水工薄壁混凝土结构水管冷却效果的研究分析

在施工期,薄壁混凝土结构容易产生裂缝,针对这一问题,文章阐述了裂缝的成因和开裂机理,认为混凝土早期的内外温差、后期的基础温差是产生这类裂缝的主要原因,将水管冷却技术应用于薄壁混凝土结构来减小内外温差和基础温差。借助于已有水管冷却混凝土温度场应力场的理论算法,通过三维有限单元法计算了某渡槽在水管冷却措施下的温度控制和裂缝防止效果,计算显示,该渡槽混凝土结构中水管冷却的温控效果是明显的,同时,水管冷却技术在施工现场操作灵活、施工成本较低,因此在薄壁混凝土结构工程中值得推广应用。     

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。     

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。     

高海拔气候环境下碾压混凝土重力坝施工期开裂风险分析

DG水电站位于高寒高海拔地区，气候环境复杂。为研究施工期碾压混凝土温控防裂问题，选取DG水电站厂房坝段为研究对象，采用三维数值仿真模拟技术进行施工期大坝温度场和温度应力计算，以及气温骤降、昼夜大温差对坝体影响的敏感性分析。研究结果表明：气温骤降、昼夜大温差在坝体表面分别产生约1.4,0.9 MPa的拉应力，易在坝体表面引起裂缝；为了减小由此引发的混凝土开裂风险，采用混凝土表面保温防护措施之后，坝体表面温度应力相应得到显著改善，拉应力分别减少至约0.3,0.4 MPa。     

大体积混凝土快速施工防裂方法研究

大体积混凝土施工过程中,基础温差和内外温差是温度应力产生的主要原因。随着厚浇筑层、短间歇等快速施工技术的应用,混凝土基础温差和内外温差随之增大,施工期裂缝问题也越突出。通过对混凝土施工期温度仿真计算和分析,通过降低入仓温度,在规范允许范围内适当增加浇筑层厚度,辅以内部水管冷却,可有效降低混凝土基础温差和内外温差,减少施工期温度裂缝的产生。     

混凝土重力坝廊道拱顶裂缝成因仿真分析

对某布置有坝内厂房和廊道的大坝浇筑过程进行了三维仿真计算,分析大坝在多种工况下的温度、应力变化过程,研究大坝廊道拱顶裂缝产生的主要原因,指出:设计的各类荷载不是造成混凝土开裂的主要原因,当时的设计是安全合理的,廊道顶部裂缝最有可能在施工期就产生了,主要是混凝土内外温差和前后温差导致温度应力较大造成的.     

河口村水库进水塔底板裂缝温控研究

采用有限元仿真分析方法对河口村水库1#泄洪洞进水塔底板上层混凝土开裂进行了分析,同时考虑了较长的浇筑历时以及较大昼夜温差对混凝土开裂的影响。计算结果表明:较高的混凝土峰值温度是底板上层混凝土开裂的主要原因,而较长的浇筑历时以及较大的昼夜温差在一定程度上加剧了开裂风险。     

龙华口碾压混凝土重力坝表面永久保温对施工期温度应力的影响

龙华口碾压混凝土重力坝位于寒冷地区,冬季坝体内外温差大,易产生较大的拉应力而导致表面开裂.现结合大坝工程实际施工条件及进度安排,通过三维有限元仿真分析,主要研究了浇筑进度和表面永久保温措施对施工期大坝混凝土温度应力的影响.仿真分析结果表明,施工进度安排对大坝温度应力有较大影响,采取大坝表面永久保温措施可显著减少坝体内外温差,有效控制大坝温度应力,为施工期温控设计提供了参考依据.     

沙河U型渡槽施工期温度场和应力场仿真计算分析

大体积混凝土的内外温差和基础温差是施工期结构易开裂的主要原因。通过三维有限元法对南水北调工程沙河U型渡槽施工期采取表面保温和内部水管降温相结合的温控措施进行仿真计算,分析了混凝土施工期温度场和应力场的时空变化规律。计算结果表明:温降阶段在渡槽端部容易出现裂缝;温控措施能起到较好的防裂效果。这种温控措施可为同类工程所借鉴。     

拉洛水利枢纽大体积混凝土温度裂缝控制研究

正西藏拉洛水利枢纽及配套灌区工程位于高海拔地区,昼夜温差较大,混凝土极易产生裂缝。本文结合工程实际,对大体积混凝土温度裂缝控制进行探讨,并对高海拔地区昼夜温差较大的情况提出一些温控的观点和措施。一、混凝土裂缝产生的原因1.混凝土拌和不均匀产生的应力裂缝灌区工程采用的两种混凝土分别是商品混凝土和现场利用拌和站搅拌的混凝土。混凝土在现场生产     

环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析

环境温湿度的变化及其在大体积混凝土结构中产生的影响不容忽视,对于温度场、温度应力场、湿度应力场,尤其是整体结构应力场的分析,是工程中非常关注的问题。为此,选取理想的球形大体积混凝土结构,仅考虑环境温、湿度的影响,用ANSYS软件依次对该结构的温度场、温度应力场及湿度应力场进行数值模拟,然后将模拟得到的温度应力场与湿度应力场叠加,得到整体应力场,并对模拟结果进行分析和总结。通过对应力场的数值模拟分析,可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性,对制订温控措施有一定的指导意义。     

水工薄壁混凝土结构湿度及干缩应力非线性有限元分析

在简要论述水工薄壁混凝土结构干缩开裂原因及机理的基础上，对混凝土湿度场仿真计算时参数的选取进行了必要的讨论。结合姜唐湖退水闸这一工程，对其湿度、干缩变形及干缩应力场进行了非线性有限元分析。研究结果表明，干缩应力对水工薄壁混凝土结构裂缝产生和发展起重要作用，是薄壁结构混凝土及大体积混凝土产生表面或者贯穿性裂缝的必须重点预防的因素之一。     

闸墩水管冷却的光纤光栅温度监测及反馈分析

将光纤Bragg光栅温度传感技术应用于水闸工程的闸墩进行实时温度监测,同时对该工程进行施工期温度场和应力场反馈分析.将光纤光栅温度传感器串联熔接形成准分布式测温系统,既具有分布式光纤测温的优点,又可克服分布式光纤测温精度不高以及常规仪器点式监测等缺点.由于闸墩混凝土是薄壁结构,其温度特性和应力状态受混凝土浇筑前后几天的气温影响较大,建议结合周天气预报,将光纤光栅温度传感技术与温度场和应力场仿真分析相结合,进行实时在线监测、实时仿真和实时反馈,及时采取合理的温控措施.     

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。     

渐变流道混凝土结构施工期温度应力特性

水电站和泵站的流道结构中存在着各种形式的流线形结构,可以统称为渐变流道结构,工程经验表明,它们在施工期的应力发展特点不同于其他水工混凝土结构。以此类结构的某实际工程为研究对象,采用数值仿真计算方法,对不同约束形式影响下混凝土温度场和应力场的变化规律进行了深入分析。结果表明:当结构的两个端部均被约束时,产生的拉应力超过结构混凝土的抗拉强度,极易发生贯穿性裂缝;而任意一端被约束时与两端自由的应力状态差别不大。此外,由于粗端与细端断面尺寸相差较大,导致它们的温度场和应力场变化不同步,相位差约3个月。     

沙河渡槽施工期温度场分析

根据热传导理论,对渡槽槽身在蒸汽养护条件下施工期的温度场进行了分析。结果表明:预养期,混凝土内外温差相对较小,且混凝土弹性模量较小,槽身不会产生较大的温度应力;升温期,混凝土温差多为外层温度高于内部温度,主要产生压应力,可适当放宽该时段温差要求;恒温期,受水化热影响内部温度继续上升,内外温差逐渐减小,一般由负温差转为正温差,有些工况会出现温差进一步加大现象,大多数工况都能满足15℃温差限值的要求;降温期,降温结束后混凝土内外温差不能满足15℃限值的要求,降温期混凝土外层会产生较大的拉应力,因此应采用较慢的降温速度,并且应延长混凝土在蒸汽养护蓬中的静置时间。     

暗涵墙体混凝土温度场与应力场仿真分析

为了研究暗涵墙体施工早期混凝土的开裂情况,从混凝土温度变形出发,对暗涵中墙裂缝成因进行了分析。根据稳态温度场理论,采用ANSYS有限元分析软件,混凝土热单元类型选用solid70,建立了求解中墙温度场的三维实体模型,研究了不同工况组合下的暗涵墙体温度场分布规律。根据暗涵墙体混凝土温度场进行温度应力的仿真,研究了暗涵中墙混凝土温度应力分布及变化规律。结果表明:暗涵中墙内外表面的压应力近似相等,与温度呈线性关系,中墙内外表面不存在拉应力;暗涵中墙中间截面的压应力与温度差成反比,而拉应力与温差近似成正比;最大拉应力为1.92 MPa,出现在中墙中间截面,其值在混凝土的抗拉强度范围内,故中墙几乎不会开裂。通过设置合理的边界条件与环境条件,可为相关混凝土施工温度裂缝控制提供参考依据。     

碾压混凝土拱坝温度应力场仿真研究

拱坝是固结于基岩的空间壳体结构,体型较为复杂。针对拱坝易存在的温度裂缝问题,结合碾压混凝土拱坝的施工特点及进度计划,采用三维有限元浮动网格法进行温控仿真研究计算。计算结果表明：在高温月份控制碾压部位坝体混凝土的入仓温度,对不同区域碾压的混凝土进行初期、中期和后期冷却,最大温差和最大应力均可满足拱坝温控设计要求。计算结果为预防坝体混凝土开裂提供了重要理论依据。     

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.