[发明专利]一种混凝土坝理想温控曲线模型及利用其的智能控制方法

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程中的混凝土结构监测与施工的技术领域，具体地涉及一种混凝土坝理想温控曲线模型，还提供了利用该模型的智能控制方法。

背景技术

大坝混凝土施工期裂缝问题是一直未能得到有效解决的难题之一，其主要原因除了施工阶段复杂的现场施工条件因素影响外，施工过程中很多温控措施的实施难免受到人为因素的干扰，其实际防裂作用达不到预期效果也另一重要的原因。很多出现裂缝的混凝土坝，是由于内部温度未能真正的按照设计要求进行冷却或进行表面保护，使得施工期坝体混凝土的抗裂安全储备不够、应力超标从而出现裂缝。

在以往的工程实践中，水管冷却的控制主要由人工来完成，通水控制的好坏与否完全取决于现场管理人员的经验，由于大坝内部同时通水的水管往往是成百上千条，仅仅依靠人工的方式去应对如此多的通水管路控制，其结果是很难避免出现人为失误多、温降过程偏离设计指导曲线的情况，这种传统的通水控制管理模式带来的最大问题就是通水成本高、温降过程随意性较大，开裂风险也常处于一种不受控的状态。因此，在现有的理论研究与工程实践基础上，充分利用现代的科技手段，研究开发相关的智能通水分析软件与控制设备，减小人为因素的干扰，实现混凝土内部温降全过程的智能控制显得非常有必要。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种混凝土坝理想温控曲线模型，在温降的不同阶段可以促使内部温度尽可能的全程沿着该模型进行降温，使得混凝土的开裂风险可全程控制在允许范围之内。

本发明的技术解决方案是：这种混凝土坝理想温控曲线模型，运用有限元仿真分析方法，在已有规范及温控实践经验的基础上，研究各种坝型的温度场、温度应力分布规律，通过仿真计算获取不同部位、不同材料分区、不同季节浇筑的混凝土的理想温控曲线模型，其中理想温控曲线模型在同等温控标准条件下温度应力最小。

还提供了利用这种混凝土坝理想温控曲线模型的智能控制方法，根据该混凝土坝理想温控曲线模型，通过调整施工期的通水流量来控制温度的变化过程。

通过这种混凝土坝理想温控曲线模型，运用有限元仿真分析方法，在已有规范及温控实践经验的基础上，研究各种坝型的温度场、温度应力分布规律，计算不同部位、不同材料分区、不同季节浇筑的混凝土的理想温控曲线模型，其中理想温控曲线在同等温控标准条件下温度应力最小，所以在温降的不同阶段可以促使内部温度尽可能的全程沿着该模型进行降温，使得混凝土的开裂风险可全程控制在允许范围之内。

附图说明

图1示出了根据本发明的混凝土坝理想温控曲线模型的一个优选实施例。

图2示出了根据本发明的混凝土坝理想温控曲线模型的另一个优选实施例。

具体实施方式

这种混凝土坝理想温控曲线模型，运用有限元仿真分析方法，在已有规范及温控实践经验的基础上，研究各种坝型的温度场、温度应力分布规律，通过仿真计算获取不同部位、不同材料分区、不同季节浇筑的混凝土的理想温控曲线模型，其中理想温控曲线模型在同等温控标准条件下温度应力最小。

优选地，理想温控曲线的确定包括最高温度和温降速率的确定，其中最高温度的确定与基础温差相关，基础温差通过规范或者有限元仿真计算分析来获取；其中温降速率通过有限元仿真计算分析来获取，并根据内外温差、上下温差和允许应力进行控制。

优选地，理想温控曲线包括一期控温、一期降温、中期降温和控温、二期降温、二期控温共五个阶段。

还提供了利用这种混凝土坝理想温控曲线模型的智能控制方法，根据该混凝土坝理想温控曲线模型，通过调整施工期的通水流量来控制温度的变化过程。

通过这种混凝土坝理想温控曲线模型，运用有限元仿真分析方法，在已有规范及温控实践经验的基础上，研究各种坝型的温度场、温度应力分布规律，计算不同部位、不同材料分区、不同季节浇筑的混凝土的理想温控曲线模型，其中理想温控曲线在同等温控标准条件下温度应力最小，所以在温降的不同阶段可以促使内部温度尽可能的全程沿着该模型进行降温，使得混凝土的开裂风险可全程控制在允许范围之内。

优选地，控制温度的变化过程分为以下阶段：

（1）入仓温度控制，其中如果出机口温度高于设计值，而环境温度又高于出机口温度，通过加强表面保温，并降低混凝土拌和前各种组成配料的温度来控制入仓温度；如果环境温度低于出机口温度和设计值，通过散热的方式来降低混凝土至仓面时的温度；

（2）浇筑温度控制，通过减小胚层覆盖时间来控制浇筑温度；