航电枢纽闸墩混凝土模块化施工实践

航电枢纽以航运为主,结合发电,挡水构筑物多为闸坝,施工期河道兼顾通航,一个枯期需完成构筑物的施工,施工工期紧。结合工程施工特点,通过闸墩混凝土分层分块设计,划分闸墩混凝土施工模块,将钢筋制作与安装,模板制作、安装与拆除,混凝土浇筑与养护等施工流程进行详细的拆分,形成各流程的关键控制点。模块化、标准化的施工有效提升了施工管理人员的管理能力,规范了工人的操作行为,降低了施工过程中的风险,保证了项目施工顺利、优质地完成。本文提出了航电枢纽工程闸墩混凝土模块化施工实施方案,使闸墩混凝土施工形成生产流水线,有效提升了航电枢纽工程闸墩混凝土施工精细化管理水平。

新浇筑混凝土热学参数现场试验与分析

寒冷地区自然入仓情况下混凝土浇筑温度难以得到保障,高拱坝需要较好的完整性才能保障结构的安全,不建议长间歇,由此需要准确地计算分析寒冷地区极端条件下的浇筑温度保障措施。由于新鲜混凝土自由水分含量与老混凝土存在较大区别,因此新浇筑混凝土表面等效热交换系数、导热系数、导温系数与老混凝土也可能存在较大差别,需要进行试验确定。因此,针对新浇筑混凝土布置试验,对距离坯层表面不同位置混凝土温度进行监测,提出相应的参数反演方法,对混凝土导热系数、导温系数和表面等效热交换系数进行反演分析。结果表明,新浇筑混凝土表面等效热交换系数、导热系数、导温系数与老混凝土存在较大差别,导热系数和导温系数为老混凝土的1.67倍,裸露时新浇筑混凝土表面等效热交换系数则为老混凝土的7.78倍。这些差异造成的计算误差足以影响施工措施的制定。该试验结果可以为坯层浇筑期间混凝土温度变化计算提供参考。

基于跳仓法施工的大面积泵闸大体积混凝土裂缝控制技术研究及应用

为有效控制泵闸大体积混凝土底板等施工中出现裂缝而造成结构渗漏等质量隐患,本文以新川沙泵闸工程水闸大体积混凝土底板施工为研究对象,首次采用跳仓法施工工艺来控制超长大体积混凝土结构裂缝发生,采用室内试验的方法对大体积混凝土配合比进行研究,降低前期水化热释放过程,对水化热等边界参数确定好后进行数值模拟,在现场布设冷却水管通水并根据模拟结果优化冷却水管布设。结果表明,跳仓法施工工艺和优化配合比及冷却水管等措施有效降低了水闸底板混凝土结构的裂缝发生的可能性,效果较为理想。

水利枢纽泵闸大体积混凝土开裂风险精准预测研究

目前,常规的混凝土开裂风险预测方法主要通过结合控制变量法,对影响开裂的因素进行模拟分析,由于忽略了不同因素对开裂情况的影响程度,导致预测精度不佳。对此,提出水利枢纽泵闸大体积混凝土开裂风险精准预测方法。通过对混凝土开裂机理进行分析,选定开裂因素变量,并对不同因素的敏感性进行计算,明确不同因素对开裂情况的影响程度。考虑到钢筋对开裂情况的附加应变,对大体积混凝土最大裂缝宽度进行计算,并采用贝叶斯参数法对开裂概率进行计算,最后根据开裂概率对风险进行分级,实现混凝土开裂风险的预测。在试验中,对提出的方法进行开裂风险预测精度的检验。结果表明,采用提出的方法对大体积混凝土开裂风险进行预测时,风险系数误差值较低,具备较为理想的预测精度。

基于ANSYS仿真的大体积混凝土温控方案确定研究

为了科学确定泵房底板大体积混凝土温控施工方案,选用ANSYS软件作为分析工具,初步选择冷却水管和跳仓法结合的温控方案,针对不同的冷却水管布置形式和跳仓法施工参数,拟定6组温控方案,利用线单元模拟冷却水管、“单元生死”模拟跳仓法施工技术,对拟定的温控方案进行温控仿真分析,得出最优温控方案。该方法可以实现对大体积混凝土不同温控方案的优化比选,为温控方案的科学确定提供必要的决策指导。

连续刚构-钢管混凝土拱桥0号块水化热及有限元模拟分析

为了研究单箱双室箱梁浇筑时的混凝土水化热分布,以某新建高速铁路高墩大跨连续刚构-钢管混凝土拱桥为研究背景,建立了该桥0号块实体有限元模型,并考虑了温度对混凝土水化速率的影响。结果表明:随着温度的升高,混凝土的水化反应速率加快,强度增长速率提高;混凝土水化过程中的温度变化规律总体表现为先呈抛物线式上升,再保持高温持平状态,最后温度缓慢降低;0号块箱梁在夏季高温施工时,通过合理控制入模温度、适当增加粉煤灰掺量和延长养护时间可有效抑制温度裂缝的产生。

薄壁大体积混凝土温度应力施工控制措施及影响机理分析

为有效控制薄壁大体积混凝土的温度应力,以防止裂缝产生,确保水利工程结构的耐久性和安全性,分析了薄壁大体积混凝土温度应力的施工控制措施,并结合某引调水工程实例,构建三维有限元模型开展各温度应力施工控制措施的影响机理分析。结果表明,适当降低浇筑温度可以有效减小混凝土结构的最高温和应力,提高抗裂安全度;表面保温措施能够减小混凝土的内外温差,降低底板表面的最大应力,但无法确保混凝土内部在施工过程中不开裂;通水冷却方法能够显著降低混凝土的峰值温度和内部应力,提高表面的最小抗裂安全度,显示出良好的防裂效果。

堆石混凝土绝热温升性能初步研究

堆石混凝土筑坝技术是一种正在迅速发展的新型筑坝技术,具有施工速度快、造价经济、施工质量容易保证、环境友好等突出优点。堆石混凝土的绝热温升性能是研究堆石混凝土大坝抗裂性能的重要指标。文中采用自密实混凝土绝热温升物理试验与堆石混凝土绝热温升过程数值试验相结合的方法,对堆石混凝土绝热温升性能进行了研究,提出了堆石混凝土绝热温升的简便计算方法。

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。

大体积混凝土结构裂缝成因及技术优化

在建筑工程规模不断扩大、复杂程度日益加深的视域下,大体积混凝土结构因其出色的承载力和耐久性,在水利、能源、交通等多个领域得到了广泛应用。然而,由于大体积混凝土内部水化热量聚集、温度梯度大、收缩变形显著等特点,极易产生温度裂缝和收缩裂缝,严重影响结构的安全性、耐久性和使用功能。因此,本文将结合工程实例,全面剖析裂缝产生的原因,并提出切实可行的技术优化策略,以期为同类工程提供借鉴参考。

大体积混凝土寒潮期温度应力及表面保温分析

针对寒潮引起的温度骤降为大体积混凝土产生表面裂缝的主要原因,以某船坞底板为例,结合有限元分析方法,计算分析了寒潮引起的混凝土表面温度应力变化,探讨了大体积混凝土表面保温及防裂问题,并计算了泡沫塑料板对混凝土表面温度应力的影响。结果表明,该材料保温效果明显。

水泥基材料体积稳定性对大坝混凝土开裂的影响

温度收缩、干缩和化学减缩等均能引起大坝混凝土的开裂。冷却和表面养护可以部分减少温度应力和干燥所引起的开裂,但无法消除化学减缩所产生的开裂,尤其是材料性能变化所产生的体积变形,对混凝土坝开裂起着决定性作用。这也是解决混凝土坝开裂问题的关键。

基于智能温控的混凝土坝个性化温控优化方法研究

由于以往混凝土坝的温控标准和措施制定主要是从质量角度考虑,对经济方面的考虑涉及不多,因此需要从质量达标和经济最优两方面探讨混凝土坝防裂的个性化温控优化方法。首先,通过建立全环节温控指标关联模型和调控方法,以建立的各环节经济关系模型为约束函数进行多约束求解,实现温控标准的全局优化。然后,将优化的各温控指标以及相应的措施方案纳入到智能温控系统,进行温控施工过程的评价、预警报警和反馈调控。最后,基于提出的智能温控全环节调控方法,对目前正在实施的某工程智能温控系统开展了试验性应用测试。结果表明:(1)应适当提高机口温度,浇筑过程中,应加强仓面喷雾动态控制,以使温度控制的单位成本最低;(2)升温阶段加大通水流量至3 m^(3)/s左右,其控制最高温度成本也较低。此温控防裂设计优化方法与智能温控技术相结合的模式,以达到经济最优和质量达标为总体目标,同工程设计和施工高度融合,非常有利于混凝土坝温控的实施效果。

数字黄登大坝混凝土温控智能监控系统的开发和应用

大坝混凝土裂缝产生的一个重要原因是信息不畅导致措施与管理不到位,即信息获取的不及时、不准确、不真实、不系统,以及温控施工过程温差大、降温幅度大、降温速率大、温度梯度大等,这些问题最终导致混凝土裂缝的产生。为了解决上述问题,采用信息化、自动化、智能化技术手段,结合黄登工程建设,建立了个性化理想温度控制曲线模型、温度和流量预测预报模型、温控效果评价模型、开裂风险预警模型等在线实时分析模型;开发了全坝全过程仿真分析关键技术与程序,以及普适、稳定和高精度的自动化监测和控制的仪器和设备;研发各软件功能模块和子系统,并集成为一个完整的数字黄登大坝混凝土温控智能监控系统。本系统实现了海量温控及相关要素的全面、准确、及时地自动化采集,实现了海量温控信息的自动化分析、评价和预警报警以及干预措施决策支持,实现了全坝“无人工干预”理想化智能化通水冷却,在提高通水冷却施工质量的同时降低了施工差错率。应用该系统对黄登水电站大坝温控信息进行动态高效地集成管理和实时控制分析,从根本上达到混凝土温控防裂的目的,提高了黄登水电站建设质量和信息化管控水平。

基于小概率法的混凝土浇筑仓温度双控指标拟定及预警研究

为了控制混凝土浇筑仓最高温度,提出了温度双控指标,即选取混凝土浇筑仓达到最高温度前的典型龄期,拟定该龄期下容许温度和容许温度变化率。假设该龄期下的实测温度和实测温度变化率为随机变量,且满足正态分布,采用小概率法,结合西南某建设中的混凝土特高拱坝高温季节浇筑仓实测温度,拟定了混凝土浇筑仓温度双控指标。实践表明,温度双控指标可以取到动态预警作用,可以使工程单位对最高温度的控制具有针对性和可操作性。

加强混凝土坝面保护尽快结束“无坝不裂”的历史

混凝土坝裂缝绝大多数是表面裂缝,但其中一部分可能发展为深层裂缝甚至贯穿裂缝,表面保护是防止混凝土坝裂缝的重要措施。通过给出的表面放热系数计算公式,计算分析了表面保温效果,指出混凝土表面养护和保温28d的时间太短,建议在坝体上下游表面采用聚苯乙烯泡沫塑料板长期保温,水平层面和坝块侧面用聚乙烯泡沫塑料板保温。这套措施,保温效果好,保护时间长,兼有保湿功能,施工方便,价格低廉,同时要做好基础混凝土温度控制,有可能很快结束“无坝不裂“的筑坝历史。

关于混凝土坝基础混凝土允许温差的两个原理

基础混凝土允许温差是混凝土坝温度控制最重要的指标,经过大量工作,笔者提出了两个关于基础混凝土温差的原理。第一个原理:对于正台阶形温差,压缩强约束区高度并适当放宽弱约束区温差,有利改善温度应力,根据这一原理,提出了一套新的基础混凝土允许温差,新温差既方便了施工,又提高了抗裂安全度,一举两得。当混凝土施工由夏季进入冬季时,可能出现上部温差小于下部的情况,将产生不利的温度应力。为此,笔者提出了第二个原理:对于负台阶形温差,必须降低强约束区温差,并防止弱约束区出现过低温度,文中也提出了此种情况下的允许温差。

DTS在三峡工程混凝土温度场监测中的应用

以DTS实测三峡工程大体积混凝土温度,分析了混凝土温度场水化热阶段、二峰阶段、平稳阶段的特点,指出水化热是大体积混凝土温度应力产生的重要因素;由于内部集热,混凝土浇筑1个多月后会出现第二次温度峰值;大体积混凝土经过一个季度的温度变化过程后逐渐趋向平稳,环境温度对平稳阶段混凝土表层温度有一定的影响.DTS测温成果较好地证实了三峡工程大体积混凝土温度场变化的阶段性和规律性.

大体积混凝土工程温度场及应力场仿真分析

以指数式混凝土水化放热模型为基础,运用分析软件MARC建立大体积混凝土三维有限元模型,采用生死单元模拟分层浇筑过程,以#4船坞底板分层浇筑工程为例,计算了7 d分层浇筑间歇时间温度场和应力场,并分析了各典型点最大绝热温升和最大主应力的分布及变化规律。

某高拱坝中期通水冷却降温影响因素敏感性分析及最优温控措施

为准确了解某高拱坝坝段混凝土中期通水冷却降温影响因素的敏感性及其最优温控措施,采用有限元仿真分析方法,定性定量分析了中期降温阶段冷却水通水流量、通水温度、通水时长、混凝土单层层厚对坝段混凝土日降温速率的影响程度,发现通水流量及通水温度影响最大;进而构建了混凝土日降温速率与通水流量、通水温度之间的非线性回归方程,从定量角度给出了最优温控措施;这可为同类工程中期降温阶段的温控措施提供参考依据。