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.     

大体积温控混凝土的施工措施研究

本文探讨了混凝土内部应力方面的问题,对混凝土温度缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行分析,并从降低．控制浇筑温度等保证措施,通过大量试验和生产控制及成功应用于工程实际,说明温度裂缝是可以通过加强温控混凝土的施工得到控制的。     

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.     

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。     

泵闸混凝土施工期智能温控关键信息识别

为实现施工期大体积混凝土温控要素的智能快速识别,提高智能温控系统的反馈及预测模型精度,提出了一套智能算法对物联网技术采集到的各类温控要素原始测值进行识别及转化。针对浇筑温度、浇筑时间、最高温度、内外温差、冷却通水起止时间与表面保温覆盖等施工期关键温控参数,结合工程经验分别给出相应识别任务的判定逻辑并编写对应程序,然后应用多个实际工程数据进行验证,并分析各识别功能的准确率。验证结果表明,本文算法识别效果良好,能够实现温控要素采集的自动化、智能化、快速化、精准化,具有较强的工程实用价值。     

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.     

零号箱梁水化热温度应变场分析

为研究混凝土箱梁零号块的水化热温度效应,找到合理的温控措施,基于某大跨度连续梁桥两处零号箱梁浇筑后的实测数据,运用有限元分析软件模拟箱梁浇筑后的水化热温度场,分析了外部温度对水化热温度场的影响,提出了用竖向筋波纹管充当冷却管的温控方案.试验研究表明:混凝土箱梁的温度实测值与计算值符合较好,说明有限元分析模型能有效模拟水化热温度场;水化热产生的顶底板温度梯度与外部温度有关,夏季施工比冬季施工时达到的顶底板温差更大;应变场与温度场呈负相关状态,且应变变化滞后于温度变化,应变先压后拉.因此,零号箱梁的浇筑宜在温度较低时进行,浇筑完成后,应当根据水化热温度效应的特点,对重要部位进行针对性养护,并采用适当温控方案,以降低混凝土内部最高温度及顶底板温度梯度.     

三峡永久船闸输水洞施工期钢筋应力现场试验研究

三峡水利枢纽永久船闸输水隧洞早期施工的衬砌混凝土,有不少结构段在二分之一长度附近发生了裂缝,而且大多是贯穿性的,严重影响了工程质量和寿命.为此,在三峡水利枢纽永久船闸输水隧洞北一延长段NY9和NY10结构段,进行了浇筑温控混凝土和常规混凝土的衬砌温度与钢筋应力现场试验研究,分析了衬砌中钢筋在施工期的受力情况及其变化发展规律,对钢筋应力与混凝土温度变化的关系进行了深入分析.输水隧洞衬砌混凝土试验结果表明,施工期钢筋的应力一般都不大,在自重应力形成后主要是随混凝土温度而变化.在水化热温升和温降阶段,钢筋一般都处于压应力状态,从而钢筋对于混凝土施工期因温降而产生的开裂不仅不能起到阻碍作用,反而有一定的不利影响.只能在冬季,才会承受一定的拉应力,即只能在裂缝达到相当的宽度后才有一定的限裂作用.为后期施工的输水隧洞衬砌混凝土采取合理的温控防裂措施和经济配筋提供了依据,取得了良好的效果和经济效益.     

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．     

永久船闸输水系统混凝土温度与应力观测分析

永久船闸输水系统衬砌混凝土是薄壁结构，其温控工作较为复杂．根据其温度与应力分析模型，分析了其表面和内部温度、应力的变化规律，为薄壁混凝土的洞室衬砌提供参考，具有重要的现实意义.     

隧道通风井喷射混凝土壁面沿程阻力系数测试

壁面摩阻损失系数是公路隧道通风系统设计计算的重要参数,现场实测是获取壁面摩阻损失系数实际值的重要有效手段。以茅荆坝隧道通风斜井为实体工程,现场测试了隧址空气密度、隧道内温度、湿度、风速、静压等通风参数,并结合理论计算法得到了喷射混凝土衬砌的壁面摩阻损失系数,并与经验公式法得到的壁面摩阻损失系数进行了对比分析。研究结果表明:茅荆坝隧道通风斜井喷射混凝土衬砌段的壁面摩阻损失系数在测试工况条件下为0.037,该值高于经验公式计算值和模筑混凝土衬砌的壁面沿程阻力系数,测试结果为该通风井采用喷射混凝土作为永久衬砌提供了重要基础参数。     

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.     

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.     

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.     

高层建筑大体积混凝土施工中裂缝的控制

高层建筑大体积混凝土结构施工中,由于水泥水化热引起的混凝土浇筑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。文章针对天津市某工程实例,对大体积混凝土裂缝的产生原因和类型进行分析,并就设计材料和施工等方面提出了一套优化的温控方案,以减少混凝土裂缝的不良影响,在工程中取得了较好的效果。     

基于施工条件的龙滩碾压混凝土重力坝温度应力仿真分析

根据龙滩大坝实际施工条件,采用三维有限元模型模拟了大坝浇筑和运行过程中的温度场和应力场,并与大坝原型观测资料进行了对比.结果表明,挡水和泄水坝段最高温度发生在二级配碾压混凝土和变态混凝土区,总体计算结果与实测资料基本一致,绝大多数位置的温度和应力满足设计要求,局部位置略有超标,主要为施工中层厚偏大、浇筑温度偏高引起,但仍然满足安全运行要求.     

基于VC的大体积混凝土智能通水系统开发研究

混凝土坝施工过程中没有对多种影响因素的动态变化进行实时的准确分析并及时采取措施,是实际工程施工期混凝土坝体出现温度裂缝的重要原因．为了使工程质量有质的提高,必须寻求有效手段保证温控方案的实效性．基于VisualC＋＋编程环境开展大体积混凝土智能通水系统开发研究,建立了系统的基本构架,具体包括浇筑块信息管理、计算分析、反演分析、温控状态预测4个功能模块．该系统可以实现浇筑块几何、材料信息管理,重要参数的反演分析,温控方案的评价和调整等功能．系统功能已经通过实验加以验证,形成了初步成果．这对优化混凝土坝施工期温控方案,提高施工质量具有重要作用．     

隧道衬砌质量地质雷达检测影响因素研究

针对目前隧道衬砌检测中存在的精度不高问题,采用理论分析和现场实际测试相结合的方法,分析了地质雷达衬砌检测精度的影响因素,研究表明:隧道衬砌检测准确性的关键在于衬砌介电参数ε的选取,衬砌混凝土强度和含水量在一定程度上决定了衬砌的介电常数和混凝土的龄期;利用线性回归确定了衬砌介电参数ε与混凝土水灰比、龄期以及强度的相关关系。在检测参数方面,表面波的拾取和数据处理理念对衬砌检测精度影响显著,采用不同频率的雷达天线时衬砌的检测精度不同。为提高衬砌检测精度在隧道拱顶、拱腰部位宜采用900 MHz天线,边墙部位宜采用400 MHz天线;在检测中需要根据衬砌混凝土的不同龄期采用不同的介电参数。     

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。     

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.