高碾压混凝土重力坝通水冷却优化设计与工程实践

在归纳总结大体积碾压混凝土温控防裂技术要点的基础上,从放宽基础温差、增加间歇式中期冷却、施工期水管冷却五参数控制、冷却结束标准确定四个方面出发,阐述了高碾压混凝土重力坝通水冷却设计的优化方法。以官地水电站为例,对水管冷却方案做了改进,并基于跟踪监测数据与数值计算结果,实时调整设计参数。结果表明,官地水电站大坝混凝土的温控效果较好,各项应力指标满足蓄水安全要求,且整个施工期至运行初期未出现危害性的裂缝,为类似工程提供了借鉴。     

考虑水管冷却及表面保温的闸墩施工期温度应力场仿真分析

鉴于施工期的混凝土内外温差及变形约束是闸墩产生温度裂缝的主要原因,基于温度应力场和水管冷却算法等基本理论,通过与施工现场的温度监测数据的对比分析,反演混凝土热学计算参数,利用三维有限元计算软件进行闸墩施工期考虑水管冷却的温度场及应力场仿真计算。结果表明,水管冷却温控效果良好,但混凝土表面因降温幅度较大而产生早期较大的拉应力,应进一步做好表面保温措施,降低混凝土内外温差。     

水管冷却技术在大型渡槽防裂中的应用研究

针对大型渡槽施工期间常见裂缝问题,采用三维有限元仿真分析软件,以南水北调某大型渡槽为例,对混凝土浇筑全过程进行了模拟,分析了一期水管冷却效果,并对水管冷却的通水温度进行敏感性分析.计算结果表明,水管冷却具有良好的导热降温作用,不同的通水温度对混凝土温度降幅基本一致,在确保降温效果的同时可适当提高通水温度以降低水管附近混凝土的拉应力,同样能有效防止施工早期和后期其他部位出现温度裂缝,可供类似工程在施工期的温控措施借鉴.     

混凝土水管冷却效果敏感性分析

针对冷却水管设计过程中为达到良好的冷却效果及经济效益,运用混凝土水管冷却的三维有限单元法对影响水管冷却效果的因素进行了量化分析,且结合已建工程应用经验推荐了几个主要控制性参数的适用取值.     

基于冷却水管离散算法的重力坝温控研究

应用精度较高的水管冷却混凝土温度场离散迭代算法对某混凝土重力坝进行全坝段仿真计算,结果揭示了坝体准稳定温度场、坝体温度和应力变化规律.提出的温控防裂措施合理可行、效果明显,对设计和施工具有重要的参考价值.     

灰色模糊综合评价模型在混凝土坝温控方案优选中的应用

针对混凝土温控方案中各评价指标的模糊性和相关联的特点，将灰色关联分析理论与模糊综合评价法相结合，建立了混凝土坝温控方案灰色模糊综合评价模型，并将该模型应用于某混凝土温控方案优选中。结果表明，灰色模糊综合评价模型在温控方案优选上具有较好的准确性和可靠性，且具有一定的工程应用价值。     

大体积海上风机基础混凝土水管冷却温度场有限元分析

借助有限元计算软件MIDAS,建立中闽能源—湘电风能5 MW海上风机样机工程风机基础混凝土的水管冷却三维有限元模型,计算得到大体积风机基础高性能混凝土在有、无水管冷却情况下的温度场,对比分析水管冷却的效果,为设计和施工提供依据。     

基于精细有限元的大体积砼水管冷却效果研究

基于精细有限元方法,结合实际工程的局部坝段模型,仿真分析了不同冷却方式对施工期水管的冷却效果,阐述了冷却过程中水管周围的混凝土温度场和应力场在时间及空间上的分布状态和变化规律,量化了水管附加温度应力.结果表明,对于施工时仓面较大的水工混凝土结构,应尽量采用通仓同步冷却来控制混凝土内部温度,避免在同一浇筑块中由于冷却方式各异而导致温度裂缝出现.     

高温期滑模快速施工条件下的重力坝表孔长闸墩温控防裂

针对滑模快速施工条件下混凝土闸墩温控防裂问题,以官地水电站表孔闸墩为例,采用仿真计算方法预测并优化了该闸墩施工期温度和应力发展过程。结果表明,在混凝土所处环境温度较高、混凝土结构体积较大、约束大时,二级配混凝土、门槽、溢流面顶部附近的闸墩混凝土、间歇面四个区域易开裂,需加强水管冷却和表面保温措施。     

水管冷却技术在高性能混凝土渡槽工程中的应用

针对水工渡槽工程在施工中容易出现裂缝的问题,借助于混凝土水管冷却温度场及应力场的严密算法,对南水北调中线京石段应急供水工程中的水北沟渡槽工程进行了施工期的水管冷却效果对比分析,结果表明,水管冷却具有良好的导热降温作用,可有效地防止在施工早期和后期出现温度裂缝,可为类似工程提供借鉴作用。     

闸墩混凝土夏季施工温控措施研究

针对大型水闸闸墩混凝土施工期温度控制与防裂比较困难的问题,同时考虑夏季高温施工的不利情况,以河口村水库溢洪道闸墩为例,基于温度场和应力场的三维有限元分析方法,通过研究入仓温度、通水冷却、后浇带等因素对闸墩开裂的影响,提出了控制入仓温度、通水冷却与设置后浇带相结合的温控防裂措施。结果表明,本文提出的温控措施效果较好。     

基于BP神经网络的混凝土坝温控措施智能优选方法

混凝土坝温控措施的制定是一个复杂的多因素系统优选问题。为了对混凝土坝的温控措施进行优选,以混凝土最高温度和最大日降温速率作为输入,通水流量、通水时间、通水温度和水管间距作为输出建立混凝土坝温控措施神经网络智能优选模型。采用均匀设计方法进行温控措施组合设计,并对其进行温度场仿真分析以获得学习样本,进而得到训练好的神经网络优选模型,输入实测最高温度和最大日降温速率优选出对应的温控措施。实践结果表明,该温控措施神经网络优选模型合理可行。     

HDPE冷凝管对大型泵站混凝土墩墙温度场的影响

以引江济淮工程派河口泵站为例,采用ANSYS有限元软件模拟分析了大型泵站混凝土墩墙内部布置HDPE冷凝管后温度场,对照现场无线测温数据验证模拟结果的准确性,并通过对比墩墙内有、无冷凝水管两种情况下的实测温度数据,分析了冷凝水管对混凝土内部温度场的影响。研究结果表明,采用在墩墙内部设置冷凝水管的方式能够有效降低结构内部温度,减小里表温差;采用HDPE能有效减缓混凝土降温速率;冷凝水管间距应根据数值模拟结果进行初步确定,并利用现场测温仪进行校验,及时调整冷凝管布置间距,以达到更好的降温效果。     

某高拱坝中期通水冷却降温影响因素敏感性分析及最优温控措施

为准确了解某高拱坝坝段混凝土中期通水冷却降温影响因素的敏感性及其最优温控措施,采用有限元仿真分析方法,定性定量分析了中期降温阶段冷却水通水流量、通水温度、通水时长、混凝土单层层厚对坝段混凝土日降温速率的影响程度,发现通水流量及通水温度影响最大;进而构建了混凝土日降温速率与通水流量、通水温度之间的非线性回归方程,从定量角度给出了最优温控措施;这可为同类工程中期降温阶段的温控措施提供参考依据。     

混凝土拱坝坝体二期冷却降温速率监控指标拟定与预警

采用小概率法估计温度监控指标的目的是根据混凝土坝体抵御已经历过的温度荷载的能力来评估和预测抵御可能发生温度荷载的能力,以西南某在建混凝土拱坝第二期冷却(简称二冷)期间的温度监测资料为例,求得已灌区各浇筑仓二冷期间最大的降温速率后,采用小概率法拟定该坝二冷降温速率监控指标,以指导现场混凝土通水冷却措施。实践表明,当有足够多的二冷期间的温度监测资料时,采用小概率法拟定二冷期间降温速率监控指标是可行的。     

高拱坝施工过程中的同冷区控制方法研究

针对高拱坝混凝土沿高程方向的复杂温度梯度特性,提出了一种基于施工过程的同冷区控制方法,其实现途径为同冷区内部温度与冷却区高度的时空动态调控。采用有限单元法仿真模拟同冷区控制的实现过程,并重点对五个影响因素(水管冷却、施工进度、悬臂高度、季节气温变化、约束范围)进行系统的论证分析。结果表明,通过优化同冷区控制措施,不仅可以降低坝混凝土的温度梯度,也可在一定程度上减小温度拉应力。