基于全时空关联动态控制的混凝土拱坝智能温控方法研究

针对拱坝智能温控技术没有考虑浇筑仓之间空间上温度场的关联控制及时空耦合控制，且仓块温控指标和措施是对于单个浇筑仓或单个灌区提出的，建立的温控标准和措施不够细化、全面，不能满足全坝全过程智能温控系统精细、科学、智能的控制要求等问题，建立了考虑时空关联动态控制的拱坝智能温控指标体系，该指标体系包括分区温差指标、温差梯度指标、相邻坝段坝块温差指标等；通过理论分析和全坝全过程仿真分析技术提出了相应指标的确定方法，研发了基于智能温控的全时空智能温控调控模型；开发了新智能通水模型软件，并集成到智能温控系统，形成拱坝全时空智能温控系统。拱坝全时空智能温控系统在杨房沟水电站大坝建设中的应用结果表明，全时空智能温控系统对于拱坝关键温控指标和温差控制良好，各控制指标符合率达到99%。研究成果构建出考虑时间和空间多维度的温控标准体系、调控模型和智能系统，实现了拱坝温度场全时空最优动态控制，丰富了智能温控理论，大幅提升了大坝温度控制的智能化水平。     

初探中低混凝土坝的基础温差控制标准

混凝土坝温度控制的关键在基础温度的控制，本文分析了中低混凝土坝在基础弹模、结构尺寸、稳定温度场及应力控制标准等方面自身的特点，认为对基础允许温差控制标准的要求就中低坝而言可有别于高坝，还认为对于中低混凝土坝的温度控制，以温度应力小于允许应力来控制较为合理，并提出通常情况下的基础允许温差控制标准，可供设计参考。     

混凝土坝智能监控系统研发及在高海拔大温差地区的应用

针对高海拔大温差地区混凝土坝温控防裂工作的特点,本文提出了智能监控的理论与方法,并开发了一整套实现智能监控的硬件设备及软件系统。利用这套系统,首次在藏木工程中成功实现了大坝混凝土施工通水冷却全过程无人值守智能控制。工程实践结果表明,大坝的实际降温曲线与理想降温曲线吻合较好,大坝的基础温差、上下层温差和内外温差也都得到有效控制,智能监控系统的采用保障了大坝全过程工作性态的可知、可控,避免了裂缝的产生,这种管控模式为以后在高原地区修筑类似大坝工程提供了施工质量管理与防裂控制的实践经验。     

等效温差荷载法在膨胀型混凝土温度应力计算中的应用

本文提出虚拟温差及等效温差这一概念,并考虑了混凝土温差和自生体积变形的效应,结合有限单元法,采用等效温差荷载法对膨胀型混凝土的温度应力进行了计算。计算结果表明,如果选择合适的浇筑时间,采用适当的浇筑方法,混凝土自生体积膨胀变形达到一定的要求,即可以部分或全部补偿温降收缩变形,达到简化和改善温控措施的目的。应用本算法编制的程序,对东风工程基础深槽回填掺MgO混凝土的温度应力状态进行了仿真计算。     

龙滩碾压混凝土重力坝的温控标准研究

本文在约束系数矩阵法的基础上，进一步提出了适用于碾压混凝土坝和普通大体积混凝土结构的温差控制标准的直接计算法。根据龙滩碾压混凝土重力坝坝体和基岩的材料和结构特性，由有限元法直接计算出典型坝段约束区的高度、基础约束区内常态混凝土和不同级配碾压混凝土的容许温差、溢流坝段在间歇三个月后重新浇筑时的上下层温差，从而得到了明确完整的龙滩碾压混凝土坝的温差控制标准。     

水闸混凝土结构关键部位温控防裂研究

由于水闸底板结构属于薄板结构,层厚较薄,其混凝土内部温度随年气温呈周期性变化,无稳定温度,给其最高温度控制标准的制定带来了一定困扰。为此采用有限元仿真分析方法,以某水闸为例,就水闸结构的最高温度温控标准、关键部位防裂重点及防裂措施进行了重点分析。通过计算可知,该水闸混凝土的最高温度控制标准按照32℃控制为宜;低温季节混凝土浇筑完成后及时保温可降低拉应力19%,上下层温差按照15℃控制,安全系数1.65。结果表明:水闸结构最高温度控制标准按照基础温差加闸底板结构各浇筑层第二年温度的最低值确定为宜;低温季节混凝土浇筑完成后应及时保温;闸墩与底板混凝土的上下层温差控制是闸墩结构防裂的重点之一,需从严控制。     

混凝土坝温度控制设计

从基础温差上下层温差等几方面论述了大体积混凝土裂缝发生的原理及控制方法。     

大体积混凝土与冷却水管间水管温差的确定

在混凝土坝的施工中，采用水管冷却是普遍的措施，但到目前为止，对混凝土与冷却水管间水管温差的控制却研究很少，笔者采用有限元法与断裂力学理论相结合，提出了一个可近似解决此问题的简便方法，结果表明，水管温差的限制与大坝采用混凝土的和部位有关，以往不计此两项因素，规定水管温差为２０￣２５℃是不合理的。在一期冷却期间若不间断通水，可不考虑水管温差的限制；若间断通水，则应考虑水管温差，一般可按相同部位允许水管     

台山电厂烟囱基础大体积混凝土施工技术

台山电厂烟囱基础大体积混凝土一次性浇筑,在冬季日温差较大的情况下施工时,通过配合比中掺加粉煤灰和外加剂,控制施工工艺流程,采取保温覆盖措施把混凝土内外温差控制在25℃范围内,从而避免了混凝土裂缝的产生,并取得了良好的施工效益。     

丹江口与葛洲坝工程的温控及裂缝

丹江口大坝为宽缝重力坝，温控分两大部分：基础温差控制；脱离基础约束区为内外温差控制。     

某碾压混凝土重力坝温控方案优化研究

温度裂缝主要通过坝体温度控制、施工措施和结构优化来防止。结合实际工程典型溢流坝段,根据边值条件和坝体各分区混凝土热力学参数,通过稳定温度场、基础温差、层间温差和内外温差的计算,确定了坝体温度控制标准;以温控标准为依据,采用有限元法对表面保温、浇筑温度、水管冷却、纵缝设计、开浇时间、升程高度等因素进行了敏感性分析,优化了温控措施。分析表明,温控措施能满足混凝土连续上升浇筑的温度场和应力场的要求,为大坝混凝土施工提供科学的依据。     

溪洛渡拱坝陡坡坝段施工期温度应力仿真分析

溪洛渡拱坝是拟建的世界上最高的混凝土拱坝之一,由于陡坡坝段在施工期与运行期的受力状态均比较复杂,存在较大面积的应力集中分布。为恰当地选择温控措施,缓解基础约束应力,本文选取了4号、25号坝段作为冬季与夏季施工的代表,进行三维有限元仿真计算,得到了不同浇筑时间、不同分层方法下陡坡坝段的温度与温度徐变应力分布规律,并进行了几种可行温控措施的敏感性分析,为陡坡坝段采取合适温控措施提供依据。     

混凝土坝温控防裂要点的探讨

本文提出了特高拱坝和碾压混凝土重力坝的温控要点:特高拱坝除按规范要求严格控制基础温差外,更要树立温度梯度控制的理念,按照"小温差、慢冷却、全过程保护"的要求减小上下层温差和内外温差;碾压混凝土重力坝在做好表面保护的前提下可适当放宽对基础温差的控制要求。按照信息采集与传输、信息管理、仿真分析、预警预报、自动控制等五个环节建立混凝土坝防裂智能监控系统,对混凝土坝温控施工全过程进行监控,为温控防裂施工的"可知、可控"提供技术手段,是未来施工管理的一个发展方向。     

锦屏一级水电站特高拱坝混凝土施工技术总结

锦屏一级水电站大坝为世界上已建最高混凝土双曲拱坝,坝址区昼夜温差大,料源骨料性能欠佳,对混凝土施工的温控防裂提出了更高要求。介绍了最严格的混凝土施工温控标准,包括浇筑温度控制、封拱温度控制、温度梯度控制及降温速率控制等。同时对砂石加工系统、骨料运输系统、混凝土生产系统及缆机系统的布置进行了阐述。相关经验可供类似工程借鉴。     

拱坝温度荷载与温度应力的考虑

介绍拱坝温度荷载的概念及值得注意的问题 .拱坝的温度荷载可以分解为三部分 :均匀温度变化Tm,等效线性温差Td 及非线性温差Tn.拱坝有封拱温度场、年平均温度场和变化温度场三个特征温度场 ,其温度荷载可由特征温度场的相应值求得 .文章还介绍了用拱梁分载法计算拱坝温度应力 ,同时论述了影响拱坝温度应力的一些因素 ,包括封拱温度、坝体及基础弹模、坝体热胀系数及导温系数、坝体表面温差等 .     

小溶江水利枢纽溢流坝混凝土裂缝处理措施

小溶江水利枢纽大坝在施工过程中,因外界气温发生骤降,坝体内外温差过大而在溢流坝段产生温度裂缝,通过采用缝口凿槽嵌缝与内部化学灌浆相结合的措施进行处理后,裂缝部位混凝土的各项指标均能满足设计要求,有效保证了大坝混凝土的质量和安全。     

碾压混凝土重力坝有保温层的温控计算

为降低温度荷载对大坝施工质量的影响,选取碾压混凝土重力坝引水坝段作为典型坝段,采用三维有限元软件仿真模拟大坝的施工过程,重点分析了施工期采取控制浇筑温度、在上、下游坝面和长间歇仓面布置聚苯乙烯泡沫塑料保温层等温控措施对坝体温度场及应力场的影响。结果表明:采用这些温控措施能够降低垫层处新、老混凝土的温差及冬季坝体的内外温差,减小坝体的主拉应力。     

江垭碾压混凝土重力坝运行期温度特征分析

江垭碾压混凝土重力坝最大坝高131m,采用风冷骨料加冷却水等控制入仓温度、低温季节浇筑、高温季节停止施工、坝体缺口度汤的温控措施及施工方式，并在5、7、8号坝段设置观测断面，布置温度、应力渗压渗流、变形等观测设备。根据坝体温度、应力观测资料分析大坝温度特征，揭示其温度变化函数关系规律，为优化大坝设计和工程运行提供科学依据。     

某碾压混凝土重力坝施工温控措施研究

在碾压混凝土坝施工和运行期间防止裂缝的产生是需要考虑和控制的重要问题,对具体温控措施进行研究可为以后提供重要的技术指导。以某碾压混凝土重力坝工程为例,利用大型有限元软件ANSYS进行建模,采用三维有限元浮动网格法模拟碾压混凝土坝的施工过程,根据工程施工进度和碾压混凝土的热力学参数,针对浇筑温度、通水冷却措施,初拟了3个温控方案,对各个方案的温度场和应力场进行计算分析。结果表明:高温季节进行混凝土浇筑对坝体温度和应力影响较大,极容易造成裂缝;通过控制浇筑温度和通水冷却措施,坝体最高温度得到了有效的降低,最大应力基本满足碾压混凝土坝容许应力要求。此研究成果可为类似工程的温控设计提供参考。