基于3D WebGIS的碾压混凝土运输浇筑过程的集成监控技术

为实现碾压混凝土运输与浇筑过程中多参数实时监控,提出碾压混凝土运输浇筑过程集成监控的解决方案,建立基于3D WebGIS的碾压混凝土坝料运输浇筑过程监控平台。通过围绕"信息感知-采集传输-实时监控-报警反馈"等关键环节,以现场物联网为基础,依托云服务器,在三维可视化施工大场景下集成碾压混凝土运输、浇筑、温度相关信息,使碾压混凝土从拌合楼出机口产出后全程受控。实例应用体现了碾压混凝土坝料运输浇筑过程监控平台的实用性、及时性及必要性,切实提高了现场碾压混凝土的施工管理水平。研究成果具有一定的推广应用价值。     

某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工期温控监测分析

针对大断面水工隧洞衬砌混凝土易出现温度裂缝的问题,基于某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工过程所记录的洞内空气温度和混凝土温度,分析了洞室内空气温度变化规律,探究了空气温度、通水温度和浇筑温度对混凝土最高温度的影响,并利用有限单元法模拟混凝土温度变化过程,比较了混凝土温度计算预测值与实测值的差异。结果表明,洞内气温年变幅较大、波动明显,洞室连通状况对洞内气温影响较大,因而在地下洞室衬砌混凝土浇筑施工过程要考虑连通状况的影响;拟合得到的洞内空气温度变化曲线和混凝土浇筑温度、通水温度、空气温度对混凝土最高温度的影响关系曲线为模拟计算隧洞衬砌混凝土温度提供了参考,并为混凝土最高温度控制提供了量化指标。     

BP神经网络在新浇筑混凝土最高温度预测中的应用

鉴于在坝体混凝土开仓前准确预测新浇筑混凝土最高温度对防止大坝开裂的重要性,基于BP神经网络原理,以混凝土浇筑温度和冷却水管布置方式、通水温度、通水流量及气温、浇筑层厚度、混凝土龄期7个因素作为输入层,以实测混凝土浇筑仓内最高温度为输出层,利用Matlab神经网络工具箱,建立了新浇筑混凝土最高温度的BP神经网络预测模型,并通过实例对模型进行了验证分析。结果表明,冬季、夏季浇筑仓内混凝土最高温度的预测值和实测值之间的误差均约为0.5 ℃,二者吻合较好,可见该模型满足实际工程要求,也说明了BP神经网络在预测新浇筑混凝土最高温度方面具有可行性和实用性。     

基于均匀设计的混凝土浇筑仓最高温度预测模型及应用

为快速准确地预测施工期间拱坝浇筑仓最高温度,基于均匀设计的思想,挑选某在建混凝土拱坝浇筑仓4因素30水平中30组数据进行试验,以浇筑温度、冷却水流量、冷却水水温、环境气温为输入矢量,实测最高温度为输出矢量,构建了混凝土浇筑仓最高温度神经网络智能预测模型,训练后获得了基于均匀设计的混凝土浇筑仓最高温度预测模型。应用结果表明,该预测模型预测值与实测值吻合较好,运算速度快,可快速准确地预测施工现场的混凝土浇筑仓最高温度,特别适用于施工单位现场即时跟踪监测温度变化规律。     

某拱坝基础垫层温度应力场仿真分析

针对碾压混凝土拱坝基础垫层易存在温度裂缝的问题,以某碾压混凝土拱坝基础垫层为例,采用三维有限元浮动网格法,模拟基础垫层跳仓浇筑过程,并进行温度应力场仿真分析。结果表明,控制混凝土浇筑温度14℃,采取通水温度20℃、通水时长15d等温控措施,可使最大温度应力满足应力控制标准;上部碾压混凝土浇筑时间应早于2016年10月15日。研究结果为碾压混凝土拱坝基础垫层混凝土施工及确定上部碾压混凝土开浇时间提供了依据。     

大体积混凝土结构温度损伤研究

研究混凝土浇筑块在温度作用下的损伤分布,可为大体积混凝土温度损伤理论在实际工程中的应用提供参考。基于指数函数温度损伤模型,分析混凝土浇筑块结构计算周期内所有节点的损伤量,并结合数据可视化处理技术,将结构体损伤量以等值线图的形式呈现。计算结果表明,浇筑期间及浇筑完成的初期,混凝土浇筑块表面及基础约束区的温度损伤严重;结构体损伤程度与温度应力分布在时间上不同步。因此,对混凝土结构进行温度损伤分析是十分必要的。     

新浇筑混凝土热学参数现场试验与分析

寒冷地区自然入仓情况下混凝土浇筑温度难以得到保障,高拱坝需要较好的完整性才能保障结构的安全,不建议长间歇,由此需要准确地计算分析寒冷地区极端条件下的浇筑温度保障措施。由于新鲜混凝土自由水分含量与老混凝土存在较大区别,因此新浇筑混凝土表面等效热交换系数、导热系数、导温系数与老混凝土也可能存在较大差别,需要进行试验确定。因此,针对新浇筑混凝土布置试验,对距离坯层表面不同位置混凝土温度进行监测,提出相应的参数反演方法,对混凝土导热系数、导温系数和表面等效热交换系数进行反演分析。结果表明,新浇筑混凝土表面等效热交换系数、导热系数、导温系数与老混凝土存在较大差别,导热系数和导温系数为老混凝土的1.67倍,裸露时新浇筑混凝土表面等效热交换系数则为老混凝土的7.78倍。这些差异造成的计算误差足以影响施工措施的制定。该试验结果可以为坯层浇筑期间混凝土温度变化计算提供参考。     

混凝土拱坝导流底孔坝段施工期温度及应力仿真分析

针对目前混凝土拱坝导流底孔坝段温控仿真研究较少的问题,通过模拟拱坝导流底孔坝段施工过程中混凝土温度场和应力场,获得不同浇筑方案下拱坝导流底孔段的最高温度及顺河向温度应力、横河向温度应力和第一主应力。结果表明,高温季节浇筑薄层混凝土易产生温度倒灌,而低温季节采取薄层浇筑有利于降低混凝土最高温度和最大温度应力,由此提出相应大坝混凝土浇筑温控建议措施,对于类似工程安全施工和进度控制具有重要意义。     

不同温度下外界风速对大体积混凝土温度场变化的影响

针对大体积混凝土在浇筑过程中产生的水化热易致混凝土浇筑后产生表面或贯穿性裂缝的问题,基于有限元理论,利用有限元分析软件ANSYS数值模拟了大体积混凝土浇筑后的温度场变化规律。通过设置不同的外界空气温度,并逐一模拟各温度下不同风速对混凝土温度场的影响。结果表明,外界低温时,风速对大体积混凝土温度场的影响比高温时大;混凝土内外温差最大值出现在混凝土浇筑后的4~6d,因此混凝土浇筑后的保护工作重点应放在前期进行。     

混凝土单层浇筑块的早期温度应力计算

混凝土单层浇筑块的早期温度应力,根据《混凝土重力坝设计规范》SDJ21-78,一般按弹性基础梁方法计算.本文在此基础上,引入温度形心系数P这一参数,导出了较为简洁适用的计算公式.文本提出的约束系数的计算公式,使计算大为简化,并能适用于浇筑块厚长比H/L>0.25的情况.