大体积混凝土施工期采用通风冷却可行性探讨

采用冷却管通水冷却降温是现行大体积混凝土施工期行之有效的主要温控措施,但在某些地区和部位的混凝土采用通水冷却降温存在施工困难,代价高,水资源浪费大的情况。通过数值计算分析方法,探讨了以冷却空气作为介质的大体积混凝土施工期温控措施。计算结果表明,对于某一特定的混凝土结构,可以找到一组通风冷却的温度控制参数,使得通风冷却与通水冷却达到近似相同的冷却效果,但与通水冷却相比,通风冷却效果会随着管长的增加而减弱较快,不适宜在混凝土中布置过长的冷却管线。     

高密度聚乙烯冷却管在乐滩水电站的研究试验

通过对乐滩水电站混凝土中采用聚乙烯管和钢管两种材料的冷却过程和冷却效果的比较,并对这两种材料的冷却数据成果进行综合分析。聚乙烯冷却管能使整个大体积混凝土内部的温度均匀下降,而钢管冷却只能使其附近的混凝土温度下降,所以总体温控效果还是聚乙烯管好。     

聚乙烯管材在混凝土后冷中的应用

在我国聚乙烯冷却水管的应用是从二滩工程开始的。聚乙烯冷却管的应用不仅能节省钢材，降低材料成本，更重要的是施工工序简单，且能与大坝混凝土浇平行作业，二滩拱混凝土施工中由于采用聚乙烯冷却水管，挽回了已损失的工期，从而在确保工程按期发电方面起到了十分重要的作用。     

冷却水管兼作炮孔的大体积混凝土拆除爆破技术

提出了冷却水管兼作炮孔的大体积混凝土拆除爆破技术,并结合已有工程经验,给出了如何选择冷却管道(炮孔)技术参数和拆除爆破施工技术要点。以某桥梁拱座拆除爆破工程为例,分析了如何将原设计冷却管道修改成兼作拆除爆破的炮孔,并对比了修改前后的材料和爆破施工成本。结果表明:冷却水管兼作炮孔的大体积混凝土拆除爆破技术能减少钻孔、降低成本、减轻对环境的影响,具有显著的技术经济优势。     

天堂山拱坝封拱（接缝）灌浆

在天堂山拱坝封拱（接缝）灌浆中混凝土温控由加冰拌和、冷却管通河水和冷却管通冷冻水冷却3种方法组成．制冷设备为螺杆式冷水机组，布置两台．投入运行后，坝体内部降温速度每天在0．3℃左右．灌浆过程中，采取节流方法，使混凝土温度稳定在要求温度，灌完一个坝缝则停止冷却一个坝段．冷却水管主、支管采用泡沫塑料保温．     

水管冷却在碾压混凝土大坝施工温度控制中应用

以贵州某水库碾压混凝土重力坝为例,阐述了碾压混凝土内部应力及材料热力学参数,从根本上说明根除内部温度应力不可能;分析了本项目水管冷却技术的重要参数设计,确定了冷却管间距1.5m×1.5m,单根长度200m,流量24m3/d,可为类似施工提供必要技术参考。     

特高拱坝通水冷却管网智能联控原型试验研究

开展特高拱坝施工期通水冷却管网的智能联控研究,对确保实现精准、高效的大坝混凝土温控防裂具有重要意义。基于白鹤滩特高拱坝通水冷却智能温控实践,本文系统分析了冷却水的温度、流量、流向等参数满足特高拱坝换热防裂的适应条件,提出了混凝土温控冷却水需求的确定方法,定义了供水保证率的量化评价指标。通过在白鹤滩特高拱坝建设现场开展原型生产性试验,提出了通水冷却管网智能联控的方法,并研发了联控系统,克服了人工手动换向的不确定性,实现了对通水冷却管网温度、压力、流量的实时在线监测和通水流向的智能调控,换热效果更好。现场试验揭示了冷却水管网输送的时空规律,结果表明供水水温沿程变化主要受外界气温与管道保温影响;在制冷容量满足需求的前提下,流量供应主要受供水压力支配。本文成果促进了特高拱坝通水冷却管网智能联控全面应用,也可供同类工程设计与施工参考。     

冷却管系统预防大体积混凝土早期裂缝的模拟研究

混凝土中的冷却管系统（CPS）在控制大坝、基础桥梁等大体积混凝土中的温度变化方面起着重要作用。尽管冷却管系统在大体积混凝土中的应用已有研究,但仅从冷却管系统的有利角度进行了研究,提出了大体积混凝土结构中由于水化热而形成裂缝的研究结果。为了降低大体积混凝土中的热负荷并提高裂缝防护的可靠性,借助先进的计算机程序,模拟和计算了在CPS存在下大体积混凝土中的温度变化,特别是温度场和热应力。此外,测定了CPS温度15℃的大体积混凝土中的温度场和开裂指数。结果表明,随着时间的推移,开裂指数可以大于1.50的允许值,这表明在大体积混凝土中应用CPS时不会出现开裂风险。     

陕西南郑县云河水库碾压混凝土坝温度监测与聚乙烯冷却水管通水降温效果分析

本文分析了云河水库碾压混凝土坝施工的温控形势,探讨了在仓面碾压混凝土施工中埋设聚乙烯冷却管的必要性。通过坝内安装的测温计定时监测混凝土温度数值,为坝体温度控制提供依据。结合冷却水温度测量,使聚乙烯冷却管通水降温作用通过有效控制得到更好发挥,对类似工程具有一定的参考价值和借鉴意义。     

混凝土垂直冷却工艺在向家坝水电站二期工程中的应用

向家坝水电站工程因固结灌浆施工过程中打断了部分初期冷却时水平层的水管,在恢复混凝土浇筑施工时,为保证齿槽混凝土分高程达到梯度温控标准的设计要求,满足基岩温度与坝体永久温度场的过渡、反并缝施工和后期坝体接缝灌浆的温控标准,对原初期冷却水管进行回填,在原固结灌浆孔位按深度要求重新扫孔,安装通水管路,形成垂直冷却系统。该系统施工主要包括垂直冷却孔的形成、冷却管路及孔口封闭装置的制安、冷却系统的检查通水、冷却水管的拆除、回填等。     

一个基于多因素的冷却水管等效换热系数模型

基于热对流、传输微分方程及有限单元法,研究了冷却水流速、管壁粗糙度及导热系数对混凝土与冷却水之间的等效换热系数的影响。在分析各单因素影响的基础上,提出了包含冷却水流速、管壁粗糙度及混凝土导热系数等因素的冷却水管等效换热系数模型,可较好地预测多影响因素条件下混凝土与冷却水间的换热规律。模型表明,等效换热系数与冷却水流速、管壁粗糙度及导热系数均呈幂函数递增关系,其大小取决于多因素耦合效应。相较而言,粗糙度对等效换热系数影响仅在其取值较小时最显著;混凝土导热系数变化的影响较小;冷却水流速的影响介于二者之间。     

大体积混凝土一期通水冷却时机研究

大体积混凝土一期通水冷却的时间选择是一个影响冷却效果的重要因素,采用水管有限元法和水管冷却等效热传导法进行了研究,并对比分析了环境气温分别为升温过程和降温过程对计算结果的影响。计算结果表明：随着一期开始通水冷却时间的延后,冷却效果更好,停止通水后混凝土的温度更低,但混凝土内部应力趋于不利;当环境气温为升温过程或降温过程时,仍可以得到上述结论;建议大体积混凝土一期通水冷却宜尽早进行。     

大体积混凝土闸墩施工期冷却水管布置方案研究

采用模拟冷却水管冷却效应的直接算法对大体积混凝土结构内的冷却水管的冷却效应进行了模拟,根据闸墩结构特性进行了不同水管布置方案的比较,并与无冷却水管措施的方案进行对比,且提出了最优的冷却水管布置方案。结果表明,冷却水管直接算法可以很好地模拟冷却水管在闸墩施工期对混凝土的降温效果。本研究可为闸墩混凝土施工期温控措施的制订提供参考。     

挡潮闸闸墩高性能大体积混凝土温度效应与控制

为了解决某挡潮闸枢纽工程中高性能大体积混凝土结构浇筑时的温度控制问题,避免因混凝土干缩、自体积变形、外部约束和温度效应等因素引起混凝土开裂,取闸室底板和中墩进行三维有限元建模,对闸墩采取不同的温控措施,进行闸墩温度场和温度应力场的仿真分析,研究闸墩冷却水管布置方案的温控效果并提出科学合理的温度控制措施,为现场科学施工提供理论指导。仿真结果表明:通水冷却效果良好,闸墩均未出现裂缝;在混凝土浇筑初期采取降低入仓温度和通水冷却等降温措施来减小由于混凝土水化热引起的最大温升,可以有效减小混凝土温降阶段的降温幅度;控制最大温升、内外温差及温降速率是大体积混凝土闸墩温控防裂的关键。     

向家坝导流底孔回填混凝土温度动态预测

导流底孔回填混凝土水泥含量高,温控难度大,一般需要埋设冷却水管进行通水冷却。针对导流底孔回填混凝土的特点,从动态预测角度出发,将有热源水管冷却计算式结合混凝土浇筑仓实测温度,根据浇筑仓当前实测温度动态更新有热源水管冷却计算式中的T_i,然后进行未来n天混凝土浇筑仓温度动态预测,以指导和调控现场通水措施。向家坝导流底孔回填混凝土温度动态预测的实例分析表明,建议的温度动态预测式是可行的。     

索风营水电站岩锚梁混凝土温度裂缝与控制

索风营水电站工程地下厂房岩锚梁混凝土浇筑施工中,现场采取了加强养护、推迟拆模时间、选用水化热较低的水泥并校正配合比、降低混凝土入仓温度,以及缩短分块长度和浇筑仓内预埋冷却水管等一系列控制和预防混凝土裂缝的措施,取得了良好的效果。实践证明,只要采取合理可行的控制与防范措施,混凝土的温度裂缝是完全可以减少甚至避免的。     

基于遗传算法的混凝土施工通水冷却系统参数优化研究

针对蜀河水电站工程概况、水文地质和气象条件,基于传统公式计算出其混凝土施工通水冷却系统的关键参数。基于热力耦合和流固共轭传热方程建立了混凝土结构体通水冷却有限元仿真模型,实现了流固双向耦合数据传导,计算了混凝土结构体的温度场和应力场分布。以冷却系统的能源消耗最低为目标,采用加权法求取混凝土结构温度和应力作为遗传优化的判别条件,应用遗传算法对不同冷却水流速、冷却水温度和冷却水管直径进行了综合优化。优化结果表明,在保证总体冷却效果的同时,优化方案的经济性可提高16%,为混凝土施工通水冷却系统的高效节能提供了实证参考。     

混凝土坝中后期通水快速调控研究

混凝土坝中后期通水冷却是一个复杂多因素问题,与通水水温、通水流量和通水时间等相关。基于中后期冷却期间浇筑仓温度动态预测模型,提出了一种中后期通水快速调控方法。先将无热源水管冷却计算式和浇筑仓实测温度相结合预测浇筑仓降温曲线,然后结合中后期冷却的降温速率和目标温度,采用优化算法获得混凝土浇筑仓优化通水方案。实例分析表明,基于无热源水管冷却计算式的浇筑仓温度动态预测模型计算工作量小,混凝土坝中后期通水快速调控方法是可行的,可为混凝土坝中后期通水调控提供及时参考。     

水管冷却对混凝土闸墩结构温度的影响

结合水管冷却方法在白沙水库溢洪道混凝土闸墩施工中的应用，分析了影响冷却效果的因素，确定了施工中冷却水管的布置方法和监控措施，对采用冷却水管时的结构理论绝热温降进行了计算，并在相同条件下对采用冷却水管和不采用冷却水管两种情况的现场实测温度变化进行了对比分析，结果表明，此方法应用于闸墩结构的温度控制中可有效降低混凝土内部温度的峰值。     

Thermal field in water pipe cooling concrete hydrostructures simulated with singular boundary method

The embedded water pipe system is often used as a standard cooling technique during the construction of large-scale mass concrete hydrostructures. The prediction of the temperature distribution considering the cooling effects of embedded pipes plays an essential role in the design of the structure and its cooling system. In this study, the singular boundary method, a semi-analytical meshless technique, was employed to analyze the temperature distribution. A numerical algorithm solved the transient temperature field with consideration of the effects of cooling pipe specification, isolation of heat of hydration, and ambient temperature. Numerical results are verified through comparison with those of the finite element method, demonstrating that the proposed approach is accurate in the simulation of the thermal field in concrete structures with a water cooling pipe.