泵站施工期温控防裂敏感性分析研究

以化子闸泵站工程为例,考虑冷却水温度、通水流量、水管间距、混凝土浇筑温度、保温层厚度以及后浇带宽度等因素,利用三维有限元计算程序,对泵站施工期的混凝土温度与应力进行数值模拟。结果表明,改变水管间距对混凝土冷却效果的影响较为明显;设置后浇带对温度应力有较大的释放;水管通水水温、混凝土浇筑温度与产生的拉应力呈现线性增长。水管通水流量超过一定值时泵站冷却效果不佳。保温措施能有效避免低温季节浇筑早期产生的表面裂缝。同时,选取优化温控方案对化子闸泵站施工期温度、应力场进行了仿真分析。结果表明:温控措施优选合理,泵站内外温差、早期表面拉应力及后期内部拉应力均处于安全可靠范围,可为泵站工程安全运行提供参考依据。     

泵送混凝土结构施工期温控防裂研究

针对泵送混凝土结构施工期易开裂的问题,从减小温差和约束出发,采用三维不稳定温度场和应力场的有限单元法及水管冷却离散算法,对某泵送混凝土结构施工期防裂方法进行数值计算分析.计算结果表明:表面保温性能越好,结构早期内外温差越小,表面拉应力也就越小,但拆模后表面和后期内部的拉应力也越大;吊空模板技术、缩短间歇时间和设置后浇带等施工方式对减小约束、防止结构后期裂缝有利;合理保温和水管冷却是防止裂缝产生的有效措施.     

水管冷却热传导计算模型能量分析

对水管冷却有限元法和水管冷却等效热传导法的相关性进行了研究,采用同一套有限元网格,仿真分析了混凝土浇筑仓的非稳定温度场和徐变应力场,对比分析了两种水管冷却计算模型计算的混凝土浇筑仓平均温度和弹性应变能及黏性应变能.水管冷却等效热传导法计算的混凝土平均温度与水管冷却有限元法计算的平均温度接近,前者是后者的等效平均,但两者的同一节点温度不一样,且差异有时还比较大.由于前者是后者温度的等效平均,所以前者和后者的弹性应变能和黏性应变能接近,但两者的同一节点的应力不一样,因此其差异有时也比较大.     

小温差早冷却缓慢冷却是混凝土坝水管冷却的新方向

提出混凝土坝水管冷却的新方式:小温差、早冷却、缓慢冷却,与大温差、晚冷却、短促冷却的传统冷却方式相比,它可以把混凝土与水温之差从目前的20～25℃减少到4～6℃,从而可大幅度提高抗裂安全度.过去人们对水管冷却自生温度应力重视不够,笔者提出了计算方法,它能引起相当大的拉应力,采用小温差可以减小这种应力.目前往往限制后期冷却在龄期120 d后开始,采用小温差可取消这一限制,从而赢得了几个月时间.笔者提出的这种新冷却方式,在不影响施工进度的前提下,不但减小了自生应力,也减小了约束应力,是今后混凝土坝水管冷却的发展方向.文中还提出了一整套实用计算公式.     

温度应力、自收缩对高性能混凝土早期开裂的影响

根据高性混凝土的水化特性、物理力学特性及自收缩特性，分析了高性能混凝土早期开裂机理和影响早期开裂的主要因素．并结合工程实例，借助混凝土温度和应力有限元仿真计算方法分析研究了表面适度保温和水管冷却技术在高性能混凝土温控防裂中的应用效果．研究结果表明，表面适度保温与水管冷却相结合能有效降低混凝土的内外温差，减小混凝土早期表面拉应力与后期内部拉应力，防裂效果明显，对类似的工程具有借鉴作用．     

通水冷却对隧洞衬砌温度应力的影响

以白鹤滩水电站泄洪洞为研究对象,运用三维有限单元法模拟龙落尾段衬砌混凝土的施工过程和通水冷却措施,通过比较衬砌底板代表点的最高温度、最大内表温差、最大拉应力以及最小抗裂安全系数,分析通水冷却各因素对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力的影响。结果表明:通水冷却能够有效降低衬砌混凝土最高温度、最大内表温差和最大拉应力,提高衬砌混凝土的抗裂安全性;冷却水温、通水时间、通水流量、水管间距等因素中,水管间距对衬砌混凝土温度和温度应力的影响最为显著。     

利用塑料水管易于加密以强化混凝土冷却

水管冷却是混凝土坝温度控制的重要措施,以前采用钢管,由于接头多,通常铺设在浇筑层面上,浇筑层中间很难铺设;塑料水管接头很少,管质柔软,在浇筑混凝土的过程中也能铺设,有利于改变水管间距.通过理论分析和实际计算表明,充分利用塑料水管易于加密的优点,可以大幅度地强化混凝土的冷却,降低混凝土温度应力,加快混凝土坝施工速度.计算结果说明,水管充分加密后,即使不预冷骨料,高温季节浇筑层厚3.0m的混凝土坝块也可防止裂缝.     

混凝土板温度场的解析计算方法

温度应力控制是大型混凝土板工程中极为重要的防裂措施,而温度场的分析计算则是温控防裂的首要工作.由于混凝土板易受外界气温、日照辐射和地基温度等边界条件影响,精确求解混凝土板温度场是很困难的.针对混凝土板温度场的计算问题,本文给出了两个温度场计算公式和一种计算水管冷却的新方法,这些公式可用来计算混凝土板的最高温度、水管冷却...     

峡江重力坝大体积混凝土施工温控研究

采用冷却水管通水冷却是大体积混凝土坝施工期主要温度控制措施,而冷却水管布置方式对混凝土内部温度和应力的影响较为显著。以大型水利枢纽峡江重力坝为工程实例,采用ANSYS有限元模型分析了不同布置方案的冷却水管对大体积混凝土施工期混凝土内部温度及应力的影响。结果表明:加密布置冷却水管可以有效提升混凝土降温效果,但水管间距过小将导致混凝土表面承受较大的拉应力,容易引起混凝土表面裂缝的产生。     

混凝土坝后期水管冷却的规划

过去对后期水管冷却的安排比较简单,根据施工进度确定开始冷却日期及冷却水温,冷却到规定温度时停冷灌缝.现在看来后期冷却对坝体温度应力有重要影响,尽管温差相同,但不同的冷却安排产生的温度应力相差很大.本文首次系统地研究了冷却区高度、水管间距、冷却分期及水温控制对温度应力的影响,根据此研究结果,对后期冷却进行细致的分析和规划,在相同的温差和水管布置条件下,可显著减小温度应力、提高混凝土坝抗裂安全度.