坞式闸室结构温度场仿真分析

混凝土结构由于内外因素的作用很容易产生裂缝,而裂缝是混凝土结构承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。大量的工程裂缝处理和调查结果显示,混凝土结构特别是大体积混凝土结构,80%~90%的裂缝都是由于混凝土降温过程产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度引起的。本文构建了软基上坞式闸室闸室结构的三维计算模型,对闸室施工期进行了三维瞬变温度场仿真计算,具体分析了闸室底板温度、倒角浇筑后、闸室墙浇筑后温度计算结果。     

船闸底板大体积混凝土时变温度场数值模拟分析

针对施工期大体积混凝土温度场时变性,结合遗传算法对绝热温升参数进行反演,选取对时变温度场敏感度较大的单位质量水泥最终放热量Q0和实常数n作为反演对象并求得最优解。基于实测环境参数及反演结果,建立了ANSYS三维有限元传热模型,数值模拟结果与实测数据对比表明,水化热温度场时效模式更能准确地模拟工程实际。时变温度场与温差变化规律分析结果表明:大体积混凝土分层浇筑施工的温度峰值跟层厚与浇筑间隔等有关,且不一定位于各层中心;温度峰值历时曲线和里表温差历时曲线发展规律相似,可近似用于温控时间节点的参考。     

大体积混凝土浇筑水化热分析

为了探求影响大体积混凝土温度场的因素,通过讨论考虑管冷和混凝土分批浇筑时混凝土的内部温度场的计算方法,对泰安长江大桥主塔承台浇筑全过程进行了温度场三维分析。结果表明:混凝土浇筑温度、水管冷却、外界气温、水温等因素的变化对温度场都有重要的影响。应采取措施有效控制混凝土内部最高温度,降低混凝土内外温差,防止混凝土温度急剧变化。     

坞口大体积混凝土浇筑过程温度场影响因素

大体积混凝土浇筑过程中,由于水化热的产生使得混凝土结构产生内外温差。如果温差过大,混凝土结构表面会产生温度裂缝,对结构的安全稳定非常不利。利用大型通用结构分析软件ANSYS分析比较了影响船坞坞口大体积混凝土结构浇筑过程温度场的部分因素,可供类似大体积混凝土在施工浇筑过程中参考。     

船闸大体积混凝土仿真计算及温控研究

大体积混凝土裂缝控制是船闸施工的重难点。本项目依托走马塘拓浚延伸工程,调研了大体积混凝土裂缝产生的原因及影响因素。针对船闸结构的特点,通过有限元软件ANSYS,开展了温控仿真计算,合理控制混凝土浇筑温度,优化冷却水管布置,制定了船闸大体积混凝土温控防裂标准。通过配合比优化设计,控制浇筑施工工艺,结合控制混凝土温度控制等系列措施有效地控制了船闸大体积混凝土的开裂。     

闸室墙移动模架低坍落度混凝土整体现浇施工工艺

结合京杭运河杭州八堡船闸闸室墙施工的特点,研制了闸室墙整体浇筑移动模架及皮带机输料系统。高大闸室墙通过移动模架整体支立定型钢模板,结合皮带机输料系统浇筑低坍落度混凝土工艺,实现一次性整体浇筑,避免了分层缝渗水、错台等缺陷,有效地解决了大体积混凝土采用常规泵送工艺坍落度大易形成裂缝的问题,提高了施工工效及闸室墙内在和外观质量。     

氧化镁膨胀剂对船闸施工期混凝土开裂风险的影响

针对船闸大体积、异型结构混凝土的施工期开裂问题,依托九圩港二线船闸工程,模拟评估氧化镁膨胀剂及外保温措施对结构混凝土温度场、应力场和开裂风险的影响,并通过对实体结构温度、变形的监测,评估实际工程应用效果。结果表明,在混凝土中掺加氧化镁膨胀剂是降低船闸结构混凝土施工期收缩开裂的有效措施之一,在冬季较低的浇筑温度下,掺加氧化镁膨胀剂并配合一定保温措施,可同时降低混凝土结构表面和中心的开裂风险。氧化镁膨胀剂的掺入基本不会影响船闸混凝土的温度历程,但能够降低闸室边墙结构混凝土温降阶段的收缩50×10~(-6)~70×10(-6),降低闸首廊道结构混凝土温降阶段收缩40×10~(-6)以上,显著提升船闸混凝土施工期抗裂性。     

埋有冷却水管的大体积混凝土温度场有限元分析

埋设冷却水管的大体积混凝土的温度场变化非常复杂,通过传统方法对其进行分析计算比较困难.依托永定新河特大桥承台的大体积混凝土工程,基于对大体积混凝土温度场构成因素的分析,利用大型有限元软件Midas/Civil,对桥梁承台大体积混凝土温度场进行预测,仿真模拟计算的温度场与实测值比较接近.     

基于COMSOL有限元模拟大体积混凝土温度裂缝研究

为控制基础大体积混凝土施工因水化热过大产生的温度裂缝,在对筏板基础大体积混凝土施工温度监测的基础上,采用有限元软件comsol对筏板基础进行温度场仿真模拟分析,研究筏板基础温度变化曲线及温度场随时间变化规律。模拟结果表明:采用有限元软件comsol对筏板基础进行温度模拟,模拟结果与实测数据基本吻合,说明可以用数值模拟方法,预测大体积混凝土在不同浇注温度及导热系数影响因素下温度变化趋势。     

大体积混凝土冬季施工温控技术的研究应用

为了确保大体积混凝土冬季施工质量,首先根据工程区域冬季气温特点、结合现场施工实际,在施工现场浇筑物理模型,对模型内部温度进行监测,优化混凝土热学参数;然后应用有限元软件从理论上研究制定大体积混凝土冬季施工温控技术措施。最后经过经济型比选,确定了适合天津地区大体积混凝土冬季施工的最优温控技术措施。实践结果表明,混凝土未出现裂缝,达到了预期目的。     

船闸施工期混凝土开裂风险分析*

针对船闸闸首廊道、闸室墙等结构部位大体积、异形结构易开裂的问题,依托九圩港二线船闸工程,对混凝土早龄期热、力学和变形性能进行了系统测试。在此基础上,模拟评估了温度场、应力场和开裂风险,并与实际监测结果进行对比。结果表明,廊道外侧长墙、闸室边墙混凝土开裂风险主要来自于表面与环境的温差、内外温差产生的温度梯度,以及降温过程中底板老混凝土对边墙混凝土的约束。闸室墙早期表面开裂风险超过1.0,内部开裂风险在23.5 d后达到并超过0.7;廊道左侧长墙早期表面开裂风险达到0.79,内部开裂风险在17 d以后达到并超过0.7。温度、开裂时间实测结果与计算结果基本吻合。     

红花二线船闸下闸首温控仿真分析

针对大型船闸易由温度控制不当产生温度裂缝从而破坏整体结构的问题,采用温度应力仿真的方法对其进行研究。综合考虑混凝土性能、边界条件、浇筑方案等诸多对船闸温度应力造成影响的因素,结合ANSYS自带的APDL语言进行二次开发,编写热力学参数命令流对红花二线船闸下闸首不同工况全过程瞬态温度场和应力场进行仿真分析。结果表明,采取降低浇筑温度并适当配合通水措施能有效控制其温度应力。总结出的大体积混凝温度应力计算和控制的流程,可成熟运用于实际工程。     

高水头船闸闸首大体积混凝土综合施工技术

针对高水头船闸闸首混凝土体积大,且布置有多种结构埋件、孔洞、廊道等,温度应力及结构断面变化易造成混凝土开裂等问题,结合株洲二线船闸闸首施工实例,对高掺低胶混凝土配合比设计、温控措施、缓凝砂浆及大体积混凝土浇筑等关键技术进行研究。采取三掺配比和层间铺筑缓凝砂浆的方法,并结合适当的温控措施,船闸闸首未出现温度裂缝及层间渗水现象。通过本工程的实施,总结提炼了整套闸首大体积混凝土施工防止温度裂缝及层间裂缝的技术成果,可为同类船闸工程施工提供借鉴。     

金属冷却水管对船闸闸首底板冷却效果分析

将混凝土坝中广泛应用的冷却水管技术引入到船闸结构的温控中。通过在边底板中埋设金属冷却水管与未采用相应措施的边底板及中底板进行对比,分析冷却水管对闸首底板的温控效果。结果表明,冷却水管可显著改善底板混凝土内部的温度分布,对降低内外温差和温度应力起到较为明显的效果。     

某大型单级船闸运行保障能力评价

针对如何科学评价船闸运行保障能力,进行船闸运行保障的评价体系研究.围绕船闸运行保障能力评价,从管理机制、设备管理、通航保障、通航服务等核心因素展开,采用层次分析法、德尔菲法等方法,采取定性分析与定量计算相结合的研究手段,综合确定各评价指标及权重,建立船闸运行保障能力综合评价方法,并将该方法运用在国内某大型单级船闸,得出...     

船闸坞式结构的尺寸和分缝对温度应力的影响

文章以长沙综合枢纽坞式船闸为例,采用数值分析方法,对坞式船闸闸室的温度应力进行了计算分析。结果表明:岩基上的坞式船闸在施工过程中,船闸的温度应力相对于恒载对结构的影响更大,工程中应给予充分考虑。为减小温度应力对混凝土结构造成的不良影响,文中提出减小闸室底板以及闸首底板厚度,并在闸首底板设置横向结构缝等优化措施,通过优化前后的应力对比,证实以上措施减小了温度应力及恒载应力,效果良好。     

仿清水混凝土保护材料在船闸主体混凝土涂装中的应用

船闸混凝土外观质量的提升是船闸工程建设的重要课题，也是船闸工程美化的关键因素。为了解决船闸混凝土外观质量存在的问题，采用实验室试验和现场应用相结合的方法，评价仿清水混凝土保护材料的物理性能、耐候性能、耐污染性能和装饰效果，总结其涂装施工过程中的质量控制措施，并以岷江龙溪口船闸主体工程为例，验证该材料在船闸工程中的可行性和优越性。结果表明，清水混凝土保护材料能够渗透、防水、封固、抗老化，有效提高船闸混凝土的耐久性和美观性，并具有较高的经济效益和环境效益。     

基于温度场及应力场仿真分析的船闸混凝土配合比设计

针对施桥三线船闸工程中船闸钢筋混凝土结构设计,基于混凝土抗裂性能优化,采用ANSYS分析软件对廊道和闸室不同混凝土配合比进行仿真分析,通过比较廊道和闸室混凝土温度场、温度应力分布及其随时间变化的规律,提出较优的混凝土配合比.     

船闸大体积混凝土水化热温度监控及有限元仿真分析

为研究大体积混凝土水化热的温度变化规律及其对温度裂缝产生的影响,对在建船闸进行有限元仿真分析并对埋设温度计进行监控.通过对比分析有限元计算结果和实测温度结果,得到两者存在差异的可能原因.通过对放热函数及强度调整函数的参数设置调整,使计算结果更接近工程实际情况.在有限元分析结果的基础上,通过裂缝指数来评价船闸主体结构温度裂缝产生的可能性,在对放热函数及强度调整函数进行调整后,计算结果表明结构出现温度裂缝的可能性在5%以下,与主体结构外观情况相符.对比分析不同规范对温度应力计算规定的异同,以期为相关计算选择适用规范及互通有无提供参考依据.