0 引言

随着桥梁技术的迅速发展，大跨径桥梁不断地出现，为满足结构承载力的要求，基础普遍采用大体积混凝土结构。大体积混凝土施工规范定义几何尺寸不小于1.0 m，或因水泥水化放热引起温度变化和收缩产生破坏性裂缝的大体量混凝土为大体积混凝土[1]。大体积混凝土构件由于其相对较低导热效率，在浇筑过程中很少部分的水化热能够散发到表面，内部温度急剧上升，产生的温度应力导致结构开裂和结构损伤[2]。采用分层浇筑的混凝土必须等到已经浇筑的下层混凝土降温到规定的温度水平，才能开始浇筑上层混凝土，影响施工进度，必须采取温控措施将大体积混凝土浇筑过程中温升控制在合理的温度范围内[3]。

在大体积混凝土结构水化热的施工仿真研究方面,国内外的的研究是从20世纪30年代胡佛大坝修建开始的[4]。20世纪60年代威尔逊将有限元法引入到大体积混凝土温度应力分析中[5]。朱伯芳提出将有限单元法用于二维和三维温度场的计算中[6]。朱岳明，提出了一种新的有限单元法计算方法，基于有限单元法迭代算法近似求解和水管与混凝土之间热量交换的平衡原理，以解决混凝土结构中管冷的温度场问题[7]。麦家煊提出将水管冷却解与有限元相结合的计算方法，用于计算复杂边界条件下的大体积混凝土结构布置管冷时的温度场与温度应力[8]。目前，大体积混凝土施工仿真分析综合考虑混凝土的浇筑温度、混凝土随时间变化规律以及水泥水化热放热规律和周围环境温度变化规律，采用有限元法进行大体积混凝土温度场的分析计算[9]。

降低大体积混凝土结构水化热主要有水管冷却、宽缝冷却、预冷骨料和构件采用预制混凝土块等方法[10]。以上这些方法中，管冷的方法具有可控性较强的特点，可以通过冷水温度、流量和管距等条件对水化热效应进行控制。管冷技术首先被应用于1931年的欧威希坝的建造过程中，其降温效果非常明显。目前在大体积混凝土施工温度控制广泛采用管冷技术，成为降低大体积混凝土水化热的主要研究方向[11]。

在实际工程对于管冷的相关参数选取并没有明确的规范可供参考,基于此，论文通过水阳江特大桥承台大体积混凝土结构为研究对象，利用Midas/Civil有限元软件进行施工仿真分析。通过模型中有无冷却水管工况进行对比分析比较，确定布置管冷的必要性，然后确定管冷的合理参数取值范围。研究浇筑温度对施工过程中承台混凝土内部温度影响，确定合理的浇筑温度。最后在施工过程中采取必要的温控措施，从而能够有效降低大体积混凝土结构水化热效应，确保温度裂缝得到有效的控制，保证承台大体积混凝土的施工质量。

1 水化热温度场计算原理

1.1 热传导方程

空间非稳定温度场在空间求解域R(如图1所示)上的热传导方程如下[12]：

式(1)中：T为温度；t为时间；x、y和z分别表示空间坐标轴三个方向；θ为绝热温升。

热传导方程建立了物体的温度和时间、空间的一般关系，需要确定其初始条件和边界条件，才能得到热传导方程的解。

其初始条件T0为给定温度，空间温度场求解域如图1所示，当t=0时，在边界C＇上满足第一类边界条件；当t＞0时，在边界C上满足第三类边界条件[13]。

式(2)中β为表面放热系数，Tα为气温。

图1 空间温度场求解域

1.2 混凝土绝热温升

实际温度场计算中采用混凝土的绝热温升，将水泥水化热全部转化成温升的温度值作为其绝热温升值，在有限元计算程序中作为混凝土节点热源，关于混凝土绝热温升计算公式如下[14]：

刘兴涛[17]用半荷枫等10多种药材配制的药酒，治疗软组织损伤1560例，结果1250例效果优异，293例良好，17例较差。表现出较好的治疗软组织损伤效果，极少出现皮肤痒疹副作用，但停药后外涂肤轻松软膏即愈。

式(3)中F（t）为混凝土绝热温升值，K为最大温升值，a为导温系数，t为混凝土龄期。

1.3 管冷热交换方程

3.3.3.1.冷却管水平间距分析

式(4)中hp为管道的对流系数，As管道的表面积，Ts,j和Ts,o分别为管道表面和冷却水温度，Tm,j和Tm,o分别为流入位置和流出位置的冷却水的温度。

冷却水的对流系数与冷却水管中流量有着密切的关系，在进行承台水化热进行有限元建模时，其对流系数hp与流量Q的关系如下：

2 工程概况及有限元模型的建立

2.1 工程概况

水阳江特大桥为全长620 m的预应力混凝土斜拉桥，其跨径布置为150+320+150 m。承台采用C35混凝土，单个承台尺寸长为17 m,宽为17 m,高为5 m，其混凝土体积为1445 m2，采用一次浇筑成型的施工方法。水阳江特大桥承台符合大体积混凝土施工规范规定，因而该桥承台属于大体积混凝土构件，需要进行水化热分析研究。

2.2 管冷设计

承台冷却水管采用导热性能良好的钢管，冷水管管径选用φ48×3.5 mm导热性能良好的钢管，其外径为0.055 m的冷水管。

考虑到承台尺寸较大，通过有限元软件Midas/Civil进行合理间距的优化分析，确定布置5层冷却水管其冷却效果良好。管冷采用常用的蛇形布置方式，在其高度方向上布置五层冷却水管，自下而上高程依次为0.5、1.5、2.5、3.5、4.5 m，每个冷却水管为1个单独的循环回路，承台中冷却管布置形式见图2。

术前准备:备好负压吸引器、氧气、气管插管等抢救用品及药物。患者术前需要排空膀胱,护士要给予指导,准备完成后进入取卵室,核对患者信息,确认签字无误,这部分工作由三方人员完成,巡回护士、手术医师及实验室人员,之后即进入手术过程。

图2 承台冷却水管布置图(cm)

2.3 现场管冷布置及温度监测

承台采用普通硅酸盐42.5水泥,可知Q0=330 kJ/kg，计算出混凝土的最大绝热温升K为38.1℃。导温系数取0.54。

祝国寺的管理工作有很多方面。首先根据相关标准和条件，选配小寺小庙领导班子和管理人员，有了管理团队，还要建立“四公开一监督”的制度，并对这些分散各地的寺庙进行监督、检查。

图3 现场管冷布置图

图4 JMT-36B温度传感器

2.4 有限元模型的建立

通过Midas/Civil有限元软件中水化热模块对水阳江特大桥承台大体积混凝土施工过程中水化热效应的进行仿真计算。桥墩承台大体积混凝土结构采用八节点空间等参元即实体单元进行模拟，考虑桥墩承台的结构对称性，取承台结构的1/4进行分析,桥梁承台有限元模拟如图5所示,共2890个实体单元，3564个节点。有限元模型中通过节点连接模拟冷却水管，冷水管以荷载的形式来考虑，通过定义相应的荷载参数进行模拟[16]。

雷钢的脸顿时通红。雷钢猛一用力，将她推出二步远。雷钢口里恶狠狠地骂了一声下贱，便拖着雷红从她的怀里跑开了。欧阳橘红和玩具汽车、洋洋娃娃一道四脚朝天仰在地上，她半天还没反应过来。等她反应过来时，雷钢带着雷红跑进雷志雄刚去的商店门口。雷钢的小眼睛里远远地朝她射来仇恨的光，她全身一哆嗦，那与八岁小孩极不相称的眼神，就这样恶毒地刻进了她的记忆。

图5 水阳江特大桥承台有限元计算模型

根据水阳江特大桥的气象资料，周边环境温度函数采用正弦函数，设定其平均温度为15℃，变化幅度为±5℃，环境温度曲线如图6所示。

图6 温度函数曲线

2.5 相关参数的选取

2.5.1 混凝土热学性能参数

承台混凝土的理论特性值如表1所示，利用加权平均法来求解比热c=∑ciδi和导热系数λ=∑λi δi，其中为ci各种材料比热，δi为各种材料百分比。计算得出混凝土的比热c为0.914 kJ/(kg·℃)和导热系数 λ 为 9.132 kJ/(m·h·℃)。

表1 承台混凝土特性值

材料 粉煤灰 水泥 砂 石 水 外加剂配合比 100 195 725 1130 150 7.6百分比 0.043 0.085 0.314 0.49 0.065 0.003比热c 0.456 0.456 0.699 0.716 4.187 4.187导热系λ 4.446 4.593 11.129 10.467 2.16 2.16

2.5.2 混凝土绝热温升参数

现场水管布置如图3所示,通过在承台大体积混凝土中埋置长沙金码JMT-36B温度传感器,用于测量施工过程中混凝土内部温度的变化,温度传感器如图4所示。

题目 已知抛物线C:y2=2px过点P(1,1)．过点作直线l与抛物线C交于不同的两点M,N，过点M作x轴的垂线分别与直线OP,ON交于点A,B，其中O为原点．

2.5.3 边界条件

混凝土与空气的对流系数63.09 kJ/(m2·h·℃),钢模板与空气的对流系数为50.28 kJ/(m2·h·℃)。将数值模型中将封底混凝土底部设为恒温15℃。

3 数值分析

3.1 实测结果与数值模拟结果对比分析

通过有限元程序Midas/Civil进行施工过程中优化计算分析得到，水阳江特大桥承台混凝土浇筑温度为15℃，承台大体积混凝土结构布置的冷却水管的进水温度为10℃，水流量为2 m3/h,其冷却效果较好。承台大体积混凝土结构核心点的实测值与数值分析结果对比如图7a所示。实测值与计算值最大温差在60 h，其温差值为1.96℃。承台表面中心点的实测值与数值结果对比如图7b所示。实测值与计算值最大温差在30 h，其温差值为1.75℃，通过实测和数值模拟的数据对比分析，实测数据与数值计算结果比较吻合，表明承台大体积水化热有限元计算模型合理。

图7 理论值与实测值对比图

3.2 有无管冷工况分析

通过部门职责的对比可以看出，体育部门在校园足球政策的制定和执行中更加注重竞赛和青少年足球后备人才的培养工作，而教育部门则将学生的身体素质和健康作为职责的核心。这一利益诉求差异带来了两者在校园足球发展诉求重心上的不同，进而造成两个部门在校园足球政策目标理解与执行的侧重点有所不同。教育部门在校园足球实践中一般将其主要的精力和财力大都投入在学校的足球教学、培养学生对足球的兴趣以及利用足球来提升学生的身体素质等方面。地方校足办则将政策执行的重心落在竞赛和培养更多的竞技足球后备人才方面。

选取冷却水管水平间距分别为1 m、1.5 m和2 m等工况进行对比分析，其内部核心点的温度曲线如图10所示。

3.2.1 无管冷工况承台水化热分析

图8 无管冷工况下温度场计算结果图

3.2.2 有管冷工况承台水化热分析

在有管冷的工况下在150 h达到最大值，在有管冷的工况下，给冷却管通水150 h，模型中心温度变化曲线如图9a所示，由图9a可以看出在有管冷的情况下，承台结构在60 h左右温度达到峰值44.2℃。60 h的温度场如图9b所示。60 h表面温度为27.78℃，内外温差为16.42℃，计算得到60 h核心点产生的拉应力为1.62 Mpa，小于混凝土容许抗拉强度2.16 Mpa,满足规范要求。

毫米波频率步进雷达是一种高分辨宽带雷达，具有瞬时带宽小、抗干扰能力强等特点[1]。然而，频率步进雷达存在着严重的距离-多普勒耦合问题，即运动目标的距离像将呈现出发散、移位等现象，因此如何进行运动补偿成为利用频率步进信号处理运动目标的关键[1]。

图9 有管冷工况下温度场计算结果图

3.3 管冷参数分析

冷却水管的管径按照设计图纸推荐的管径确定，需要对管冷的进水温度、冷却水流量等这两个参数进行参数分析，通过Midas/Civil中水化热分析模块分别对这两个参数进行多工况的对比分析，由此确定管冷的进水温度、冷却水流量和管冷间距参数。

由于核心点温度变化受水化热影响最大，因此论文选取核心点作为特征点进行施工中管冷参数及浇筑温度的分析。

3.3.1 进水温度分析

承台的冷却效果随着冷却水的进水温度越低效果越明显，但是温差过大会出现冷却管周围的混凝土的拉应力过大，当高于其允许抗拉强度时，会产生破坏性裂缝。因此有必要选取合适的进水温度。选取冷却水的进水温度分别为0℃、5℃、10℃、15℃等工况进行对比分析，连续通水时间为150 h。不同温度工况下内部核心点的温度峰值见表2。

表2 不同温度工况下核心点的最高温度

进水温度/℃ 最高温度/℃42.25 5 43.28 10 44.2 15 46.62 0

从表2中可以得出管冷降温效果随着进水温度的变化，进水温度越低，管冷的降温效果越好。管冷进水温度在10℃冷却效果明显。由于环境温度为15℃左右，因此管冷进水温度选取10℃较为合理，满足实际工程的需要。

选取冷却水管竖向间距布分别为1 m、1.5 m和2 m等工况进行对比分析，其内部核心点的温度曲线如图11所示。

冷水管进水温度为10℃，在10、30、50、70、90、110、130、150 h等时间点分别对管冷流量1 m3/h、1.5 m3/h、2 m3/h、2.5 m3/h等工况进行数值模拟分析。不同流量工况核心点在多时间点的温度值如表3所示。

⑨姚贤镐：《中国近代对外贸易史资料(1840-1895)》，第二册，中华书局1962年版，第800-801页.

表3 不同流量工况下核心点的温度值

时间/h 流量/m3 1 1.5 2 2.5 10 29.78 29.74 29.58 29.51 30 41.25 41.09 40.4 40.17 50 45.53 45.28 44.03 43.72 70 45.54 45.39 43.66 43.17 90 43.46 42.63 41.29 40.73 110 40.43 39.64 38.09 37.5 130 37.08 36.12 34.7 34.11 150 33.82 33.01 31.49 30.92

由表3可以得出，管冷的冷却效果随着冷却水的流量变化，流量越大，冷却效果越好。在流量没有超过1.5 m3/h和从2 m3/h增加到2.5 m3/h时，降低的温度值不明显。但是管冷流量由1.5 m3/h增加到2 m3/h，其降温效果最明显。因此选取管冷流量为2 m3/h较为合理，其冷却效果较为明显。

本课题的纸病检测系统平台采用“CCD相机+FPGA+计算机”的结构模式，该系统主要由CCD相机、FPGA数据处理系统、上位机3部分构成。该纸病检测系统硬件结构框图如图1所示。其中，CCD相机选用DALSA公司S2系列线阵相机S2- 12- 02K40- 00-L，其灵敏度高、对光照的要求更低。FPGA芯片采用Altera公司Cyclone IV系列芯片ep4ce115f29c7n，内部含有丰富的硬件资源。SDRAM采用IS42S16160D，主要用于跨时钟域传输中对图像数据的缓存。以太网芯片采用DM9000A，该芯片内部集成10/100M自适应收发器，用于FPGA与上位机的通信。

3.3.3 冷水管间距分析

管冷间距包括水平间距和竖向间距，冷却水管密集程度能有效的降低混凝土的温度峰值，同时混凝土内部温度降低过快会引起混凝土产生干缩。论文对冷却水管的水平间距和竖向间距两种工况进行分析，给冷却水管连续通水150 h，当水平间距和水平间距过小时，冷却管网过于密集不利于混凝土的浇筑施工，因而未对水平间距和竖向间距低于1 m的情况进行分析。在满足工程实际需要的情况下，通过混凝土核心点的温度变化情况，选取合适的管冷间距。

冷却水管是埋在混凝土结构中的管道，其原理是利用循环管道内的流体进行流体表面和管道表面之间对流进行热交换，来降低水化热引起的温度上升。流体和管道之间的热流量qconv计算公式如下[15]：

在无管冷的工况下，有限元计算模型核心点温度变化曲线如图8a所示,从图8a可以看出在无管冷的情况下，承台结构在150 h左右温度达到峰值58.43℃，150 h时温度场如图8b所示。150 h表面核心点心温度为26.56℃。内外温差为31.87℃，超过规范规定的内外最大温差25℃。通过有限元程序计算得出150 h核心点产生的拉应力3.63 Mpa，大于承台混凝土在此时的容许抗拉强度2.55 Mpa，不满足大体积混凝土施工规范要求。需要在大体积混凝土中设置管冷降低产生的水化热，使其产生的内外温差满足规范要求。

图10 不同水平间距工况下核心点温度时程曲线

由图10可知，冷却水管水平间距越小，能够有效的降低混凝土内部温度，选取管冷的水平间距为1 m，其冷却效果能够满足工程要求。

2.融入地域风俗文化。想要在高校导视系统设计中应用文化因素，我们可以在设计的过程中融入地域风俗文化。在我国，由于所处地域文化的不同，因此许多高校也有着不同的文化底蕴，如果我们在进行高校校园导视系统的设计中可以融入地域风俗文化，进而将地域风俗文化精简提炼，与校园文化建设紧密的结合在一起，那么就必然可以形成特点鲜明的校园导视系统。另外，地域风俗文化与高校校园导视系统的紧密结合，也为文化因素在高校导视系统设计中的应用提供了新的思考，在未来，两者之间的融合必然会成为高校校园文化建设的一道亮丽的风景线。

产生原因：①坡口加工不规范，坡口角度太小，间隙小，钝边太厚，焊条或焊枪不能伸到焊口根部。②层间清理过度，形成较深的沟槽。③组对错边量大，焊接电流太小，不能将根部很好熔合。④焊条或焊枪角度不对，电弧偏吹。⑤焊接速度过快，热量输入不够。

3.3.3.2.冷却水管竖向间距分析

3.3.2 冷却水流量分析

图11 不同竖向间距工况下核心点温度程时曲线

由图11可知，冷却水管竖向间距为1 m时，其冷却效果满足工程实际要求。

3.4 承台混凝土浇筑温度分析

承台大体积混凝土混凝土浇筑温度时形成混凝土构件的初始温度,对控制承台大体积混凝土结构施工过程中产生裂缝与发展有重要影响。不同浇筑温度工况下内部核心点的温度曲线如图12所示。

图12 不同浇筑温度工况下核心点温度时程曲线

从图12可以看出浇筑混凝土温度升高提高混凝土内部的温度，同时可以是混凝土施工过程中峰值能够提前出现，需要选取合适的浇筑温度能够有效的降低混凝土内部温度，同时使温度峰值提前出现。考虑大施工现场的环境温度，选取混凝土浇筑温度为20℃，满足工程实际需要。

4 承台水化热温控措施

对承台大体积混凝土结构在产生的水化热进行施工控制，需要采取必要的温控措施确保承台施工质量。水阳江特大桥承台采取以下4个方面的水化热温控措施，其温控效果良好，符合规范要求。

4.1 优化混凝土配合比

承台采用低水化热的水泥,掺加粉煤灰以降低水泥的用量，实现降低施工过程中水化热的效果。在优化混凝土配合比时，确保混凝土强度以及和易性的条件下，降低水泥的用量。

4.2 控制混凝土的浇筑温度

控制承台混凝土的浇筑温度，降低混凝土的温度峰值及内外温差。通过浇筑温度不同工况的对比分析，考虑其施工环境温度，其承台浇筑温度采用20℃，能够很好地满足工程实际要求。

4.3 施工中内外温差的调节

利用管冷和保温措施控制承台混凝土内外温度，降低其内外温差，能够有效地避免温度裂缝的产生。承台通过布置5层冷却钢管来降低其内部温度，其降温效果明显。承台混凝土初凝后，将其表面覆盖一层保温材料来避免表面混凝土温度降温明显，使内外温差进一步降低。

4.4 采取必要的养护措施

承台混凝土终凝后，在其表面采用蓄水养护，将冷却管中的冷却水排出至承台表面，减缓其表面温度散失，能够有效地降低承台内外温差。在混凝土表面蓄水养护覆盖保温材料，在混凝土的顶面蓄水可以起到保温、保温效果。

5 结论

通过Midas/Civil有限元软件对水阳江特大桥承台大体积混凝土结构进行施工过程数值模拟分析,了解施工过程中温度变化规律，进行现场施工指导与控制。结果表明合理的管冷设计，能够有效的控制大体积混凝土结构在施工过程中对于温度效应和裂缝。具体结论如下。

考虑跨区联络线交易计划的多区域互联系统分散调度方法//曾方迪,李更丰,别朝红,程海花,郑亚先,耿建//(16):32

(1)在无管冷的情况下施工中内外温差过大，不满足规范要求最大温差，在有管冷的情况下，核心点和表面点内外温差满足规范要求，因此在承台中布置管冷能够有效降低施工中水化热。

(2)管冷降温效果明显，避免产生破坏裂缝。需要对管冷的进水温度、水流量和管冷间距等参数对承台大体积混凝土结构的水化热影响，确定管冷合理的参数取值。对于水阳江特大桥承台大体积混凝土结构，选取冷水管进水温度为10℃，冷水管流量值为2 m3/h时，可以起到较好的降温效果。

滑坡的发展演化、失稳破坏，是渐变到突变，量变到质变的过程，须在不同阶段针对不同物理量，根据不同地域滑坡特点，使用精密的监测仪器和适宜的技术方法对滑坡进行监测，以得到更精确的监测结果。例如在三峡库区，针对其滑坡的区域范围特点，一般选用GPS监测网，可获得滑坡稳定性数值，进而反馈给监测点，进行优化排布。针对三峡库区滑坡稳定性的变化，亦有将3S技术同地面监测网结合监测，提高监测精度与敏感性。

(3)承台混凝土浇筑温度影响浇筑后混凝土的最高温度和温度峰值出现的时间，合适的浇筑温度能够有效的降低浇筑过程中产生的水化热，选取浇筑温度为15℃，能够有效地控制施工过程中的温度效应，降低水化热，满足施工要求。

(4)通过水化热温控措施,能够对承台大体积混凝土内外温差起到有效的施工控制,确保承台的施工质量。

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