Ansys核島反應(yīng)堆廠房筏基ABC砼整體澆筑控制難點淺析

2016-08-04 by:CAE仿真在線來源:網(wǎng)絡(luò)

在國內(nèi)第一次成功實行了CPR1000堆型的筏基ABC層砼整體澆筑。需要按照大體砼的施工要求編制施工方案、進(jìn)行砼的澆筑和養(yǎng)護(hù)工作。我們需要對RX筏基ABC層整體澆筑進(jìn)行必要的可行性分析。

關(guān)鍵詞:筏基ABC層,整體澆筑,配合比設(shè)計,入模溫度,養(yǎng)護(hù)

【引言】目前國家正在積極發(fā)展核電,如何在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上合理縮短建設(shè)工期成為核電項目需要認(rèn)真研究的問題之一。紅沿河核電對處于關(guān)鍵路徑上的反應(yīng)堆廠房筏基砼施工進(jìn)行了優(yōu)化,在國內(nèi)第一次成功實行了CPR1000堆型的筏基ABC層砼整體澆筑。

【正文】

1、工程簡介

核反應(yīng)堆廠房(以下簡稱RX廠房)筏基ABC層呈圓形,直徑39.5m、厚3.8m、砼體積為4440m3。根據(jù)技術(shù)規(guī)格書的要求,RX筏基砼標(biāo)號為PS40,其主要性能指標(biāo)為:42.5級水泥用量≥350㎏/m3、σ’28≥40Mpa、σ28≥3Mpa。

根據(jù)GB50496-2009《大體積混凝土施工規(guī)范》的規(guī)定,砼結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量砼,或預(yù)計會因砼中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的砼均稱為大體積砼。因此RX筏基ABC層砼屬于大體積砼,需要按照大體砼的施工要求編制施工方案、進(jìn)行砼的澆筑和養(yǎng)護(hù)工作。

2、整體澆筑控制難點

2.1、可行性分析

考慮到RX筏基對核電廠安全的重要性和大體積砼對內(nèi)外溫差、應(yīng)力控制的嚴(yán)格性,我們需要對RX筏基ABC層整體澆筑進(jìn)行必要的可行性分析。RX筏基的各項要求均嚴(yán)于其他工程的大體積砼,控制RX筏基ABC層砼的內(nèi)外溫差和表面裂縫顯得尤為重要。碩士論文,養(yǎng)護(hù)。

為研究筏基ABC層整體澆筑的可行性,我們利用ANSYS有限元分析軟件對砼的溫度應(yīng)力進(jìn)行了計算。計算時按照順序偶合方式對砼溫度應(yīng)力進(jìn)行計算,先算出砼溫度場,再把溫度場作為為輸入荷載計算出砼的溫度應(yīng)力。通過ANAYS軟件計算,各時段內(nèi)砼的拉應(yīng)力須均小于砼抗拉強度,因此,從理論上講可以進(jìn)行RX筏基ABC層砼整體澆筑。

在利用ANSYS軟件計算時,建立完善的結(jié)構(gòu)模型是保證結(jié)果正確的關(guān)鍵,而合理確定各項輸入是整個分析過程的難點,這就需要前期施工中注意對砼性能、保溫材料傳熱系數(shù)、氣溫等參數(shù)的收集。碩士論文,養(yǎng)護(hù)。

2.2、配合比設(shè)計

RX筏基砼配合比設(shè)計除應(yīng)符合規(guī)定的強度等級、耐久性、抗?jié)B性、體積穩(wěn)定性等要求外,還應(yīng)盡量減少水泥用量、降低砼絕熱溫升。另外,RX筏基配筋密集,砼還必須要有良好的和易性和泵送性。針對以上要求,RX筏基ABC層砼需采取以下措施:

盡量降低水泥用量;

對砼塌落度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,使之具有良好的和易性;

對砼進(jìn)行實地泵送模擬試驗,以驗證砼具有良好的泵送性;

嚴(yán)格控制砂石、水泥、水等原材料溫度,以保證砼出機溫度在合理范圍內(nèi)(冬期時可對砂石、水進(jìn)行加熱,保證砼出機溫度應(yīng)在10~15℃;夏季可對砂石進(jìn)行覆蓋降溫、加冰降低水溫,保證出機溫度在25℃以內(nèi),但任何情況下都應(yīng)保證水和水泥的入機溫度≤60 ℃,以免水泥發(fā)生假凝)。

2.3、砼澆筑和養(yǎng)護(hù)

2.3.1、砼澆筑方式

澆筑大體積砼首先需要確定大體積砼的澆筑方式。RX筏基ABC層厚度3.8m、澆筑面積1224㎡,具有厚而大的特點。碩士論文,養(yǎng)護(hù)。綜合其澆筑能力和實體特點,宜采用整體分層連續(xù)澆筑的施工方式,但考慮到全面分層時存在因意外事件導(dǎo)致某層澆筑時間過長而使砼初凝的風(fēng)險,可以在整體分層連續(xù)澆筑的基礎(chǔ)上補充意外事件下局部推移澆筑的施工方案。

2.3.2、入模溫度

對涉及核安全的RX筏基砼來說控制砼入模溫度非常重要,砼入模溫度過高將直接抬高砼最高溫度,從而延長砼養(yǎng)護(hù)時間并增加產(chǎn)生裂縫的可能性。經(jīng)實踐,降低其入模溫度可以采取如下措施:

降低砼出機溫度;

對罐車表面采取灑水降溫措施,降低砼運輸時的溫升;

在筏基上表面提前覆蓋遮陽布并在筏基內(nèi)吊放冰袋;

在泵送管周圍覆蓋冰袋。

2.3.3、砼養(yǎng)護(hù)

在砼升溫階段,以保濕為主、保溫為輔,但要控制砼表面與環(huán)境溫差不大于20℃。在砼降溫階段要保溫、保濕兼顧,按照降溫速率不大于1.4℃/d、內(nèi)外溫差不大于25℃、表面與環(huán)境溫差不大于20℃、應(yīng)變值不大于150 uε的指標(biāo)調(diào)整砼養(yǎng)護(hù)措施。

為防止大風(fēng)、雨雪天氣對砼養(yǎng)護(hù)的影響,便于控制砼降溫速率和避免表面水分散失,在砼沖毛完成后要立即進(jìn)行保溫棚的搭設(shè)工作。升溫階段養(yǎng)護(hù)措施:上表面覆蓋2層濕麻袋片+2層薄膜,側(cè)面2層巖棉,防風(fēng)棚;降溫溫階段養(yǎng)護(hù)措施:上表面覆蓋2層濕麻袋片+2層薄膜+2層麻袋片+1層巖棉,側(cè)面2層巖棉,防風(fēng)棚,分區(qū)養(yǎng)護(hù),澆熱水保濕。

3、溫差、應(yīng)變監(jiān)測

大體積砼養(yǎng)護(hù)需在溫差、應(yīng)變等實時數(shù)據(jù)指導(dǎo)下及時調(diào)整技術(shù)措施。碩士論文,養(yǎng)護(hù)。RX筏基ABC層砼整體澆筑布置了完整的溫差、應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng),可以根據(jù)收集的數(shù)據(jù)合理調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施,這也是RX筏基ABC層砼整體澆筑的成功因素之一。碩士論文,養(yǎng)護(hù)。

RX筏基ABC層溫差、應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)可按下列原則布置:

監(jiān)測點應(yīng)在實體內(nèi)按平面分層布置;

在測試區(qū)內(nèi),監(jiān)測點的位置與數(shù)量可根據(jù)澆筑體內(nèi)溫度場分布情況及溫控的要求確定;

在每條測試軸線上,監(jiān)測點位宜不少于4處,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何尺寸布置;

沿實體厚度方向,須布置頂面、底面和中間監(jiān)測點,其余點宜按測點間距不大于900mm布置;

砼的外表溫度,宜為砼外表以內(nèi)50mm處的溫度。碩士論文,養(yǎng)護(hù)。

【結(jié)束語】

筏基ABC層砼整體澆筑與原來的分層分段澆筑方式相比,工期可縮短20天,取得了良好的工期效益,對緩解后續(xù)緊張的工期壓力創(chuàng)造了良好條件。同時,也表明CPR1000壓水堆RX廠房采用筏基ABC層整體澆筑是可行的,在后續(xù)項目中具有良好的推廣價值,

【參考文獻(xiàn)】

GB/T50496-2009,大體積混凝土施工規(guī)范

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才