船闸底板大体积混凝土水管冷却效果影响因素分析

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发布时间：2021-11-21

资料介绍

基于有限元软件 ANSYS分析研究船闸底板混凝土施工过程及通水冷却时的温度场变化，研
究影响冷却效果的因素及温度变化规律，提出船闸底板施工的有效温控措施方案。研究结果可为工程
施工提供参考。
关键词：混凝土温度场；水管冷却；有限元数值模拟
中图分类号：TV544+U64 文献标识码：B 文章编号：1000—0860(2014)01—0111-08
Analysis on factors of impacts on effect of pipe， cooling for mass concrete construction of lock floor
WANG Chao ，HAN Shilin ，LU0 Peng ，CHEN Yajiao ，GUO Chao
(1．China Integrity International Oceaneering Co．，Ltd．，Qingdao 266071，Shandong，China；
2．School of Hydraulic Engineering of Changsha University of Science ＆ Technology， Changsha 410014， Hunan，China；
3．Wuh,an Maritime Safety Administration of the People’S Republic of China，Wuhan 430014，Hubei，China)
Abstract： On the basis of the ANSYS based analysis and study made on the construction process and the change of the tempera—
ture field during the pipe—cooling for the concrete constru ction of lock floor，the factors of the impacts on the cooling effect and
the law of temperature change are studied herein，and then an effective temperature control scheme for the construction of lock
floor is put forward． The study results can provide some references for the constru ction concerned．
Key words：temperature field of concrete；pipe cooling；finite element numerical simulation
大体积混凝土在水利工程中应用广泛，由于大体
积混凝土施工面积大，水泥水化过程产生的大量水化
热不容易散发，在其内部积聚，由此造成内部温度不
断上升。混凝土表面由于与空气接触散热较快，从而
使内外截面产生温度梯度进而产生裂缝。这种裂缝一
般较深，有时是贯穿性的，会对结构造成很大危害，
因而在设计和施工过程中应对混凝土的水化热给予足
够重视。
以某船闸底板混凝土浇筑工程为例，根据现场
施工实时监测数据及有限元软件 ANSYS数值模拟
值，对比分析其混凝土水化温升规律；同时根据建
立的有限元模型，研究工程上较为广泛应用的大体
积混凝土温度控制措施一水管冷却法的影响因素及
温控效果。
W aterResources andHydropowerEngineenng Vo1．45 No 1
1 水管冷却混凝土温度场计算步骤
ANSYS软件计算过程中，模型采用三维热实体
单元 Solid70离散混凝土结构，采用热流管单元 Flu—
id1l6来离散冷却水管，利用 Solid70单元的水管所在
位置节点作为 Fluidl 16单元的附加节点，建立混凝土
与冷却水管间的对流换热关系】 J。
对于某一建筑块体除必要的前处理模型建立、材
料屙 I生的设定和求解设置以外，需要按如下计算步骤
处理：(1)删除当前浇筑块与先前浇筑块周边公用界
面上先前施加的边界条件；(2)激活当前浇筑块的单