桥梁大体积混凝土水化热及管冷仿真技术

应用大型有限元软件分析桥梁承台施工中管冷的作用,通过有管冷、无管冷和降低管冷温度模拟大体积混凝土降温的效应.根据湖北十堰地区某大桥承台施工中的真实记录,证明文中的仿真分析是正确的,所得结论对类似工程具有较大的参考价值.     

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。     

基于改进骨干粒子群算法的大体积混凝土水化热管冷参数优化

针对大体积混凝土浇筑时的水化热温度控制问题，提出了一种基于动态惯性权重改进骨干粒子群算法的管冷参数优化方法。以某深水库区大跨度拱桥拱座大体积混凝土为工程背景，通过有限元分析软件二次开发子程序进行建模分析与优化计算，求解该管冷布置方案下的最佳管冷参数。结果表明：有限元分析软件二次开发子程序可以较为准确地计算分层浇筑下大体积混凝土的温度变化规律；基于动态惯性权重改进的骨干粒子群算法相较于标准粒子群算法在该优化问题上具有更好的收敛性；相较于设计管冷参数，优化后的管冷参数可以明显提高降温效果，第一层混凝土核心区温度最高降幅5.8℃,第二层混凝土核心区温度最高降幅8.9℃。     

基于神经网络和改进遗传算法的混凝土水化热管冷参数优化

为实现对某工程中承台大体积混凝土水化热的最佳降温效果,使用实测数据训练了基于BP神经网络的温度预测模型,并结合改进后的遗传算法建立了混凝土水化热管冷参数的数学优化模型。通过模型间的嵌套达到了对冷却水进水温度、冷却水流量和冷水管管径的最优求解。计算结果显示：3项管冷参数的优化均对混凝土水化热温度的降低有一定的效果,其中在一定范围内增大冷却水流量对核心区的降温效果最明显,当冷却水流量由2.0 m³/h增加至2.5 m³/h时,混凝土核心区温度峰值降低4.6℃,累计水化热降低36.4%,降温效果最显著。