CN102094528A - 一种大体积混凝土冷却水管布置方法 - Google Patents

一种大体积混凝土冷却水管布置方法 Download PDF

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Abstract

一种大体积混凝土冷却水管布置方法，包括以下步骤：a、采用实测或温度场数值仿真技术得出大体积混凝土的温度场分布情况，画出温度场的等温线图；b、沿等温线或接近等温线布置冷却水管，将进水设置在混凝土温度最高的区域，水管间距根据等温线间距布置或近似等间距布置。本发明提供的一种大体积混凝土冷却水管布置方法，克服了等间距布置冷却水管的缺点，能有效减小混凝土内部温度差异，减小混凝土内部温度应力，防止混凝土裂缝和限制裂缝扩展。

Description

一种大体积混凝土冷却水管布置方法
技术领域
本发明涉及一种冷却水管布置方法，尤其涉及一种大体积混凝土冷却水管布置方法。
背景技术
大体积混凝土中的温度应力是引发混凝土自身开裂的最常见原因之一，特别在大体积混凝土施工期，混凝土水化形成大量热量，如果不能有效的均匀的散热，将形成较大温度应力，致使混凝土开裂而造成质量事故。因此大体积混凝土温度控制的质量直接影响着大体积混凝土的施工质量，是大体积混凝土施工质量控制的重点，特别对于承受荷载的大体积混凝土，如薄壁的高拱坝，混凝土温度控制是首要任务。
当前业界普遍采用在大体积混凝土内部预埋设散热冷却水管，导散由混凝土水化产生的热量。但是目前采用的冷却水管布置方式是均匀布置，没有考虑到实际混凝土块内部的温度分布情况，虽然可控制混凝土内部温度下降，降低混凝土内外温差，但是由于散热效果的差异，混凝土中心部位温度高，边界温度较低，采用等间距水管布置，不能有效地降低混凝土内部温差，这种内部温差仍将产生不利温度应力，对混凝土具有较大的破坏力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大体积混凝土冷却水管布置方法，克服了等间距布置冷却水管的缺点，能有效减小混凝土内部温度差异，减小混凝土内部温度应力，防止混凝土裂缝和限制裂缝扩展。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种大体积混凝土冷却水管布置方法，包括以下步骤：
a、采用实测或温度场数值仿真技术得出大体积混凝土的温度场分布情况，画出温度场的等温线图；
b、沿等温线或接近等温线布置冷却水管，将进水设置在混凝土温度最高的区域，水管间距根据等温线间距布置或近似等间距布置。
采用温度场数值仿真技术加入步骤b的冷却水管布置和通水条件进行数值仿真，观察温度场分布情况，根据温度场分布情况调小温度高区域的冷却水管间距或调大温度低区域的冷却水管间距，重复仿真直到混凝土内部温度的均匀性达到要求。
本发明提供的一种大体积混凝土冷却水管布置方法，有益效果如下：
1、通过改变冷却水管的布置方式降低大体积混凝土块内部温度差异，在等效降低混凝土内部温度、降低内外温差的情况下，考虑冷却水温度的沿程损失，根据混凝土内部的温度分布情况，将进水设置在混凝土温度高的部位，管路沿混凝土的等温线或近似的等温线布设，冷却水从高温流向低温区，使混凝土温度高的部位温度降低更多，从而达到减小混凝土内部温差的效果，克服了等间距布置冷却水管的缺点，能有效减小混凝土内部温度差异，减小混凝土内部温度应力，防止混凝土裂缝和限制裂缝扩展，改善了采用预埋冷却管方法的大体积混凝土冷却过程中的温度均匀性。
2、冷却水管通水方向不需经常换向，节省了人力，减轻了因换向造成的管路维护负担。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明大体积混凝土的温度场的等温线图；
图2为本发明冷却水管的布置图。
具体实施方式
一种大体积混凝土冷却水管布置方法，包括以下步骤：
a、采用实测或温度场数值仿真技术得出大体积混凝土的温度场分布情况，画出温度场的等温线图，大体积混凝土温度场的等温线图如图1所示；
其中的等温线就是类似于地形图中的等高线，是块体中某一平面中相同温度点的空间连线，一般情况下是从中心到边界的封闭的椭圆形。温度场可以通过实测获得，也可以通过理论计算获得，理论计算是按照数学模型，将影响温度变化的参数数字化，然后采用计算机进行计算，这个过程就是数值仿真计算。
b、沿等温线或接近等温线布置冷却水管，将进水设置在混凝土温度最高的区域，水管间距根据等温线间距布置或近似等间距布置，如图2所示。
采用温度场数值仿真技术加入步骤b的冷却水管布置和通水条件（如通水流量、水管布置情况、水管材质等）进行数值仿真，观察温度场分布情况，根据温度场分布情况调小温度高区域的冷却水管间距或调大温度低区域的冷却水管间距，将实际的条件参数带入计算进行仿真计算，使水管布置最大限度与实际等温线吻合，重复仿真直到混凝土内部温度的均匀性达到要求。

Claims (2)

1. 一种大体积混凝土冷却水管布置方法，其特征在于包括以下步骤：
a、采用实测或温度场数值仿真技术得出大体积混凝土的温度场分布情况，画出温度场的等温线图；
b、沿等温线或接近等温线布置冷却水管，将进水设置在混凝土温度最高的区域，水管间距根据等温线间距布置或近似等间距布置。
2.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土冷却水管布置方法，其特征在于：采用温度场数值仿真技术加入步骤b的冷却水管布置和通水条件进行数值仿真，观察温度场分布情况，根据温度场分布情况调小温度高区域的冷却水管间距或调大温度低区域的冷却水管间距，重复仿真直到混凝土内部温度的均匀性达到要求。
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