[發明專利]一種大體積混凝土冷卻通水流量控制方法

有效

• 申請號: 201110318693.5
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102508499A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 周厚貴;陳軍琪;譚愷炎;許娜;郭佳;王振振;余英;馬金剛;郭光文;劉榮;杜珍波;匡益兵
• 申請（專利權）人: 中國葛洲壩集團股份有限公司
• 主分類號: G05D7/00
• 分類號: G05D7/00;G05D23/13
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及一種混凝土澆筑中的冷卻控制方法，特別是一種大體積混凝土冷卻通水流量控制方法。

背景技術

大體積混凝土在澆筑后，例如大壩的壩體，由于水泥水化放熱的作用，其內部會產生大量熱量導致溫度急劇升高，如果這些熱量不能很好地排出會導致混凝土內部產生拉應力繼而產生裂縫，造成質量事故。目前，除了采用降低混凝土拌和物溫度、覆蓋保溫被等措施外，最直接和有效的方法是給混凝土內部埋設冷卻水管，并通入冷卻水來排出熱量。采用冷卻水管冷卻混凝土的主要目標是，使混凝土溫度均勻平穩地下降并在預期時間內達到控制目標溫度。由于混凝土的傳熱性能并不好，所以混凝土溫度的滯后性很大，加之混凝土溫度受到周邊條件的影響，如氣溫、日照和相鄰混凝土的澆筑等邊界條件的變化，給混凝土的溫度控制造成了困難。

目前，我國混凝土冷卻通水工程，根據工程經驗和實測混凝土溫度變化過程線規律，劃分一期、中期、二期通水降溫三個階段，各階段分別采用人工憑經驗的按固定流量和水溫進行通水降溫。降溫原則就是超溫了就加大流量；降溫速率過快就降低流量或關閉。這樣的經驗控制法經常出現溫度陡升陡降和反彈等現象，對混凝土的質量很不利。

中國專利“201010579967.1”公開了一種大體積混凝土冷卻水管布置方法；中國專利“201010219769.4”公開了一種混凝土冷卻通水數據自動化采集系統；中國專利“201010228838.8”公開了一種混凝土智能冷卻通水系統；以上的專利文件中記載的采用冷卻水管冷卻混凝土的技術方案，為實現本發明提供了基礎，但是上述專利文獻中均未記載如何具體通過流量控制實現混凝土內部溫度平穩均勻下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種大體積混凝土冷卻通水流量控制方法，可以控制混凝土內部溫度均勻平穩下降。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種大體積混凝土冷卻通水流量控制方法，包括以下步驟：

1)獲取混凝土歷史通水降溫效率的值；

2)根據混凝土歷史通水降溫效率值和未來需要的降溫幅度和降溫時段計算需要的下一步流量控制值；

通過上述步驟使混凝土溫度按照設計要求平穩均勻下降。

所述的混凝土歷史通水降溫效率在計算中以實際降溫流量系數α表述，該系數是以追溯天數內的實際平均降溫速率除以追溯天數內平均流量得到的。

所述的實際平均降溫速率以公式：計算得到；

式中：

v_實：實際平均降溫速率，℃/天；

T₀：追溯天數開始時的混凝土溫度，℃；

T：當前混凝土溫度，℃；

t₀：追溯天數。

所述的追溯天數為1-5天。

進一步優化的方案中，還包括以下步驟：瞬時降溫速率修正，如果v_t＞v_限，則進行修正，否則不修正；

進行修正后的下一步流量控制值以公式：計算得到；

式中：

Q′_t+1：進行修正后的下一步流量控制值，m³/h；

Q_t+1：實際下一步流量控制值，m³/h；

v_限：降溫速率限制，℃/天；

v_t：當前實際降溫速率，℃/天。

所述的下一步流量控制值是用理論目標降溫速率除以實際降溫流量系數α得到理論下一步流量控制值；再進行滯后效應修正，得到實際下一步流量控制值。

所述的下一步流量控制值以公式：Q_t+1＝Q_理-(Q_t-Q_理)×ξ計算得到；

其中

式中：

Q_t+1：實際下一步流量控制值，m³/h；

Q_理：理論下一步流量控制值，m³/h

Q_t：當前流量值，m³/h；

ξ：滯后系數；

v_理：理論目標降溫速率，℃/天；

α：實際降溫流量系數；

T：當前混凝土溫度，℃；

T_c：目標溫度，℃；