混凝土重力坝段施工期冷却水管降温有限元研究

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1、分类号：密级：UDC：学号：406006911049南昌大学硕士研究生学位论文混凝土重力坝段施工期冷却水管降温有限元研究FiniteElementResearchontheDropofTemperatureabouttheCoolingPipesofConcreteGravityDamSectioninConstructionPeriod胡鑫培养单位（院、系）：建筑工程学院指导教师姓名、职称：徐镇凯（教授）杨志刚（高工）专业学位种类：工学硕士专业领域名称：水利水电工程论文答辩日期：2014年5月29日答辩委员会主席：评阅人：2014年5月29日I万方数据学位论文独创性说明一、学位论文独创性声明

2、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用

3、影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年月日论文题目姓名学号论文级别博士□硕士□院/系/所专业联系电话E_mail通信地址(邮编)：备注：□公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，年月后公开）1万方数据摘要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

4、。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

5、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

6、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。关键字：冷却水管；混凝土；数值模拟；施工浇筑；ANSYS；I万方数据AbstractAbstractInrecentyears,concretesizeisgraduallyincreasingasthedevelopmentof constructiontechnology,whichbringst

7、henewchallengetoartificialcoolingmeasure. Inaddition,applyofcoolingpipesintheconstructionalwayscausescrackandthese problemsoccurfrequently.Itpromotesthenecessarytomakefurtherresearchonthe coolingpipes