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。     

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。     

大体积混凝土闸墩施工期冷却水管布置方案研究

采用模拟冷却水管冷却效应的直接算法对大体积混凝土结构内的冷却水管的冷却效应进行了模拟,根据闸墩结构特性进行了不同水管布置方案的比较,并与无冷却水管措施的方案进行对比,且提出了最优的冷却水管布置方案。结果表明,冷却水管直接算法可以很好地模拟冷却水管在闸墩施工期对混凝土的降温效果。本研究可为闸墩混凝土施工期温控措施的制订提供参考。     

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。     

白鹤滩混凝土拱坝冷却水管防渗漏策略研究

通水冷却是大体积混凝土温控防裂的关键措施之一,而冷却水管的完好与否关乎冷却通水的成败。以白鹤滩水电站混凝土拱坝的冷却水管为例,对施工过程中冷却水管防渗漏措施进行了系统分析,具体包括冷却水管材质选择、冷却水管接头材质及选型,冷却水管埋设及后期防护等方面。工程实践表明,通过选择适宜材质的冷却水管及接头,结合科学的管理措施,可有效控制冷却水管渗漏,从而避免渗漏水侵蚀混凝土。研究成果对大体积混凝土冷却水管施工管理具有较好的借鉴意义。     

混凝土冷却水管布置形式优化分析

碾压混凝土大坝温控的主要措施是采用敷设冷却水管通水冷却降低温度应力,通过冷却水管与碾压混凝土之间的热传递,逐渐降低大坝混凝土整体温度.本文通过调整冷却水管的敷设间距,分析碾压混凝土的温控效果,采用三维有限元模拟施工过程坝体岸坡坝段混凝土的温度变化进行详细的计算分析.结果显示:在坝体岸坡坝段施工中合理选择碾压混凝土大坝冷...     

大藤峡水利枢纽大坝混凝土温控参数敏感性分析

在施工过程中和运行期间，大体积混凝土结构中往往产生较大的温度应力，进而产生裂缝。混凝土结构施工前，为了筛选适时合理的温控防裂措施，对各温控参数作敏感性分析，确定不同温控参数的影响程度和特征，从而确定影响温度应力的主要因素。采用三维有限单元法，以大藤峡水利枢纽工程挡水坝段为对象，分析浇注温度、冷却水管间距、初期通水时间、初期冷却水温、基础混凝土浇筑时间等因素对坝体温度和应力的敏感性。结果表明，浇筑温度、水管间距、浇筑时间对坝体最高温度和应力的影响较为明显，而通水时间和初期冷却水温的影响有限，且通水时间不易过长，水温不易过低、也不能明显高于混凝土的入仓温度。     

厚倒丁字型高强度混凝土墩墙施工期水管冷却温控效果研究

为了制定合理的水管冷却方案,基于ANSYS有限元仿真方法,计算了厚倒丁字型高强度混凝土结构在无水管冷却、单排水管冷却及双排水管冷却工况下的温度、应力变化规律,探讨其施工期水管冷却温控防裂效果。结果显示:采用单排或双排水管冷却方案后,高强度混凝土墩墙内外温差分别降低了42%和90%,外表面早期应力分别减小了40%和80%以上,内部后期应力分别减小了20%和75%以上。可见,双排水管的冷却效果明显优于单排水管,可有效避免混凝土墩墙开裂风险。结果表明,在厚倒丁字型高强度混凝土结构施工期,冷却水管布置应较密集,水管间距以1 m以内为佳。     

沉井基础上闸底板施工期温度仿真分析

分别采用冷却水管直接算法和等效算法对沉井基础上的闸底板结构施工期温度场进行仿真分析。通过对比施工期闸底板温度场分布及关键部位温度变化过程,证明两种算法均可用于模拟水管的冷却作用。冷却水管直接算法由于精细地模拟了闸底板中的冷却水管分布,能够更真实地能反映水管周边剧烈的温度梯度变化,更符合实际情况,值得推广应用。     

水管冷却对混凝土闸墩结构温度的影响

结合水管冷却方法在白沙水库溢洪道混凝土闸墩施工中的应用,分析了影响冷却效果的因素,确定了施工中冷却水管的布置方法和监控措施,对采用冷却水管时的结构理论绝热温降进行了计算,并在相同条件下对采用冷却水管和不采用冷却水管两种情况的现场实测温度变化进行了对比分析,结果表明,此方法应用于闸墩结构的温度控制中可有效降低混凝土内部温度的峰值。     

冷却管导热性能对混凝土坝后冷的影响分析

预埋冷却管通水冷却是混凝土坝主要的人工温控措施。采用大导热系数的金属管加快了冷却速度,但是成本高,施工费时费力;普通塑料(HDPE)管虽然成本低,但是导热性能差,延长了冷却时间。此文旨在通过分析冷却管的导热性能对混凝土冷却效果的影响,能为开发一种在技术和经济上兼优的冷却管提供参考。     

混凝土坝中后期通水快速调控研究

混凝土坝中后期通水冷却是一个复杂多因素问题,与通水水温、通水流量和通水时间等相关。基于中后期冷却期间浇筑仓温度动态预测模型,提出了一种中后期通水快速调控方法。先将无热源水管冷却计算式和浇筑仓实测温度相结合预测浇筑仓降温曲线,然后结合中后期冷却的降温速率和目标温度,采用优化算法获得混凝土浇筑仓优化通水方案。实例分析表明,基于无热源水管冷却计算式的浇筑仓温度动态预测模型计算工作量小,混凝土坝中后期通水快速调控方法是可行的,可为混凝土坝中后期通水调控提供及时参考。     

模拟水管冷却效应的直接算法

水管冷却作为混凝土温控的重要措施发挥了重要的作用，因而在混凝土大坝的温度场仿真计算中冷却水管温度效应的模拟问题受到工程技术人员的广泛关注。本文提出了模拟水管冷却效应时考虑混凝土与冷却水管之间相互作用的直接算法。该方法无需计算水管周边的温度梯度，只需建立混凝土内部温度和冷却水管温度之间的方程并联立求解即可。文中算例说明了该方法的正确性。     

聚乙烯冷却水管的等效间距

水管冷却是混凝土坝温度控制的重要手段，过去采用钢管或铝管，近年国内外不少工程采用高强聚乙烯水管，已有取代金属水管的趋势，人们关心的一个问题是两种水管的冷却效果和经济比较。为此提出了聚乙烯水管等间距的计算方法，为两种水管冷却的效果和经济比较提供了依据。     

高拱坝一期冷却工作时间优选方案研究

借助于精确的水管冷却算法,深入分析了周公宅高拱坝水管一期冷却期间可能出现的“管壁裂缝”和“水平缝”的开裂机理,认为不同季节水管通水方案(包括冷却水温、水管开始通水时间以及通水工作时间)选择不当是导致“管壁裂缝”和“水平缝”出现的主要原因。针对这一开裂机理,对比分析了高温和低温季节时预防此类裂缝的不同通水方法,最后得出水管冷却时宜采用变温冷却方案;同时,还给出了任意水管布置形式及通水方案所需通水时间的确定方法。     

三洋港水闸底板水管冷却温控措施优化研究

混凝土初期通水冷却可以起到削峰控温作用,但可能造成水管附近混凝土开裂。本文结合三洋港闸底板通水冷却措施,应用冷却水管有限元直接算法,通过调节通水流量、温度及时间,分析闸底板混凝土温度场和应力场的变化趋势。结果表明:通水流量越大、通水水温越低及通水时间越长均使冷却效果越好。建议可以通过减小冷却水温与混凝土温差,延长通水时间来降低混凝土温度峰值,同时这也可以避免水管附近混凝土产生裂缝。     

周公宅拱坝PE水管现场冷却效果反馈分析研究

借助水管冷却精细算法及先进的反演算法,采用现场实验与数值反馈计算相结合的新思路,对周公宅拱坝现场PE水管的冷却效果及边界条件进行了研究。结果表明,PE水管冷却效果与铁管冷却效果存在明显差异,水管冷却温度场的计算中。PE水管边界应视为第三类边界,其冷却效果可通过“等效表面散热系数”来体现,其中“等效表面散热系数”随通水流量变化而变化。据此,可方便、简捷地实现PE水管的现场冷却效果仿真计算。计算结果证明．此方法可取得与现场实测一致的效果。     

两种不同水管冷却热传导计算模型相关性探讨

对两种不同水管冷却热传导计算模型的相关性进行了探讨。通过对不同冷却时间以及不同绝热温升速率下两种不同水管冷却热传导计算模型计算的温度历程线进行对比分析,得到结论：①随着结点与水管距离的增加,水管冷却有限元法计算的结点温度与水管冷却等效热传导法计算的结点温度的关系为：先前者小于后者,然后前者大于后者,在距离水管为 0.6 m左右两者温度接近相等;②随着绝热温升放热速率减小,水管冷却等效热传导法和水管冷却有限元法计算的温度值趋于一致所需要的时间越长,但停止通水7d后,两种不同的冷却水管计算模型计算的温度值趋于接近。     

RCC高拱坝埋设冷却水管技术研究

对RCC高坝埋设高强度聚乙烯冷水管技术进行了研究。通过在大朝山水电站RCC拱围堰的现场埋设试验并结合沙牌水电站的冷却水管效果分析表明：采用高强度聚乙烯管材，对RCC的施工干扰小，效果好。     

基于热-流耦合的冷却水管降温效果及其参数敏感性分析

水管管径、水管长度、管内流速、流量等因素影响着冷却水管降温效果,为了对上述因素进行优化,基于Ansys中的Fluent和Workbench平台,建立包含热流耦合与湍流模型的三维有限元模型,获得精细的混凝土温度场及水管水温沿程变化,以探讨冷却水管降温机理,以及降温效果与管内流速、管径、管长等变量之间的关系。结果表明,冷却水的流速或流量存在能够使降温效果和成本控制达到最优的值;冷却水管的降温效果与管径呈正相关;冷却水管长度、交替通水流向变换间隔与沿程效应的强度均呈线性关系。无论是流速还是流量,都存在获得较优降温效果时的合理量值;合理控制冷却水管的长度且进行交替通水,可解决沿程效应带来的降温不均匀问题。管长不大于200 m的水管,流向变换间隔时间可选择1 d,通水流量不宜大于2. 5 m3/s。研究成果对于混凝土温控措施中各参数的优化选择具有借鉴意义。