大体积混凝土水管冷却效果研究

摘要

在大体积混凝土结构中，温控措施研究具有重要理论研究意义和工程实用价值。这主要有两方面原因，其一，施工期大体积混凝土结构常常出现温度裂缝，影响结构的整体性和耐久性；其二，在运行期外界温度变化对结构的应力状态具有显着的影响。只有了解大体积混凝土结构的温度特性和温度变化规律，才能制定出科学的温控措施保证大体积混凝土结构的安全。大体积混凝土结构的温度场和温度应力问题是相当复杂的，模拟施工过程和环境条件对其温度场和应力场进行仿真计算研究，据此选择合理的温控措施具有重要的工程实用价值。
　　 碾压混凝土掺拌粉煤灰的比例比较高，水泥用量少，所以单位体积散发的水化热比常规混凝土少，绝热温升也较低，但是碾压混凝土水化热比较迟缓，且筑坝时施工速度较快，层面散热较少，因此，碾压混凝土坝的温度并不低，与常态混凝土坝相似，同样存在着温度裂缝问题。本文通过调查研究碾压混凝土重力坝的发展概况、结构特点及材料特点、温度场及温度应力的研究方法，论述了热传导问题的基本理论和有限元计算原理。运用通用有限元分析软件MIDAS对一实际工程的非溢流坝段的施工期和运行期在通水冷却作用下的温度场和温度应力场进行了计算和分析，结果表明采取通水冷却措施能够有效的降低坝体的温度与应力。本文还对影响水管冷却效果的因素进行了敏感性分析，分别考虑了布置形式、管材、管径、水管间距、通水流量、冷却水温和通水持续时间等因素对坝体温度场的影响，总结出具有理论研究意义和实际应用价值的规律，为实际工程提供了有益的参考。