其随时间变化规律，为碾压混凝土重力坝的设计和施工中的温控提供了参考依据。     

混凝土坝厚层短歇的快速浇筑方法及应用

混凝土坝工程投资大、建设周期长,同时存在混凝土容易开裂,影响工程安全的问题．为解决这些矛盾,分析了混凝土施工中浇筑层厚和间歇期的影响因素,介绍了厚层短歇的快速浇筑思路,提出由此产生的不利方面可用适当的温控措施予以解决．该方法在国内几个工程中实施获得成功,实现的效益显著．     

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.     

高碾压混凝土坝温度应力研究

根据碾压混凝土坝薄层浇筑、快速施工的特点，用三维有限元浮动网格法计算程序，对高碾压混凝土坝温度场和温度应力进行了仿真计算；揭示了不同横缝间距的坝体施工期温度场、温度应力和坝体最大温降应力的变化规律。该项研究对碾压混凝土坝设计具有参考价值。     

龙口混凝土重力坝齿槽及长间歇期仓面防裂研究

以龙口混凝土重力坝齿槽部位和长间歇期仓面为主要研究对象,针对上述部位温度应力较大的情况,通过坝体施工期温度应力场三维有限元仿真,对其进行主成因分析.仿真计算结果表明,约束和基础温差导致齿槽上下游基岩面上温度应力较大,很可能导致接触面胶结破坏.经过对寒潮来临前各项保温措施的敏感性分析,建议在低温季节来临前将坝体温度降低到较低水平,同时需对长间歇期仓面采取严密的保温措施.     

浅谈阿海水电站工程左岸上游混凝土拌和预冷系统温控技术

在水电建设项目大体积混凝土浇筑中,控制和减少混凝土内外温差,使大体积混凝土内外形成比较均匀的温度场,是防止混凝土温度裂缝的关键。在控制混凝土内外温差过程中方法很多,如:混凝土原材料与配合比优化、混凝土出机口温度控制、入仓温度控制、浇筑温度控制、间歇期控制、外露面保温等,但从混凝土生产源头控制混凝土温度是最有效、最基础、最直接的温度控制方法,这使得混凝土生产过程中温控技术成为经年持续、不断变化和充满挑战的重大课题。阿海水电站主要由大坝(碾压混凝土重力坝)、坝后厂房、溢洪道消力池、下游护岸工程等约400×104m3的碾压和常态混凝土。其电站地处亚热带边缘气候区,属干热河谷地带,气温骤降频繁,夏季炎热,对混凝土生产温度控制提出更高的要求。阿海水电站左岸拌和系统,是整个工程最大而且是大体积混凝土唯一的混凝土生产系统,为了保证夏季提供合格的混凝土和生产强度高,制冷系统合理的设计成为整个拌和系统的关键,也是保证阿海水电站工程大体积混凝土温控混凝土质量的关键。     

重力坝加高后的温度应力特性

针对重力坝加高后的温度应力问题,基于温度场和徐变应力场有限单元法,对某重力坝加高过程进行仿真计算,分析坝体加高后温度和应力的变化.结果表明,坝体加高后新老混凝土结合面附近会产生较大拉应力,坝踵处应力基本不受新混凝土收缩的影响,其应力恶化的主要原因是蓄水位上升.通水冷却对降低坝内温度和应力有显著作用,但坝体应力对通水温度并不敏感.最后建议高温季节的加高工程宜在气温较低的早晚浇筑新混凝土.     

混凝土坝温控三维仿真敏感分析及其凝聚方程

采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法,对混凝土坝典型浇筑块进行了温控敏感分析,得出温控因素（浇筑温度,间歇天数,开浇日期,浇筑层厚度）对浇筑块强经束区最大拉应力的影响,在此基础上采用回归和拉格朗日插日插值方法得出多维数值空间最大接应力凝聚方程,可用于推算不同施工方案的浇筑块强的约束区的最大拉应力。     

缺口导流期碾压混凝土坝智能通水温控

碾压混凝土坝在施工汛期采用的坝体预留缺口与导流洞联合导流方式是一种具有经济性和高效率的施工组织形式，但在炎热气候下碾压混凝土坝预留缺口导流对大坝温度和应力影响较大，坝体导流缺口温控难度大、开裂风险高。该文依托东非装机容量最大的水电项目坦桑尼亚Julius Nyerere水电站，首先采用三维有限元法对不同通水冷却方案工况下的坝体温度场和应力场演化特性开展模拟研究，提出过水温控策略；其次提出智能通水温控方法，研发成套的联控系统，实现大坝混凝土温度演化控制；最后成功在过水前使大坝混凝土温度降低至目标温度，汛后检查中未发现温度裂缝。该研究成果对指导碾压混凝土坝安全度汛具有重要意义，可供同类工程参考。     

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.     

南水北调水源工程丹江口大坝加高贴坡混凝土温控措施

南水北调水源工程丹江口大坝混凝土施工主要是在老混凝土面上进行大面积的贴坡和加高,由于老混凝土已降至坝体稳定温度,且具有较高的弹模,这对混凝土温控增加了难度。控制混凝土浇筑温度、最高温度,及时进行初期和后期冷却、加强混凝土面保护,满足接缝灌浆的要求、确保新老混凝土结合面接合成整体是本工程的关键。本文着重介绍丹江口大坝加高右岸标段贴坡混凝土的施工温度控制措施。     

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．     

水工温控防裂措施研究分析

本文主要从温度控制的角度来探讨了在水工建筑物的施工中，对于施工裂缝的防治措施。文章从混凝土的配制性能、分缝分块的施工方式、坝体温度的控制、合理安排施工进度与施工顺序、通水冷却、合理养护等几个方面详细介绍了混凝土水工建筑的温控防裂措施。