高海拔地区高拱坝首仓混凝土温度反演分析与温控措施优化

【目的】大坝各个坝段首仓浇筑混凝土常采用大量三级配混凝土浇筑,混凝土绝热温升较高,同时该区域受基础约束大,在温控措施失效的情况下温度峰值容易超过设计允许值,即温度超标而产生较大的应力。为保障大坝的安全,需要采用合理的二期冷却措施控制大坝的温度应力。【方法】在分析了高寒高海拔地区坝体首仓混凝土温度超标和应力形成的原因,以及温度超标后大坝最大应力及安全系数的基础上,对二期冷却进行优化分析。然后以叶巴滩工程为例,设置一、二灌区(拱坝浇筑过程中,在横缝位置,按一定高程埋设止浆片,形成各个灌浆区域,即为横缝灌浆中的灌区)同冷,将16-1仓的温度降低到12.50℃时进行暂时的控温处理,保持首仓的温度高于第一和第二灌区其余仓2.00℃,将首仓混凝土二期冷却目标温度设定为设计可行的上限11.00℃。【结果】计算结果显示,通过温控措施优化,可将坝体的安全系数从优化前可能出现的最不利情况的1.25提高至优化后的1.63。【结论】结果表明,温控优化措施可有效避免大坝首仓混凝土出现裂缝,同时可为同类工程类似情况提供温控措施建议。

大体积混凝土温度监测与裂缝控制

大体积混凝土由于其热传导性能较差,容易在水化热反应过程中产生较大的内外温差,进而导致温度应力超出抗拉强度,引发开裂即温度裂缝,对工程进度造成不利影响。本研究基于索同坡黄河特大桥项目,借助有限元软件Midas FEA构建一个大体积混凝土水化热反应的有限元分析模型,来探究承台大体积混凝土的温度行为。研究结果发现,通过选用良好原料、调整混凝土配比、分层浇筑以及适度温控,能显著降低混凝土内部温度。

土木工程建筑混凝土温度应力分析及养护策略

本文深入分析了土木工程建筑中混凝土温度应力的形成原因、危害以及养护环保策略。混凝土温度应力的形成主要源自三个方面:外部气温变化导致的温度梯度、混凝土材料的热膨胀性、受到周围结构及体积不变的约束。针对这些挑战,提出了采用科学地材料配、采用自然养护方法、改善混凝土的约束条件、使用可再生能源等四个应对策略,旨在改善混凝土结构的性能和可持续性。为土木工程建筑的设计和施工提供了参考。

大体积混凝土温度场及温度应力的数值模拟

推导了数值模拟温度场计算理论、四种边界条件、生热率表达式以及温度应力的计算原理,利用ANSYS模拟了同种相变材料的不同配比下混凝土的温度场和应力场。结果表明,随着混凝土中相变材料掺量的增加,相变混凝土的温度变化幅度逐渐减小,这证明了相变材料抑制混凝土开裂的有效性,为大体积混凝土结构抗裂提供了一个新的优化方案。

大体积混凝土温度智能控制技术及防护措施研究

大体积混凝土在工程上已经较为常见,其温度控制是保证结构质量的重要因素。主要研究混凝土温度智能控制技术,分析其对混凝土强度和耐久性的影响。基于混凝土水化反应与温度升高的关系、温度监测技术及数据处理分析,针对混凝土温度智能控制技术,提出了冷却水循环技术要点,系统介绍了混凝土温度监测的规范标准,包括测区及测点布置、测温元件选择、测温元件安装和保护、温度控制指标及测温频率等智能温控技术。研究结果表明:该技术能有效提高大体积混凝土的品质、性能、工程质量和安全指标。

冷却水温对大体积混凝土温度应力的影响

大体积混凝土在浇筑过程中,水化热所产生的温度应力极易造成温度裂缝,采用水管冷却措施可有效降低温度应力。但使用过低温度的冷却水,容易造成混凝土出现冷击现象而产生裂缝。本文通过研究不同情况下的温度应力变化规律,分析不同冷却水温和不同冷却措施对混凝土温度应力的影响,为合适的冷却水温和冷却措施提供参考。研究结果表明,常规的恒定冷却水温容易造成混凝土的冷击现象,采用小温差、多期缓慢冷却的方式可更好地避免冷击现象的产生。

基于无源RFID的混凝土温度监测技术研究

温度控制是混凝土固化期间的重要措施。针对现有混凝土温度监测方法的缺点,设计一种用于混凝土温度监测的无源射频识别(RFID)传感器标签。该RFID传感器标签是基于超高频(UHF)的EPC-2通信协议,且工作于无源模式下。由于混凝土是有损多相复合材料,文中具体分析电磁波在混凝土中的总损耗,确定标签可正常工作的基本条件。后期试验对所设计的温度传感器标签进行了温度测试、校准以及通信性能测试。试验结果表明,基于文中设计的无源RFID传感器标签所测试的温度与传统的热电偶测试结果基本一致,最大温差不超过0.5℃。相比于现有的混凝土温度监测方法,具有便利性强、成本低、寿命长等显著优点。

铁路特大桥梁施工中混凝土温度应力监控系统的研制

分析混凝土桥梁施工中温度应力现象以及因施工不当而引起温度裂缝的原因,提出通过监测控制温差来保证正常的温度应力和防止温度裂缝的方法,介绍基于DS18B20数字温度传感器开发的多路温度监测系统和将其应用于秦沈客运专线小凌河特大桥箱形桥梁进行混凝土施工温度监测的情况。

大体积混凝土温度构造钢筋的配置

在大体积混凝土的施工中,由于水泥释放大量的水化热,导致混凝土内部温度升高,混凝土产生膨胀。随后,由于混凝土的表面散热,内部温度开始下降,混凝土产生收缩。当混凝土的拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土断裂。本文作者根据混凝土的温度应力变化规律,提出在大体积混凝土中设置构造钢筋的具体方法。

带有冷却水管的混凝土温度场热学参数反演

由试验或经验公式求得的混凝土温度场计算参数,往往和施工现场实际参数有较大出入,给温度场仿真计算精度带来了不利影响。为此,研究了一种温度场计算参数的优化反演方法。根据实测温度资料,在考虑水管冷却效果的混凝土温度场有限元计算程序基础上,结合数学上的优化方法———复合形法,进行了混凝土温度场热学参数的反演。对三峡右岸地下电站引水洞衬砌混凝土热学参数反演的结果表明。

混凝土温度场热力学参数的并行反分析

大体积混凝土温度场仿真分析时,根据现场实测资料对温度参数反分析是选取热力学参数的一种比较可靠的方法。提出一种并行化的改进加速遗传算法,应用于某实际工程的混凝土温度场热力学参数的反分析,取得了较好的效果。

三峡冲沙闸消能防冲建筑物混凝土温度控制

三峡冲沙闸下游消能防冲建筑物工程具有混凝土标号高、混凝土浇筑块体尺寸大、温控标准高及混凝土料运输距离远等特点,混凝土温度控制方面采取了优化混凝土配合比、降低混凝土出机口温度、控制混凝土浇筑温度回升及初期通冷却水等综合措施,监测资料表明混凝土内部最高温度均控制在设计允许最高温度以下,取得了满意的效果,为其他类似工程混凝土温度控制提供了参考。

水管冷却混凝土温度场的精确计算与应用

简要介绍了基于水管与混凝土之间热量交换的能量守恒原理、水管冷却混凝土温度场的精确算法及有限元数值计算方法。算例和试验验证,该迭代方法具有很高的计算效率和精度。应用该精确算法为几个大坝仿真分析,均取得了很好的效果,证明该算法具有良好的工程应用前景。

夏季室外混凝土温度对粘贴胶的影响

研究了夏季室外混凝土距表面不同深度位置温度的分布及混凝土表面的温度对粘贴胶的影响。对3块混凝土板在夏季高温阳光直射条件下测量,测得距表面不同深度处的温度,结合常温固化下环氧树脂胶的软化温度进行研究,得到:不适宜在夏季阳光直射下的混凝土表面粘贴碳纤维片材或钢材加固结构的结论,供工程技术人员参考。

水管冷却混凝土温度场分析

在文献[3]的基础上,基于冷却水管与混凝土之间热量交换的平衡原理,提出水管冷却混凝土温度场问题有限元求解的改进迭代算法。通过试验验证及在工程中的应用,说明该算法不但在理论上精确、严密,而且具有很高的迭代计算效率和计算精度。

围岩温度对输水洞衬砌混凝土温度与温度应力的影响研究

为了研究围岩温度对隧洞衬砌混凝土温度应力的影响规律,确保长距离输水隧洞的安全运行,以某水电站无压输水洞为研究对象,采用三维有限元温度场与徐变应力场仿真计算平台,对20、40、60、80℃围岩温度情况下的输水洞施工期及运行期进行仿真模拟。分析围岩温度对输水洞衬砌混凝土温度场和徐变应力场的影响,并研究了浇筑温度对高围岩温度隧洞衬砌混凝土应力场和损伤程度的影响。结果表明:围岩温度对输水洞衬砌混凝土温度场和温度应力场影响均较大,围岩温度每升高1℃,则衬砌混凝土的最高温度平均升高0.5℃,最大应力增大约0.033 MPa;浇筑温度每降低1℃,则其最大应力值减小约0.07 MPa。衬砌混凝土底板与边墙的交界处以及顶拱与边墙的交界处为隧洞衬砌结构的易损伤部位。降低浇筑温度,可以有效减小衬砌混凝土的损伤量,改善其应力状态,抑制损伤的发展。此研究可为类似高围岩温度隧洞工程提供参考。

浅谈泵送混凝土温度裂缝预防

泵送混凝土就是混凝土经过输送泵到达浇地点。随着我国建筑业的蓬勃发展，泵送混凝土技术在工程施工中越来越多地被采用。泵送混凝土具有输送混凝土能力大、速度快、缩短工期、降低费用及能够连续作业的特点，尤其对于高层建筑和大体积基础混凝土的施工，更能显示出它的优越性。但是由于泵送混凝土属于大流态性的混凝土，具有坍落度大、水泥用量多、含砂率高等特点，因此在施工中也容易产生温度裂缝。

桥面水泥混凝土温度对防水层粘结性能的影响分析

考虑不同的水泥混凝土板温度值,采用躺滴法测试了SBS沥青与水泥混凝土薄板之间的接触角,结合粘附功理论计算并分析了温度对两者间粘附性能的影响,开展了拉拔试验、直剪试验与45°斜剪试验,分别验证并分析了不同温度下的SBS沥青与板之间的层间粘结特性。研究发现,随着水泥混凝土板温度越高,SBS沥青与水泥混凝土板间的粘附功越大,代表粘附性越好;同时,当混凝土温度低于50℃时,层间粘结性能随着桥面板温度的升高而升高,但当混凝土温度超过50℃时,层间粘结性能随着混凝土板温度的升高增速变缓甚至发生衰减。温度升高时峰值拉应力的增大或降低,本质上是沥青与混凝土间粘附功增大、沥青自身劲度模量衰减之间的角逐。

基于带有偏差单元的IRN模型的大体积混凝土温度预测与控制

分析了大体积混凝土温度的各种影响因素 ,结合神经网络的特点 ,提出运用神经网络中带有偏差单元的 IRN(Internally Recurrent Net)模型进行大体积混凝土温度预测与控制的新思路。通过实验 ,该模型可达到较好的效果 ,具有一定的可操作性和实用性。为今后大体积混凝土温度预测与控制提供了可借鉴的方法。

施工中混凝土温度监控的仿真模型

提出水利枢纽工程施工中一个混凝土温度监控的仿真模型，能够描述混凝土生产、运输过程以及这个过程中混凝土温度的相应变化，并输出可供决策参考和研究分析的数值结果．