双洎河渡槽夏季施工槽身混凝土温控防裂

为控制双洎河渡槽工程夏季施工混凝土槽身出现温度应力裂缝,从裂缝成因分析入手,在槽身混凝土施工的不同时期,采取相应技术措施,如分块薄层连续浇筑、降低混凝土的入仓温度、水管通水冷却、表面保温等控制混凝土温度应力的措施,有效地防止了槽身混凝土温度裂缝发生,保证了槽身混凝土的工程质量。     

落地矩形渡槽施工期安全监测成果分析

通过对南水北调中线京石段应急供水工程漕河渡槽段落地矩形渡槽施工期安全监测成果的整理,重点分析了槽身温度、钢筋应力和混凝土应变等监测量的变化特征和发展趋势。温度监测成果表明,混凝土浇筑完成后30 h左右内部出现最高温度,范围在55.5～57.9℃之间;同期夜间最低气温在22℃左右,内外温差接近35℃。因此要保证混凝土表面不出现裂缝,施工中需高度重视混凝土浇筑后150 h内的养护工作。根据现场情况合理选取综合配套的养护方法,建议采用草袋铺设和蓄水法相结合、白天通风和夜间保温相结合等施工措施,合理选择拆模时间和拆模顺序,使混凝土表面裂缝得到有效控制。对槽身混凝土温控和渡槽运行期监测提出了建议。     

南水北调中线工程沙河渡槽充水试验研究

为检验南水北调中线总干渠沙河渡槽结构质量、安全情况,按照预定方案开展了全段渡槽充水试验工作。试验共发现槽身裂缝、止水缝、施工缝及螺栓孔四类质量问题造成的渡槽质量缺陷72处,总体上混凝土施工与止水安装质量较好,发现的质量缺陷不影响工程结构安全,对其进行混凝土灌浆和表面封闭处理后,渡槽结构能够满足正常使用要求。充水试验期间,对渡槽变形及应力应变进行了全面监测,最大挠度2.90 mm,最大沉降量18.72 mm,最大沉降差5.53mm;沙河渡槽预应力槽身结构在各工况下均处于受压状态,普通钢筋混凝土槽身结构应力应变均在允许范围内。充水试验证明,沙河渡槽整体结构安全稳定,在各设计工况下均处于平稳运行状态。     

滏阳河渡槽槽壁脱空检测技术

针对滏阳河渡槽矩形薄壁梁式渡槽结构的槽壁混凝土脱空开裂后的灌浆效果检测,提出了在渡槽槽身待测区域划定测区,采用混凝土超声横波层析成像技术检测化学灌浆密实度。检测结果表明芯样裂缝内灌浆料填充饱满。混凝土CT成像仪检测结果未发现内部空洞、脱开现象。灌浆部位粘结性能检测结果表明芯样抗拉试验断裂位置未与裂缝灌浆部位重合,化学灌浆起到了恢复渡槽槽身整体性能的目的。     

日照作用下箱型渡槽温度场与温度应力研究

分析了箱型渡槽产生日照温差的原因及影响,根据热传导方程和混凝土箱型渡槽边界条件,借助有限元分析软件ANSYS建立了二维模型,对箱型渡槽在两种特殊工况下有、无表面隔热措施时的温度场与温度应力进行了计算分析。计算结果表明,夏季高温工况下渡槽内外表面温差较大,导致其表面产生较大的温度应力,内表面容易产生裂缝;若对槽身外表面采取隔热措施,可有效地减小内外温差与温度应力,可确保渡槽夏季输水安全。     

U形和矩形渡槽温度应力对比分析

目前国内对渡槽结构的温度应力分析较少,大部分温度分析借鉴于箱形梁桥的温度应力分析方法,但二者有较大的不同.结合U形和矩形渡槽的实际模型,采用三维有限元方法仿真分析了渡槽运行期温度场和应力场.结果表明:U形渡槽和矩形渡槽温度应力大体相当,U形渡槽最大应力产生在横截面方向,矩形渡槽最大应力产生在竖直向,冬季工况比夏季工况危险,应防止渡槽开裂.     

渡槽

长度最大的渡槽:陈城渡槽,全长6625米,结构形式为浆砌石墩、浆砌石肋拱、少筋混凝土矩形槽渡槽。位于福建省东山县向东渠陈城支渠上。过水流量最大的渡槽:灌河渡槽,过水流量100立方米/秒,结构型式为井柱排架、钢筋混凝土矩形渡槽。位于河南省商城县鲇鱼山水库灌河干渠上。跨度最大的渡槽:万龙渡槽,跨度126米,结构型式为混凝土槽台、钢筋混凝土双曲拱、混凝土矩形槽渡槽。位于广西壮族自治区玉林县红旗渠上。     

大型渡槽温控防裂技术及发展趋势

介绍南水北调工程大型渡槽在材料性质、结构设计、施工措施等方面温控防裂的基本经验;针对渡槽薄壁结构的特点,阐述短期温度应力和温湿耦合作用下渡槽的开裂机理;从温度监测、温度场实时仿真和预报、早龄期混凝土开裂风险预报、施工信息平台搭建、限裂设计下渡槽混凝土温控标准制定等方面探讨渡槽温控防裂的发展趋势。     

克孜河渡槽运行期温度应力耦合分析

渡槽在运行期时水泥水化热已经基本消失,结构处于较稳定温度状态,由于外界气温变化会引起渡槽内部的温度应力变化,同时在日照、环境温度变化和骤然降温时会引起结构内外温差与温度应力变化。为了有效防止渡槽在运行期混凝土槽身开裂,造成不必要的损失,通过三维有限元软件建立克孜河渡槽三维模型,模拟渡槽运行期温度、应力分布规律。结果表明:运行期温度应力较大,通过在渡槽外壁采取保温措施,有效的改善了槽身的应力状态,可为今后渡槽设计提供设计依据。     

关体式渡槽钢筋混凝土结构三维有限元分析

采用三维有限元线弹性模型对漕河渡槽槽身结构重要部位的应力应变情况进行了分析。首先利用耦合约束方程法使钢筋和混凝土能作为一体计算,然后分析了槽身结构在不同工况下的运行状况并计算出在相应工况下渡槽的应力应变值。约束方程法让本来很难处理的钢筋混凝土结构变的容易处理,且比节点耦合法更加精确。该方法同样适用于其他复杂钢筋混凝土结构分析,也为连体式渡槽结构计算提供了设计依据。     

放水河渡槽施工的裂缝预防与控制

温度裂缝是混凝土施工中常见的一种裂缝类型,也是土木工程界至今尚难于很好解决的工程实际问题之一.在南水北调中线京石段工程放水河渡槽施工中,采取了预防和控制温度裂缝的一系列综合措施,槽身混凝土在施工期未出现温度裂缝.实践证明,在大体积、高标号混凝土的施工及在外部环境温度变化较大地区混凝土的施工中,是可以采取综合温控措施来预防和控制混凝土温度裂缝产生的,或使结构尽可能不出现温度裂缝,或尽量减少裂缝的数量和宽度,从而确保工程质量.     

高强度混凝土渡槽夏季施工防裂措施研究

高强度混凝土渡槽结构承载能力高,但水化放热量也大,在夏季浇筑时混凝土温控防裂难度较大.采用非稳定温度场及应力场的有限元计算方法,对夏季施工的典型渡槽结构进行了施工过程的仿真计算.根据不同工况的温度场和应力场计算结果,分析了易裂部位的开裂原因,提出了相应的水管冷却和表面保温措施,可为类似高强度混凝土结构的设计和施工提供有...     

静水条件下超疏水性对混凝土 I 型裂缝扩展的影响

高水压力随水流浸入作用于结构缺陷或裂缝缝面导致结构开裂或裂缝扩展的工程问题在国内外多座高坝中均有发生。超疏水混凝土表面对水分具有较强的排斥作用，水流浸入裂缝的范围小于普通混凝土，对于上述工程问题应具有抑制作用。为此，将裂缝受力扩展考虑为 Boussinesq 问题，并借鉴 Westergaard 应力函数，推导了集中荷载下的缝面位移函数和均布荷载下的缝面位移和裂缝延长线应力函数。根据应变能释放率理论，建立了水流入浸导致裂缝扩展的计算模型与迭代步骤，可以进行不同疏水性材料裂缝扩展的定量分析。算例分析表明，相对普通混凝土，超疏水混凝土对高水压下的裂缝扩展具有较好的抑制作用，而且超疏水混凝土裂缝尖端具有更好的应力状态。     

渡槽水体的热交换及水温和含冰率的时空变化

渡槽是一种高架空中的输水建筑物,冰期易于形成产冰场,可能导致下游发生冰塞灾害。考虑渡槽外壁与大气的热交换,包括太阳辐射、外壁和大气的长波辐射、地表的长波辐射和反射及对流等因素,提出了渡槽外壁温度及水体与渡槽热交换的计算模型。建立了冰期渡槽水温时空变化的一维数学模型,采用特征线方法得出水温随时间和离开渡槽进口距离的增加呈指数规律变化的重要结论。在此基础上,导出了渡槽含冰率与负水温成正比的理论公式。算例表明,如果忽视水体与渡槽的热交换,则可能导致计算冰情远远偏离实际情况的结果。     

寒冷地区某渡槽裂缝成因及钢筋锈蚀对耐久性影响

北方寒冷地区某大型调水渡槽,采用大跨度三向预应力钢筋混凝土结构。在其施工建设期间,检查已建渡槽槽墙表面有竖向长裂缝、流白膏、碱蚀渗水的现象,敲击墙面内部有空鼓声音。为了研究上述问题,采用理论分析、数值计算方法,从预应力张拉、积水冻胀、环境温度等方面考虑,分析表明槽墙表面裂缝和内部空鼓缝是积水冻胀造成的。非线性有限元精细模型计算和钢筋锈蚀耐久性分析结果表明:(1)冻胀量达到0.4%时,管周边出现纵向拉裂缝,当冻胀量达到1%时,表面开始出现竖向裂缝,冻胀量达到3%时,表面形成长裂缝,内部空鼓缝贯通;(2)灌浆孔道有空气和积水恶劣工况下,预应力钢筋发生锈蚀,速率达到0.102 mm/a;空鼓缝深度8 cm且管内破裂进水,其锈蚀速率为0.024 mm/a,15 a后其重量损失率即可达6%;当空鼓缝深小于8 cm时,10 a后竖向普通钢筋的锈蚀将致槽墙生成新的锈胀裂缝。建议对渡槽进行二次灌浆并控制好灌浆质量及做好保温和防水措施,防范渡槽产生新裂缝。     

倒T字型混凝土薄壁结构施工期温度裂缝控制研究

针对倒T字型混凝土薄壁结构特点以及施工期易产生裂缝这一问题，阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施。倒T字型薄壁混凝土结构早期的内外温差，后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因，而表面保温和内部水管降温是防止这类裂缝的有效温控措施。基于Arrhennius方程，采用水化度理论预测了温度和龄期对混凝土基本热学和力学性能发展的影响规律，结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的精确算法，对某－实际工程进行了仿真计算分析。计算结果表明在表面保温和内部水管降温相结合的温控措施下，防裂效果良好。该措施对类似工程具有一定的参考价值。     

排架-渡槽-水三维耦合体系地震响应分析

本文应用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法，针对不同的水位、不同支撑高度，研究渡槽结构在EL CennD地震波激励下的振动反应。研究表明，矩形渡槽中水体的晃动幅度十分显著，水体晃动呈多波振荡；排架高度越大，水体的晃动幅度越大，水体晃动反应越滞后于地震输入，个激励引起的动水压力对渡槽槽身应力的影响不可忽视；三维排架-渡槽-水耦合体的自振特性、排架高度、外激励等是影响渡槽中水体振荡反应和耦合体动力性能的重要参数，二维渡槽模型刚化了渡槽结构，不能真实反映三维耦合体的动力性能。     

倒T型混凝土薄壁结构施工期温度裂缝控制研究

针对倒T型混凝土薄壁结构特点以及施工期易产生裂缝这一问题,研究了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施。倒T型薄壁混凝土结构早期的内外温差、后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温是防止这类裂缝的有效温控措施。基于Arrhennius方程,采用水化度理论预测了温度和龄期对混凝土基本热学和力学性能发展的影响规律,结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的计算方法,对某一实际工程进行了仿真计算分析。计算结果表明,表面保温和内部水管降温相结合的温控措施,裂效果良好。