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沉管隧道大体积混凝土的水化热分析与温控技术研究

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沉管隧道大体积混凝土的水化热分析与温控技术研究

作者：谢晓冬广东工业大学

学位级别：硕士

伴随着沉管隧道工程不断建设,沉管大体积混凝土浇筑时产生的水热化问题引起了工程结构界广泛的关注。大体积混凝土浇筑后的水化热效应在过大里表温差、收缩及约束条件的影响下,易引起结构的非均匀温度应力,当拉应力超过允许值时,结构遭... 详细信息

伴随着沉管隧道工程不断建设,沉管大体积混凝土浇筑时产生的水热化问题引起了工程结构界广泛的关注。大体积混凝土浇筑后的水化热效应在过大里表温差、收缩及约束条件的影响下,易引起结构的非均匀温度应力,当拉应力超过允许值时,结构遭受有害裂缝破坏的可能性最大,从而威胁结构安全及耐久性能。对水化热效应引起的温度应力场发展变化规律进行研究,可为沉管实际工程的温控技术提供有力的理论依据。本文依托金光东沉管隧道工程在建项目,对沉管主体大体积混凝土结构的温度应力场进行MIDAS/FEA数值分析及现场温度监测,并对现场温控技术方案进行分析。主要开展的研究工作如下:（1）根据国内外文献资料,系统梳理了大体积混凝土水化热和温度控制技术研究方面的进展状况。总结了相关理论,主要涵盖了混凝土的水化热及绝热温升、热传导理论、温度应力有限元计算等。（2）阐述了沉管主体结构原材料参数及配合比的确定,归纳总结了金光东沉管大体积混凝土现场温控技术的实际方案,主要包括施工质量控制、冷却水管布置、管节养护方法以及现场温度监测。（3）根据沉管结构尺寸及现场确定的热性能参数,采用MIDAS/FEA软件进行数值模拟,研究沉管大体积混凝土结构的温度应力场的分布情况及发展规律,并对环境温度变化幅度、外表面风速及管冷温度进行参数化分析,得到了控制参数对沉管结构的影响规律。（4）对沉管大体积混凝土进行现场温度监测,计算出测点里表温差及降温速率,选取了典型的沉管E6管节开展研究工作,通过分析温度实测值探究了管节实际温度变化规律。将实测温度值与沉管数值模拟计算值进行对比分析得知,顶板中隔墙上方为结构温峰处,说明二者得到的温度变化结果可以相互验证,且验证了初步温控技术方案的有效性,根据上述研究及现场裂缝调查结果,优化沉管大体积混凝土的施工与养护的温控防裂方案。

关键词：沉管隧道大体积混凝土水化热分析温度应力温控技术

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寒区隧道二衬混凝土冬季施工温控技术研究

岩石力学与工程学报 2013年第1期32卷 150-160页

作者：谭贤君陈卫忠王辉赵武胜中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 山东科技大学资源与土木工程系山东泰安271019

冬季寒区隧道二衬模筑混凝土施工由于低温水泥水化不充分、不均匀,极易出现强度不达标、表面出现贯穿性裂缝等问题。根据含低温相变岩体温度场控制方程,从研究开挖时间对围岩温度影响入手,在充分考虑混凝土水化热影响条件下,分析寒区隧... 详细信息

冬季寒区隧道二衬模筑混凝土施工由于低温水泥水化不充分、不均匀,极易出现强度不达标、表面出现贯穿性裂缝等问题。根据含低温相变岩体温度场控制方程,从研究开挖时间对围岩温度影响入手,在充分考虑混凝土水化热影响条件下,分析寒区隧道围岩与二衬混凝土热量迁移传递规律,研究隧道内环境温度、浇注时洞内加热温度和加热时间对二衬模筑混凝土温度影响规律。研究结果表明,随着开挖时间的增加,围岩温度受环境温度影响的范围逐渐增大;围岩被加温一段时间后,表面温度和深部围岩温度较高,中间温度较低,形成了两头热,中间冷的温度分布情况;二衬混凝土24 h内的最低温度随着加热时间、加热温度和环境温度的增加(升高)而升高。在此基础上,提出一种简洁、实用的加热时间计算公式。现场实施效果表明,应用该计算公式,可实现嘎隆拉隧道冬季低温环境条件下二衬模筑混凝土高效不间断施工、表面无裂纹且现场实测强度大于C30强度等级的目标。

关键词：隧道工程寒区隧道混凝土衬砌冬季施工温控技术

桥梁大体积承台混凝土施工温度场与温控技术分析

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2023年第4期 0058-0060页

作者：胡彩芳中交路桥华南工程有限公司广东中山528400

混凝土是承台施工的重点使用材料,其使用质量会对承台施工产生直接影响,为避免混凝土因温度方面问题而出现开裂等一系列状况,在进行桥梁工程建设过程中,会格外注重承台混凝土的施工温度场以及温度控制。文章将通过对实际案例的分析,对... 详细信息

混凝土是承台施工的重点使用材料,其使用质量会对承台施工产生直接影响,为避免混凝土因温度方面问题而出现开裂等一系列状况,在进行桥梁工程建设过程中,会格外注重承台混凝土的施工温度场以及温度控制。文章将通过对实际案例的分析,对大体积承台混凝土施工温度场与温控技术展开深度探讨,期望能够为桥梁承台混凝土温控工作开展提供一些理论方面参考。

关键词：水化热水泥品种温度差大体积承台混凝土施工温度场温控技术

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沉管隧道大体积混凝土现场浇筑温控技术研究

沉管隧道大体积混凝土现场浇筑温控技术研究

2022年工业建筑学术交流会

作者：谢晓冬吕建兵李梓焜吴维俊广东工业大学土木与交通工程学院

大体积混凝土水化热产生的温度梯度导致现浇构件出现裂缝在实体工程中频繁发生,为避免结构内、外温差过大而影响结构整体安全稳定性,有必要结合温度场发展规律对温度裂缝进行深入研究。依托广州金光东大体积混凝土沉管隧道工程,运用现... 详细信息

大体积混凝土水化热产生的温度梯度导致现浇构件出现裂缝在实体工程中频繁发生,为避免结构内、外温差过大而影响结构整体安全稳定性,有必要结合温度场发展规律对温度裂缝进行深入研究。依托广州金光东大体积混凝土沉管隧道工程,运用现场监测、裂缝调查与数值模拟分析等方法对大体积混凝土现场温控技术进行了研究,结果表明:数值模拟计算结果、现场监测结果以及裂缝病害调查结果是一致的。研究结论表明,结构厚度越大、环境温度越高,温峰时刻越早出现,裂缝多集中于内外温差最大的顶板中隔墙正上方位置。基于上述分析提出了适应于沉管大体积混凝土现场浇筑的温控措施。

关键词：大体积混凝土沉管隧道温控技术现场监测数值分析

来源： cnki会议评论

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碾压混凝土双曲拱坝通水冷却温控技术研究

云南水力发电 2022年第5期38卷 101-105页

作者：张楚廖健都郭美玲崔同菊张俊山宋军中国水利水电第十四工程局有限公司云南昆明650041

大坝混凝土浇筑过程中,温度控制是混凝土质量控制很重要的一个方面。混凝土硬化过程中会产生水化热,由于导热系数低,聚集在内部的水化热不容易散出,使混凝土内部温度和混凝土外部温度形成较高的温度差,温度应力作用会使混凝土产生膨胀... 详细信息

大坝混凝土浇筑过程中,温度控制是混凝土质量控制很重要的一个方面。混凝土硬化过程中会产生水化热,由于导热系数低,聚集在内部的水化热不容易散出,使混凝土内部温度和混凝土外部温度形成较高的温度差,温度应力作用会使混凝土产生膨胀性的裂缝。结合马岭水利枢纽工程碾压混凝土双曲拱坝施工,在大坝混凝土内部布置冷却水管,并通过外部的通水设施通水降温,定期交换水流方向,以达到温控的效果。

关键词：碾压混凝土双曲拱坝通水冷却温控技术

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基于CFD的承台混凝土温控技术分析

福建交通科技 2022年第3期 70-73,95页

作者：林群中核华辰建筑工程有限公司莆田351100

为避免桥梁混凝土浇筑过程中,结构内部温度发生变化,导致承台受内外温差影响产生裂缝,影响桥梁的稳定性和安全性。研究利用CFD技术,以宁海新桥承台为例,分析了温度应力场的变化规律。结果表明:随时间的增大,监控温度逐渐增大,xz监测面... 详细信息

为避免桥梁混凝土浇筑过程中,结构内部温度发生变化,导致承台受内外温差影响产生裂缝,影响桥梁的稳定性和安全性。研究利用CFD技术,以宁海新桥承台为例,分析了温度应力场的变化规律。结果表明:随时间的增大,监控温度逐渐增大,xz监测面监控温度大于x向外侧面监测温度,两者最大温差为10.5℃;出水温度随时间变化趋势为先增大后减小,除热量损失外,冷却水管道长度还会导致阻力损失;混凝土浇筑前期,其温度呈上升趋势,在浇筑完成36 h后,混凝土温度开始下降;当处于相同监测层内时,不同监测点的温度变化趋势基本相同。

关键词：大体积混凝土温控技术 CFD 裂缝

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华中地区高大平房仓内墙风管温控技术研究

粮食加工 2022年第6期47卷 91-94页

作者：聂煌杨光中央储备粮南昌直属库有限公司南昌330000

华中地区高大平房仓夏季空调控温表层粮温一般不超过25℃,但受外墙高温辐射影响,仓内靠墙粮温长时间达30℃以上,粮堆四周升温快。为达到准低温储粮要求,夏季高温季节需要利用谷冷机进行复冷,不仅能耗大,而且会破坏粮堆原有冷芯。部分库... 详细信息

华中地区高大平房仓夏季空调控温表层粮温一般不超过25℃,但受外墙高温辐射影响,仓内靠墙粮温长时间达30℃以上,粮堆四周升温快。为达到准低温储粮要求,夏季高温季节需要利用谷冷机进行复冷,不仅能耗大,而且会破坏粮堆原有冷芯。部分库虽实验性的安装隔热板或内环流管路,但成本较高、改造难度大、不易推广。中央储备粮南昌直属库在不做任何仓房改造的情况下,采取墙壁内侧粮堆埋插风管隔热的技术,利用现有仓房空调作为冷源,有效阻隔外墙高温,夏季无需谷冷机通风对粮堆进行复冷。

关键词：华中地区内墙温度高温辐射风管温控技术

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大体积混凝土水管冷却温控技术的优化

混凝土 2021年第11期 141-145页

作者：辜光磊许蔚吴永红贾毅周博宇昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650093 云南博航交通科技有限公司云南昆明650000

在传统的两种大体积混凝土冷却水管布置方式的基础上,利用冷却水管的有限元热流耦合算法,考虑了大体积混凝土中混凝土与冷却水之间的对流热交换,以贵州六盘水大河特大桥为工程实例,提出一种新型冷却水管布置方式,并采用Midas/Civil软件... 详细信息

在传统的两种大体积混凝土冷却水管布置方式的基础上,利用冷却水管的有限元热流耦合算法,考虑了大体积混凝土中混凝土与冷却水之间的对流热交换,以贵州六盘水大河特大桥为工程实例,提出一种新型冷却水管布置方式,并采用Midas/Civil软件对3种冷却水管布置方式的混凝土内部温度和应力进行计算分析。结果表明:相比传统的两种布置方式,井字形冷却水管布置能更高效地发挥冷却水的冷却效果,能显著改善混凝土内部的温度和应力分布,且更具有工程实用性。

关键词：大体积混凝土水管冷却温控技术冷却水管的布置方式

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SMT回流焊工艺分析及其温控技术的实现

现代制造技术与装备 2024年第5期60卷 155-157页

作者：胡毓晓张昆仲文艳杨雷胡海波江苏南极星新能源技术股份有限公司南京210038

随着电子器件微型化及表面贴装技术(Surface Mounted Technology,SMT)的发展,热风回流焊机在电子制造业中的应用日益广泛。然而,在回流焊过程中,由于被控参数的非线性、不确定性等因素,传统的比例-积分-微分(Proportion Integral Differ... 详细信息

随着电子器件微型化及表面贴装技术(Surface Mounted Technology,SMT)的发展,热风回流焊机在电子制造业中的应用日益广泛。然而,在回流焊过程中,由于被控参数的非线性、不确定性等因素,传统的比例-积分-微分(Proportion Integral Differential,PID)控制器难以取得满意的控制效果。针对SMT回流焊工艺的特点,分析温控技术在回流焊过程中的重要性,并探讨温控技术的实现方法。设计一整套多中央处理器(Central Processing Unit,CPU)嵌入式硬件系统,并使用改进PID控制算法控制热风回流焊机。针对回流焊机温区多、人工参数整定效率低的问题,研究PID参数自整定的方法。在改进PID控制算法的基础上,提出上位机插值模糊PID控制算法。所提出的温控技术能够有效提升回流焊质量,满足现代电子制造业的高精度要求。

关键词：表面贴装技术(SMT)回流焊温控技术比例-积分-微分(PID)控制