大体积混凝土温控防裂关键技术与白沙水库闸工程实践

大体积混凝土在现代工业和民用建筑中扮演着关键角色，特别是在水工结构中，如水坝、水闸等大型整体浇筑工程。混凝土在硬化过程中产生的大量水化热可能导致温度急剧上升，引发内部温度梯度，进而产生温度应力，加上干缩应力等因素，容易导致混凝土开裂，这对工程安全构成威胁。因此，有效控制温度应力和防止温度裂缝成为大体积混凝土施工的关键挑战。 本文通过白沙水库水闸工程作为实例，针对大体积混凝土温度应力分析和温控防裂问题进行了深入研究。首先，作者利用ANSYS软件的强大功能，对混凝土的弹性模量、水化热温升、气温、水温随时间的变化等因素进行全面考虑，通过分层分块浇筑和设置后浇带等施工策略，实现了对混凝土温度场和应力场的精确数值模拟。 其次，针对水管冷却混凝土的复杂性和现有计算机性能的限制，引入等效热传导方程，对水管冷却过程进行仿真计算，以提高计算效率和准确性。混凝土的徐变特性也被纳入研究，通过ANSYS的开放接口，利用VB语言编写用户子程序，实现了混凝土弹性徐变温度应力的增量计算，从而更好地预测结构的长期行为。 接着，文章针对水工混凝土结构的特点，设计了一套合理的湿度运移数学模型，考虑了湿度扩散的各种影响因素，如初始条件和边界条件，建立了混凝土湿度扩散系数和表面水分交换系数的数学表达式，构建了一个完整的湿度场和干缩应力计算体系。 最后，基于白沙水库水闸工程的实际需求，提出了针对中小型水闸的混凝土施工温控设计方法和动态控制操作方案。这个方案旨在既预防混凝土温度裂缝的发生，又避免了施工过程中温控措施的盲目性，实现了理论研究与实践应用的有效结合。 通过本文的研究，作者不仅深化了对各种温控措施的理解，还验证了理论在工程实践中的有效性，并积累了宝贵的现场施工实践经验。关键词包括：大体积混凝土、温度应力、ANSYS、水管冷却、徐变、干缩应力以及动态控制，这些内容为水工混凝土施工提供了科学的理论指导和技术支持。