温博段Ⅰ标段倒虹吸施工期温控防裂技术研究

针对管身混凝土结构施工期易开裂问题,认为结构的内外温差、基础温差是这类裂缝产生的主要原因.采用三维有限单元法对施工期倒虹吸进行仿真计算,分析混凝土施工期应力场的时空变化规律,得出管身裂缝容易出现的部位.在南水北调中线工程焦作市Ⅰ标段采用了模板外面贴泡沫保温板的保温方法,计算结果表明,混凝土表面的施工质量得到明显的防裂效果,值得类似工程应用推广.     

圆孔方形倒虹吸施工期温控防裂措施研究

圆孔方形倒虹吸较其它结构类型的倒虹吸有着更为优越的水力特性和受力性能,故在调水工程中具有很大的应用潜力。但该类型倒虹吸是典型的空腔薄壁大体积混凝土结构,施工期的温控防裂成为其推广应用的瓶颈。本研究基于此现实问题,以滇中引水工程下庄倒虹吸为研究对象,考虑了混凝土的水化热及早期力学性能、环境温度变化和温控防裂措施等因素,采用单元"生死"技术和"时程分析"方法,计算了下庄倒虹吸采用温控防裂措施和未采用温控防裂措施两种工况下的管体瞬态温度场,分析了这两种工况下管体温度场和温度应力场的变化规律。采用了混凝土的弹塑性本构关系和改进的Wliiiam Warnke五参数破坏面开裂准则,给出了两种工况下下庄倒虹吸管体混凝土的裂缝演化规律,证明了圆孔方形倒虹吸在不采取温控防裂措施的工况下,管体会因温度应力而开裂。同时,在计算分析的基础上,提出了下庄倒虹吸施工期的温控防裂措施,并验证了所采取防裂措施的有效性,以期为下庄倒虹吸及类似工程的应用提供施工依据。     

节制闸中墩混凝土应力场对温度变化的敏感性分析

针对节制闸混凝土结构在施工期容易产生裂缝这一问题,将节制闸中墩混凝土作为研究对象,根据混凝土结构内温度、材料特性以及边界条件的变化,对其施工期温度应力场进行了三维仿真模拟计算,分析了施工期由内外温度差引起的混凝土结构应力变化的特征与规律。结果表明:施工期,由于混凝土结构内外温差比较大,在热胀冷缩的作用下,易出现拉应力随着温差的增大而逐渐增大,从而引起节制闸中墩混凝土结构开裂,破坏其耐久性,产生安全隐患,导致工程质量问题。因此,为确保施工期混凝土的抗裂安全性,应采取相应的温控防裂措施。     

重力坝底板施工期温度应力仿真

运用有限单元法对施工期混凝土进行了仿真计算,分析了混凝土施工期温度场和应力场的时空变化规律,找出了基础底板裂缝容易出现的部位,为后续的温控防裂方法的研究提供了参考依据.     

高碾压混凝土坝快速施工过程中的温度控制措施

提出了高碾压混凝土坝施工期温度时空动态控制方法,该方法的核心在于通过调整水管冷却的5个要素(冷却开始时刻、通水时间、水温、流量和水流方向)来动态控制混凝土的温度,进而达到温控防裂的要求.基于ANSYS平台开发了大体积混凝土施工期温度场、应力场三维有限元仿真程序,将温度时空动态控制方法应用于官地高碾压混凝土重力坝的施工过程中,并做跟踪监测和反演计算.实践证明,该方法易于操作,且在官地大坝的施工过程中未出现危害性的裂缝,有效解决了其温控防裂问题,给类似工程提供了借鉴和参考.     

铅厂水电站碾压混凝土重力坝施工期温度应力仿真分析

碾压混凝土坝在施工中容易产生温度裂缝,影响大坝安全.采用三维有限单元法对铅厂水电站碾压混凝土重力坝4#表孔溢流坝段在坝体施工期时的变温度场应力场进行有限元仿真计算分析.分析结果表明:强约束区混凝土温差及浇筑时上下层温差均在规范规定范围内;坝体大部分区域内的应力水平满足允许应力控制标准.最后对可能出现温度裂缝的部位提出了相应的防裂措施.     

泄洪洞边墙衬砌混凝土浇筑温控防裂实时控制抗裂安全系数估算

岩体中开凿新浇筑大断面水工隧洞薄壁衬砌混凝土,在大温差、快温降作用下受到围岩和支护结构等极强约束,较多发生贯穿性温度裂缝。为满足施工期实时快速控制危害性温度裂缝的需求,在综合分析和有限元仿真研究的基础上,确定边墙衬砌混凝土温控设计施工期最小抗裂安全系数K_min的9个影响要素,探明其影响度和规律,进而提出K_min的估算公式和温度裂缝实时控制方法。通过白鹤滩水电站泄洪洞衬砌混凝土温控防裂实时控制的实例应用,检验K_min的估算精度和科学性,以及温度裂缝实时控制方法的适用性和有效性。实践表明可在隧洞工程初步设计中进一步推广衬砌混凝土施工期温度裂缝实时控制的应用。     

混凝土桥塔温度场和空间应力场分析

混凝土桥塔等薄壁结构在使用期内产生的裂缝已成为大体积混凝土开裂的新问题,日照非线性温差荷载是导致这类结构开裂的重要因素之一.选取了3个典型的季节--冬季、春季和夏季,测试了某悬索桥混凝土桥塔表面温度场,分析了3个季节下塔壁高度、厚度方向温差随时间的变化规律,并以日照温度场测试数据为基础,分析了塔壁厚度方向最不利温差作用下桥塔的空间应力分布.     

大体积混凝土小温差的长期通水冷却

通水冷却是大体积混凝土温控防裂的主要措施,现有的通水冷却方式要求在短时间内将混凝土温度降低到目标温度,必将在水管附近产生较大的温度梯度,可产生较大的拉应力,不利于水管附近混凝土的防裂,而小温差长期通水冷却方式由于水温与混凝土温度差别较小,可减低降温梯度,减小温度应力.采用三维有限元热流耦合精细算法对大体积混凝土水管的小温差长期通水冷却进行了研究.计算结果表明:现有的通水冷却方式会产生较大的温度梯度和温降速率,使混凝土应力偏大,不利于温控防裂,初步验证了小温差长期通水冷却可以有效地减小混凝土温度梯度和应力的优点.     

大体积混凝土成层浇筑过程温度场及温度应力研究

针对九江长江公路大桥北塔承台大体积混凝土施工,利用MIDAS程序对其温度场及温度应力进行了有限元数值模拟分析,揭示了桥梁建设中大体积混凝土分层浇筑的温度场和应力场的特性和变化规律,为大体积混凝土不出现有害温度裂缝的温控防裂措施提供了依据。     

预防连续箱梁施工裂缝的温度监测与有限元分析

研究混凝土浇筑初期内部温度应力不均匀分布特征和预防温度裂缝的有效措施,以西安至铜川高速公路渭河特大桥某0＃箱梁为研究对象,以MIDAS／FEA(multitier distributed applications services／finite element analysis)有限元分析软件为计算平台,采用有限单元法对施工期混凝土水化热温度场进行了数值模拟计算,分析了3种不同防裂工程措施的理论效果,并结合温度监测进行了工程措施的优化。结果表明:混凝土浇筑52h左右内部温升达到高峰,有无冷却水管的箱梁内部最高温度温差在10℃左右,在内外温差20℃左右时拆除模板时机较为恰当;箱梁腹板与横隔板交界处温度应力集中,设置冷却水管改善温度应力分布效果明显。与其他研究结果相比,采取温度监测与有限元计算全过程动态分析方法优化防裂工程措施效果较好。     

装配式桥墩温度应力分析与裂纹控制

以某在建跨海大桥为例,通过数值仿真分析预制桥墩在与现浇承台连接施工时的温度应力及其影响因素,结合海上施工条件提出裂缝控制措施并进行现场试验. 分析结果表明,填芯混凝土热膨胀是预制桥墩温度应力的主要因素,温度梯度为次要因素. 混凝土入模温度从10 °C提高到40 °C,最大拉应力增加15.4%. 作为单项措施,设置隔热缓冲层的控制效果最佳,其次为冷却水管、优化混凝土配合比、分层施工和应力消散孔,外壁保温与内腔通风措施的效果较差. 提出的裂纹控制方案是采用优化混凝土配合比,且分3层浇筑混凝土,第1层和第2层分别设置隔热缓冲层和应力消散孔,通过现场试验验证了该方案可以有效地控制裂纹.     

C40大体积混凝土配合比设计及工程应用

通过越洋国际广场大体积混凝土基础工程的施工,对大体积混凝土工程中原材料选用、质量控制和配合比设计等控制温度裂缝的方法进行了实践.温度差是引起大体积混凝土产生裂缝主要原因之一,在越洋国际广场大体积混凝土基础工程中,大体积混凝土配合比设计以控制温度差为目标,充分利用降低水泥用量、掺用粉煤灰和矿粉、延长混凝土龄期、选用缓凝型外加剂等方法在延缓和降低水化热方面的作用,不仅使混凝土达到C40P8的要求,且未产生裂缝和渗透,达到工程设计要求.工程温度监测记录和强度评定结果表明:本工程的混凝土配合比设计思路和方法取得了良好的效果.     

小湾拱坝施工期温度场动态跟踪仿真

针对小湾拱坝的施工现状,考虑了混凝土的热学参数及边界条件历时过程、混凝土浇筑过程以及通水冷却措施等因素,应用瞬态热传导三维有限元分析方法对拱坝施工期的温度场进行动态仿真计算,分析了坝体在施工期温度场的时空分布规律,并与监测温度值进行了对比分析.计算结果表明:整个温度场分布规律与监测资料基本吻合,仿真结果较为合理.同时,该研究成果对小湾拱坝施工过程中温控措施的合理性也进行了有效论证.     

桥墩承台大体积混凝土施工期温度控制与监测

由于内外温差过大而引起温度裂缝,是大体积混凝土施工过程不可避免的问题.采用水管冷却方法可有效控制大体积混凝土内核温度,防止裂缝产生.并将该方法应用于某刚架桥桥墩承台大体积混凝土的施工中,通过对监测结果的分析,验证了水管冷却方法的有效性.     

普光天然气净化厂筏板基础大体积混凝土温控措施及施工技术

温度裂缝、收缩裂缝的控制与预防是大体积混凝土施工的关键技术之一。在大体积混凝土筏板基础工程建设中,通过优选原材料、优化配合比、降低混凝土入模温度、循环水冷却等措施控制混凝土内外温差,最大温差实测结果远小于25℃,保证了施工质量。通过实时温度监测,获得混凝土温度、温差的发展规律,明确大体积混凝土降热控温和养护的关键期。     

建筑现浇板上下贯穿裂缝应力分析控制

分析建筑现浇板由混凝土收缩和温差共同作用引起上下贯穿裂缝的产生机理,通过微元体建立建筑外周梁与室内板间的静力平衡关系,导出以混凝土极限收缩应变值ε反映混凝土材料质量影响的外梁温差应力计算公式,提出建筑现浇板预控贯穿裂缝的强度计算式及施工过程与使用过程的预控措施。     

大体积混凝土温控技术及热工计算

大体积混凝土施工是现代大型土木工程中的特种技术。针对武汉天兴洲长江大桥承台大体积混凝土的特点,提出了切实可行的裂缝控制施工技术措施,并按照规范进行了大体积混凝土裂缝控制的热工计算,计算结果表明承台大体积混凝土浇筑后内外温差满足不超过25℃的规定要求。实践证明所采取的技术措施对裂缝控制效果是明显的,对类似大体积混凝土工程的设计和施工有一定的借鉴作用。