大体积混凝土温控措施优化设计研究

混凝土温控措施选择的恰当与否直接关系到工程施工质量和温控投资成本,在满足工程施工质量的要求下,优化混凝土温控措施,可以提高工程效益,降低工程投资。从减少温控投资成本的角度出发,在满足施工质量的前提下,建立大体积混凝土温控措施优化设计数学模型。并结合工程实例对该优化模型进行验证,工程实例应用表明,经温控措施优化设计优选的温控方案满足施工要求,并且在一定程度上降低了温控成本。     

大体积混凝土出机口温控参数经济性优化研究

对于大体积混凝土出机口温控参数选取，传统方法是按照规范要求和工程经验共同确定，经济性方面考虑不多，存在温控措施不优，工程造价偏高等问题。为了实现大体积混凝土出机口温度达到工程标准的同时有效控制温控生产成本，提出了大体积混凝土出机口温控参数经济性优化模型，以制冷水温度、粗骨料温度和加冰率等出机口温控参数作为优化变量，出机口温控成本最低为优化目标，优化出机口温度温控成本。通过工程实例验证，在满足混凝土出机口温度14℃要求的前提下，可将温控造价降低1.73元/m³,相较之前方案经济成本降低了9.4%,说明该方法具有可行性和实用性，可为混凝土出机口温控参数的优化提供重要参考。     

混凝土面板堆石坝施工期面板温控措施优选

混凝土面板堆石坝主要靠上游面板挡水,施工期面板裂缝是影响面板堆石坝质量和安全的关键因素之一。面板混凝土属于准大体积混凝土,尽管其散热面较大、最高水化热温升不是很高,但如果不采取合理的温控防裂措施,仍然会导致面板产生温度裂缝。针对施工期面板混凝土温度裂缝问题,以某在建高混凝土面板堆石坝工程为例,建立了包含地基的三维有限元温度场和徐变温度应力场仿真模型,利用数值方法产生神经网络的学习样本,然后采用遗传算法优化的BP神经网络对所获得的样本进行网络训练,从而获得温控措施优选网络模型,进行已知混凝土热力学材料参数情况下的温控措施优选。由神经网络优选结果可知,本文所采用的面板混凝土温控措施优选方法是合理可行的。     

基于有限元法的大体积混凝土温控方案优化研究——以凤凰颈泵站改造工程为例

为优化大体积混凝土温控方案以避免大体积混凝土因内部水化反应放热导致温度裂缝产生,以凤凰颈泵站改造工程为例,基于有限元方法使用 MIDAS FEA 软件通过对不同温控方案（四种冷却水管布置方案）的大体积混凝土进行温控数值模拟计算获得大体积混凝土内部的温度场、应力场,并对现场监测点实测温度变化与模拟结果进行比较,大体积混凝土内部温度先迅速上升,80 h 后逐渐下降。综合对比四种温控方案最高温度及最大应力,方案二为相对最优方案。     

浅谈混凝土热学性能试验在印尼巴丹托鲁水电站中的应用

巴丹托鲁水电站地处印度尼西亚,属热带雨林气候区。在大体积混凝土的浇筑过程中,如果不能控制好混凝土温度,则会造成开裂等严重的质量事故。本文介绍了该项目混凝土绝热温升试验和半绝热温升试验过程,通过对比混凝土在不同配合比下的水化热及其温升、降温过程,为实际工程的混凝土温控设计和温控措施提供有效参数,确保施工过程中的质量安全,同时也为今后类似条件下大体积混凝土温控提供借鉴。     

大体积承台混凝土温度监测控制技术及应用

大体积混凝土的温度监测与控制对于避免或减轻其温差裂缝具有至关重要的意义。文中以某桥梁承台大体积混凝土为例,进行了混凝土参数计算,并根据结果分析提出了通过温控实现减轻温差裂纹的混凝土选材与浇筑工艺,施工措施和检测方案,有效防止了混凝土结构裂缝的产生,保证了工程质量,为后续工程的顺利实施提供了可靠保障。     

混凝土坝防裂智能监控系统及其工程应用

本文以现有温控理论为技术支撑,结合大体积混凝土防裂工作中的关键技术难题,开发了混凝土坝防裂智能监控系统,以混凝土温控施工监控的智能化促进温控施工的精细化,达到大体积混凝土防裂的根本目的。该系统在构成上由感知—分析—控制三部分组成,在功能实现上包括关键模型、软件系统及硬件设备。最后,介绍了该系统在某工程的应用情况,效果良好。     

水库溢洪道施工温控方案数值模拟与优化研究

寒冷地区混凝土施工,保温防裂是大体积水工混凝土的主要控制指标。文章采用混凝土温度场有限元计算方法,以猴山水库溢洪道工程为案例,针对不同混凝土浇筑季节、不同保温板厚度及处理措施的4种施工方案进行了数值模拟,通过对比分析溢洪道关键部位温度场和温度应力,确定了溢洪道最优温控标准和温控防裂措施,为设计和施工提供了有力技术支撑。     

白鹤滩大坝中热与低热水泥混凝土温控对比分析

以白鹤滩特高拱坝工程为例,分别研究了大坝采用中热、低热水泥混凝土的温度控制标准、抗裂安全性能,对比分析了两种水泥的混凝土温控差异。结合混凝土温控仿真计算,研究了低热水泥混凝土的温控特点,以为白鹤滩拱坝全面采用低热水泥混凝土提供理论依据和指导,并为类似工程大体积低热水泥混凝土的温控设计、施工提供参考。     

水管冷却一期通水参数优化设计研究

水管冷却作为大体积混凝土最主要的温控措施之一,其通水参数设计的合理与否直接影响着混凝土的温控效果,同时决定着通水成本.文中从保证混凝土施工质量和降低通水费用的角度出发,建立水管冷却一期通水参数优化设计模型,并将优化模型应用到工程实例,证明了该优化模型在满足通水要求的同时能够降低通水费用,对于高温季节的一期通水冷却优化设...     

挡潮闸闸墩高性能大体积混凝土温度效应与控制

为了解决某挡潮闸枢纽工程中高性能大体积混凝土结构浇筑时的温度控制问题,避免因混凝土干缩、自体积变形、外部约束和温度效应等因素引起混凝土开裂,取闸室底板和中墩进行三维有限元建模,对闸墩采取不同的温控措施,进行闸墩温度场和温度应力场的仿真分析,研究闸墩冷却水管布置方案的温控效果并提出科学合理的温度控制措施,为现场科学施工提供理论指导。仿真结果表明:通水冷却效果良好,闸墩均未出现裂缝;在混凝土浇筑初期采取降低入仓温度和通水冷却等降温措施来减小由于混凝土水化热引起的最大温升,可以有效减小混凝土温降阶段的降温幅度;控制最大温升、内外温差及温降速率是大体积混凝土闸墩温控防裂的关键。     

A p-version embedded model for simulation of concrete temperature fields with cooling pipes

Pipe cooling is an effective method of mass concrete temperature control, but its accurate and convenient numerical simulation is still a cumbersome problem. An improved embedded model, considering the water temperature variation along the pipe, was proposed for simulating the temperature field of early-age concrete structures containing cooling pipes. The improved model was verified with an engineering example.Then, the p-version self-adaption algorithm for the improved embedded model was deduced, and the initial values and boundary conditions were examined. Comparison of some numerical samples shows that the proposed model can provide satisfying precision and a higher efficiency. The analysis efficiency can be doubled at the same precision, even for a large-scale element. The p-version algorithm can fit grids of different sizes for the temperature field simulation. The convenience of the proposed algorithm lies in the possibility of locating more pipe segments in one element without the need of so regular a shape as in the explicit model.     

稔平半岛供水工程管材选择的经济分析

介绍了常用供水管材的性能及稔平半岛供水工程的概况,推导管道单位成本计算公式,对水利工程供水中常用管材———球墨铸铁管(DIP)、钢管(SP)和预应力钢筒混凝土管(PCCP)进行比选。得出在小管径情况下,球墨铸铁管相比钢管和预应力钢筒砼管有经济优势。但作为长距离的供水工程,供水结构形式及管材应因地制宜,采用多种方式,做到可靠经济。     

水工大体积混凝土温度裂缝成因及对策研究

水工大体积混凝土温控防裂一直是工程界长期关心和大力研究的重要课题,文章对温度裂缝的分类、产生的成因等进行研究,结合以前工程实践,提出预防措施,供有关人员参考。     

大体积混凝土闸墩施工期冷却水管布置方案研究

采用模拟冷却水管冷却效应的直接算法对大体积混凝土结构内的冷却水管的冷却效应进行了模拟,根据闸墩结构特性进行了不同水管布置方案的比较,并与无冷却水管措施的方案进行对比,且提出了最优的冷却水管布置方案。结果表明,冷却水管直接算法可以很好地模拟冷却水管在闸墩施工期对混凝土的降温效果。本研究可为闸墩混凝土施工期温控措施的制订提供参考。     

基于热-流耦合的冷却水管降温效果及其参数敏感性分析

水管管径、水管长度、管内流速、流量等因素影响着冷却水管降温效果,为了对上述因素进行优化,基于Ansys中的Fluent和Workbench平台,建立包含热流耦合与湍流模型的三维有限元模型,获得精细的混凝土温度场及水管水温沿程变化,以探讨冷却水管降温机理,以及降温效果与管内流速、管径、管长等变量之间的关系。结果表明,冷却水的流速或流量存在能够使降温效果和成本控制达到最优的值;冷却水管的降温效果与管径呈正相关;冷却水管长度、交替通水流向变换间隔与沿程效应的强度均呈线性关系。无论是流速还是流量,都存在获得较优降温效果时的合理量值;合理控制冷却水管的长度且进行交替通水,可解决沿程效应带来的降温不均匀问题。管长不大于200 m的水管,流向变换间隔时间可选择1 d,通水流量不宜大于2. 5 m3/s。研究成果对于混凝土温控措施中各参数的优化选择具有借鉴意义。     

严寒地区某高RCC重力坝温控设计与优化

针对严寒地区极端气候环境对高碾压混凝土重力坝温控防裂不利的问题,以兼顾安全可靠和保障施工进度、控制成本为原则,运用经过二次开发的ANSYS有限元计算程序对多个温控方案进行了仿真优化。结果表明:在无任何温控措施的情况下,混凝土最高温度达到42.3℃,采取水管冷却措施后,最高温度仍达到35.6℃,均超过了设计拟定的最高温度控制要求;选用较低的浇筑温度但不考虑水管冷却时,最高温度为33.8℃,仍不能满足要求。综合考虑浇筑温度和通水冷却后,混凝土最高温度分别为29.5℃和31.5℃,可满足温度控制要求。因此,建议坝体混凝土浇筑温度应不超过16℃并需通水冷却,施工中应采用2 cm厚保温被对仓面临时保温,越冬层顶面应覆盖至少14 cm厚保温被,坝体应采用10 cm厚XPS挤塑板永久保温。研究成果对严寒地区制定科学合理的大坝温控方案具有参考价值。     

埋石混凝土在沁源县永和水电站大坝设计施工中的应用

采用埋石混凝土修建的重力坝,在混凝土中埋入一定比例的块石,一方面减少混凝土用量,从而降低了成品混凝土的水化热,减少了大体积混凝土施工的温度控制措施,有效地减少了坝体的温度裂缝;另一方面可以节省工程投资。文中介绍了永和水电站坝体埋石混凝土的施工方法和施工质量控制。     

五强溪大坝混凝土通仓薄层浇筑技术

五强溪混凝土重力坝采用通仓薄层浇筑 ,有利于降低工程造价和加快施工进度。但由于浇筑强度高和温控标准严 ,混凝土生产系统 (人工砂石系统、混凝土拌和系统、制冷系统 )、混凝土浇筑工艺以及混凝土温控和防裂措施都必须与这种浇筑方式相适应。     

水管冷却对混凝土闸墩结构温度的影响

结合水管冷却方法在白沙水库溢洪道混凝土闸墩施工中的应用，分析了影响冷却效果的因素，确定了施工中冷却水管的布置方法和监控措施，对采用冷却水管时的结构理论绝热温降进行了计算，并在相同条件下对采用冷却水管和不采用冷却水管两种情况的现场实测温度变化进行了对比分析，结果表明，此方法应用于闸墩结构的温度控制中可有效降低混凝土内部温度的峰值。