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。     

石门坎水电站混凝土拱坝一期通水冷却浅析

石门坎水电站混凝土拱坝施工需跨两个夏季,横缝灌浆自然温度不能满足封拱时的温度要求,需采取通水冷却措施。采用三维有限元方法,对石门坎水电站混凝土一期通水冷却进行了多种工况的三维仿真计算分析,得到一期冷却规律:水管间距相同情况下,通水水温越低,削减水化热越多,降低混凝土最高温度效果越好;通水水温相同情况下,水管间距越小,削减水化热越多,降低混凝土最高温度效果越好。     

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。     

基于单一通水方向的泵站底板水管冷却方案研究

水管通水冷却是大体积混凝土主要的温控措施，交替变换冷却水通水方向虽降温效果更好，但需要耗费较多人力物力，实际施工中仍可能采用单一方向通水。针对该情况，结合上海市前卫泵闸工程，采用热流耦合精细算法模拟不同的水管布置型式及底板浇筑方式下泵房底板混凝土的冷却效果。仿真结果表明：不改变通水方向时，“双循环”水管布置型式能解决传统“单循环”水管布置型式下底板温度梯度较大的问题；采用分块浇筑措施，结构温度梯度小，新老混凝土接合面拉应力偏大。单一通水方向工况下，建议采用“双循环”水管布置型式以及合理分块浇筑，研究成果可为类似工程中的泵站底板温控工作提供参考。     

大体积混凝土一期通水冷却时机研究

大体积混凝土一期通水冷却的时间选择是一个影响冷却效果的重要因素,采用水管有限元法和水管冷却等效热传导法进行了研究,并对比分析了环境气温分别为升温过程和降温过程对计算结果的影响。计算结果表明：随着一期开始通水冷却时间的延后,冷却效果更好,停止通水后混凝土的温度更低,但混凝土内部应力趋于不利;当环境气温为升温过程或降温过程时,仍可以得到上述结论;建议大体积混凝土一期通水冷却宜尽早进行。     

盾构井内衬墙薄壁混凝土施工仿真和温控防裂研究

盾构井是珠江三角洲水资源配置工程重要组成部分，对盾构井内衬墙进行温度控制，防止裂缝产生是保证供水安全有效的必要措施。选取珠江三角洲水资源配置工程中B4标GS10号典型盾构井内衬墙结构，运用三维有限元仿真分析方法，采用逆作法施工顺序，考虑内衬墙和连续墙之间3种不同的连接方式(完全粘接、无粘接和弱粘接)下，研究浇筑温度、通水冷却措施下温度、应力发展变化规律和开裂风险。结果表明：无温控措施时内衬墙拉应力超过其抗拉强度，存在开裂风险，在通水冷却等措施下温度和应力降幅分别为10.34%和9.90%;对于1.5 m厚内衬墙，浇筑温度每提高1℃,最高温度升高0.69℃,应力增大0.12 MPa;水管加密、通水时间延长和降低通水水温均能有效降低内衬墙温度应力、减小结构开裂风险；内衬墙和连续墙粘接强度越大，对内衬墙混凝土的约束越大，开裂风险越高。     

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。     

水管冷却一期通水参数优化设计研究

水管冷却作为大体积混凝土最主要的温控措施之一,其通水参数设计的合理与否直接影响着混凝土的温控效果,同时决定着通水成本.文中从保证混凝土施工质量和降低通水费用的角度出发,建立水管冷却一期通水参数优化设计模型,并将优化模型应用到工程实例,证明了该优化模型在满足通水要求的同时能够降低通水费用,对于高温季节的一期通水冷却优化设...     

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。     

大体积混凝土通水冷却实用性计算

大体积混凝土温度控制要求严格,通水冷却是保证其施工质量的有效方法之一。在投标阶段如何确定其通水时间及通水量以指导合理的报价是一个很大的问题。就混凝土通水冷却问题从混凝土冷却水管埋管冷却原理、非金属冷却水管等效换算、混凝土一期、二期通水冷却计算等几个方面进行说明,为混凝土通水冷却计算提供了一定的经验。     

周公宅拱坝混凝土温控防裂水管冷却效果研究

采用改进的水管冷却温度场迭代算法,对周公宅拱坝7号典型岸坡坝段水管冷却的一期效果进行研究。重点分析水管层距、间距以及浇筑层厚度对坝体内部温度场和应力场分布造成的影响,同时指出岸坡坝段水管冷却时温控防裂的主要问题。最后得出了周公宅拱坝7号坝段施工期一期冷却时水管布置形式的优选方案及温控防裂措施。     

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.     

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。     

混凝土表面保温和水管冷却的温控效果研究

为了对比探讨表面保温和通水冷却这两种措施的温控效果,采用有限单元法,对带有冷却水管的混凝土温度场和应力场进行模拟计算。在表面保温方面,认为应合理选择保温力度,优化保温效果,可以实现“既达到防止早期表面开裂,又能提高后期表面的抗裂性能”的目的。在水管冷却方面,提出了影响水管冷却效果的4个控制指标,即温度峰值、峰值龄期、降温速率和停水温度,认为在采用水管冷却方法控制温度峰值的同时,还应考虑峰值龄期和降温速率对温度应力的影响。     

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。     

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。     

水管冷却混凝土温度场计算的三维p 型有限元法

引入阶谱与自适应技术,将p型有限元法应用于水管冷却混凝土温度场的仿真计算,通过对单元升阶谱,以扩大容许函数空间来提高数值解精度,并编制了p型自适应有限元计算程序。针对同一计算模型,分别采用不同网格密度的常规有限元法和p型有限元法进行了水管冷却混凝土温度场的计算分析和对比研究。结果表明,p型有限元法的计算结果在网格稀疏的情况下仍然能够达到较高的精度,特征点温度时程线和温度场等值线与精细算法值吻合得较好,而常规有限元法则误差相对较大。同时,采用p型有限元法进行水管冷却混凝土温度场模拟,可以在保证计算精度的前提下减少单元数量,从而降低前处理的难度、工作量以及计算的时间成本。