混凝土重力坝段施工期冷却水管降温有限元研究

发布时间：2019-09-17 15:20

【摘要】：近年来由于施工技术的提升使得混凝土浇筑尺寸逐渐增大，对人工降温措施提出了新的挑战。同时，冷却水管技术的应用在工程上引发裂缝问题也频繁出现，这促进了对大体积混凝土水冷技术的进一步研究和探讨。完善和深化冷却水管降温技术，提升降温精度和冷却效率，才能满足日益发展的施工建设要求。本文在归纳温度场和应力场计算理论的基础上，结合有限元软件ANSYS和相关程序，完善部分建模过程，利用热耦合场功能模拟各变量的热交换，并将其转化为应力场，进行数据分析得出结论。主要工作如下： （1）综述了当前国内外关于温度控制措施和冷却水管的研究进展，并对有限元法的温度场和应力场的相关理论进行了归纳。 （2）结合ANSYS的有限元算法和理论计算原理，编写程序语言，将ANSYS各个功能模块进行协调和整合，实现冷却水管的温度场和应力场在有限元模拟。主要完善了关于模型时变函数的边界设定、徐变作用等效计算和层面初始设定不统一等设置。 （3）以峡江水利枢纽的中江右岸重力坝（中2号坝段）为工程案例，开展冷却水管降温分析研究。首先，按管径、水平间距、垂直间距、水温和通水时间等因素，降温敏感性分析，获得影响降温的主要因素，用于制定水管冷却方案。其次，按照不同的冷却方案，在有限元模型上进行温度场的模拟，得到计算数据并将其结果导出。之后，再将温度数据作为荷载导入至应力场，进行对应的受力和位移分析。主要探讨了不同冷却水管方案的降温作用下混凝土的一系列温升、温降过程，并分析其温度变化规律，再从应力和变形情况讨论不同的降温条件下混凝土的变化，从而得到相关结论。 通过本文研究分析，探讨了有限元软件ANSYS的关于混凝土冷却水管的建模问题，并且通过温度、应力分析得到混凝土在冷却水管降温作用下的温度、应力和位移变形的变化规律。这不仅补充了大体积混凝土温控水冷技术分支的研究，，而且其方法和结论也将为其他同类研究提供良好的参考价值。
【图文】：

混凝土重力坝布置在左右岸，全长190m，左岸桩号纵0-121.6到纵0-020总长1.6m，右岸桩号纵0+639到纵0+719.4，全长80.4m，坝顶高程为34.4m，上游面直，下游坡度为1：0.3。坝体均建于弱风化的岩体上,基础开挖深度不一致。体尺寸如下施工图纸截图。

中江右岸下游立视图
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV642.3

【参考文献】

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本文编号：2536945