本書基于作者在南水北調(diào)天津干線混凝土輸水箱涵工程中開展的施工關(guān)鍵技術(shù)研究成果，全面系統(tǒng)地介紹了箱涵工程施工工藝流程、施工分層及關(guān)鍵部位振搗工藝，混凝土配合比優(yōu)化，應(yīng)用自行研制的輸水箱涵混凝土一體化施工工法技術(shù)及鋼模臺車技術(shù)實現(xiàn)混凝土運輸、入倉方式優(yōu)化及土基上模板支立優(yōu)化，采用數(shù)值分析和數(shù)值模擬技術(shù)實現(xiàn)多工況典型混凝土結(jié)構(gòu)混凝土溫度場、應(yīng)力場和位移分布的三維仿真和合理性分析，對箱涵混凝土溫控防裂進行研究。

采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，建立三維數(shù)值分析模型，模擬超長距離大流量混凝土輸水箱涵不同施工工況的應(yīng)力分布及位移，進行數(shù)值檢測和分析對比，研究混凝土澆筑、模板支立等不同時期的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全，據(jù)此進行施工工藝的合理性分析并提出推薦性意見，優(yōu)化施工工藝是本書的一大亮點。

南水北調(diào)中線天津干線工程混凝土輸水箱涵屬于超長距離大流量混凝土輸水箱涵結(jié)構(gòu)，其斷面尺寸大、壁厚小，混凝土結(jié)構(gòu)受力條件復(fù)雜，極易產(chǎn)生各種裂縫，施工過程中極易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。為此，建立可控的、具有足夠生產(chǎn)能力的混凝土自動化生產(chǎn)線，將混凝土拌和物直接轉(zhuǎn)運至布料倉面，實現(xiàn)原材料集料、下料、投料攪拌、輸料、混凝土入倉各個環(huán)節(jié)一體的連續(xù)施工非常關(guān)鍵。

本書采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，建立三維數(shù)值分析模型，模擬超長距離大流量混凝土輸水箱涵不同施工工況的應(yīng)力分布及位移，進行數(shù)值檢測和分析對比，研究混凝土澆筑、模板支立等不同時期的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全，據(jù)此進行施工工藝的合理性分析并提出推薦性意見，優(yōu)化施工工藝是本書的一大亮點。

本書從對輸水箱涵施工中混凝土的不同入倉方式的優(yōu)化分析研究入手，結(jié)合施工廠區(qū)布置提出優(yōu)化意見；對模板的高效重復(fù)利用及土基上模板的支立提出工藝優(yōu)化和技術(shù)改進意見；對墻體關(guān)鍵部位混凝土振搗提出工藝措施；對混凝土輸水箱涵施工質(zhì)量、施工工藝及箱涵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等關(guān)鍵技術(shù)展開深入研究和分析論證。

借助箱涵混凝土溫控仿真有限元模型程序，結(jié)合不同工況進行仿真計算和分析，研究南水北調(diào)中線天津干線工程混凝土輸水箱涵施工期間混凝土溫度控制、應(yīng)力計算及裂縫防治新技術(shù)，為避免混凝土箱涵因環(huán)境氣象條件、澆筑溫度、混凝土溫差、混凝土澆筑的長度和厚度、極限拉伸率、表面放熱性能、養(yǎng)護措施、間歇時間、結(jié)構(gòu)施工分塊和施工分層等因素影響產(chǎn)生裂縫，開展理論研究并提供技術(shù)支持數(shù)據(jù)。

通過上述研究論證，找出變化規(guī)律，提出針對南水北調(diào)中線天津干線工程混凝土輸水箱涵各典型結(jié)構(gòu)，個性化地指導(dǎo)現(xiàn)場施工和控制混凝土澆筑質(zhì)量的技術(shù)研究成果，總結(jié)歸納成一個可以在南水北調(diào)中線天津干線工程混凝土輸水箱涵施工中廣泛應(yīng)用的專項施工技術(shù)，實現(xiàn)南水北調(diào)中線天津干線工程混凝土輸水箱涵施工技術(shù)的集成管理，為避免輸水箱涵施工質(zhì)量事故或質(zhì)量缺陷的發(fā)生，保證混凝土箱涵的強度、工程質(zhì)量和運行安全提供了可靠的技術(shù)保證。

尤其在南水北調(diào)工程或類似工程施工中，對于作業(yè)倉面屬于線性延伸的工程而言，該研究成果在于優(yōu)化施工管理、保證工程質(zhì)量和施工安全，具有質(zhì)量可靠、經(jīng)濟實用、運行簡便、節(jié)能環(huán)保的價值，實現(xiàn)箱涵混凝土受控一次入倉、運行費用低廉的特點。隨著國家對水利工程投入的增加，一大批大型超長距離大流量輸水箱涵工程項目相繼開工建設(shè)，超長距離大流量混凝土輸水箱涵施工集成管理關(guān)鍵技術(shù)研究成果，在提高工程質(zhì)量，降低工程成本等方面將發(fā)揮積極作用，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

建設(shè)高質(zhì)量的混凝土輸水箱涵，是編著本書的出發(fā)點。為了更好地總結(jié)南水北調(diào)中線天津干線工程混凝土輸水箱涵施工關(guān)鍵技術(shù)，并為今后類似工程的設(shè)計和施工提供系統(tǒng)、完整的借鑒資料，作者開展了多方面的實驗研究，并在本書編寫過程中參考和引用了許多專業(yè)論述，同時也得到了有關(guān)專家的支持，尤其是林皋院士對本書的出版傾注了大量的心血。在此向有關(guān)人員致以崇高的謝意！

由于國內(nèi)外混凝土箱涵技術(shù)研究的課題很多，作者的水平有限，書中的缺點、錯誤和疏漏在所難免。在施工組織和箱涵技術(shù)研究資料和數(shù)據(jù)整理方面還不夠完整。懇請廣大讀者批評指正。

作者

2013年5月

第1章 概況 1
1.1 南水北調(diào)中線天津干線工程混凝土
輸水箱涵關(guān)鍵技術(shù) 1
1.2 技術(shù)研究的主要內(nèi)容 2
1.2.1 主要從以下方面展開研究 2
1.2.2 鋼筋混凝土箱涵裂縫成因分析 3
1.3 國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀 3
1.3.1 國內(nèi)文獻 3
1.3.2 國外文獻 4
1.3.3 總述 6
1.4 技術(shù)路線 6
1.5 南水北調(diào)中線天津干線工程簡介 6
1.5.1 保定市1段工程 6
1.5.2 保定市1段施工五標 7
第2章 南水北調(diào)中線天津干線箱涵不同
施工工藝應(yīng)力應(yīng)變?nèi)�維分析 12
2.1 研究內(nèi)容 12
2.1.1 研究內(nèi)容 12
2.1.2 施工工藝設(shè)定 12
2.2 三維分析前期工作 12
2.2.1 計算程序介紹及原理 12
2.2.2 模型建立情況 18
2.2.3 物理力學(xué)參數(shù) 20
2.3 三層澆筑法 20
2.3.1 澆筑底板 20
2.3.2 澆筑立墻 25
2.3.3 澆筑頂板 30
2.4 兩層澆筑法 37
2.5 兩種方法對比分析 43
2.5.1 應(yīng)力對比 43
2.5.2 位移對比 45
第3章 混凝土配合比，混凝土入倉方式研究 48
3.1 混凝土配合比研究 48
3.1.1 綜述 48
3.1.2 常用的主要措施 48
3.1.3 混凝土原材料使用要求 48
3.1.4 箱涵混凝土堿骨料反應(yīng)及其預(yù)防 56
3.1.5 混凝土配合比優(yōu)化 58
3.1.6 天津干線保定市1段箱涵混凝土
施工設(shè)計要求及施工配合比 66
3.2 混凝土澆筑入倉方式研究 69
3.2.1 國內(nèi)外同類工程現(xiàn)狀 69
3.2.2 超長距離大流量混凝土輸水箱涵
施工入倉方式 70
3.2.3 混凝土入倉坍落度的控制 71
3.2.4 混凝土入倉澆筑施工措施 73
3.2.5 混凝土入倉質(zhì)量保證措施 74
3.2.6 混凝土入倉安全保證措施 75
3.3 南水北調(diào)中線天津干線保定市1段箱涵
混凝土施工 75
3.3.1 工程特點 75
3.3.2 混凝土性態(tài)變化及解決方案 75
3.3.3 超長距離大流量輸水箱涵混凝土
一體化連續(xù)施工系統(tǒng)裝置 77
3.3.4 混凝土布料機設(shè)計技術(shù)研究 88
3.3.5 超長距離大流量混凝土輸水箱涵施工
技術(shù)工法的應(yīng)用及改進 93
3.3.6 拖式混凝土輸送泵入倉 95
第4章 混凝土澆筑 98
4.1 箱涵混凝土施工工藝流程 98
4.2 混凝土澆筑振搗工藝 98
4.2.1 混凝土鋪料及分層 98
4.2.2 混凝土平倉 100
4.2.3 混凝土振搗 100
4.2.4 模板工程 101
4.2.5 鋼筋工程 103
4.2.6 混凝土運輸 108
4.2.7 混凝土澆筑注意事項 108
4.2.8 混凝土表面修整 110
4.3 混凝土雨季施工 110
4.3.1 雨季施工工作措施 110
4.3.2 中雨以上天氣施工工作措施 110
4.3.3 小雨天氣施工工作措施 110
4.3.4 澆筑過程施工工作措施 111
4.4 混凝土養(yǎng)護 111
4.5 混凝土溫度控制措施 111
4.5.1 溫度控制一般要求 111
4.5.2 出機口溫度計算 111
4.5.3 降低混凝土澆筑溫度的措施 112
4.5.4 降低混凝土的水化熱溫升 113
4.5.5 溫度測量 113
4.6 表面保護 113
4.7 質(zhì)量檢驗及施工強度分析 113
4.7.1 混凝土原材料質(zhì)量檢驗 113
4.7.2 混凝土拌和與混凝土拌和物的
質(zhì)量控制 114
4.7.3 澆筑質(zhì)量檢查與控制 114
4.7.4 強度檢驗與評定 115
4.7.5 箱涵混凝土缺陷處理技術(shù) 116
第5章 箱涵施工廠區(qū)布置優(yōu)化 121
5.1 施工廠區(qū)布置方案 121
5.2 施工分區(qū)規(guī)劃和施工布置內(nèi)容 121
5.2.1 施工營地及施工臨時道路布置 121
5.2.2 施工用風 123
5.2.3 施工供水 123
5.2.4 施工用電 125
5.2.5 堆土區(qū)規(guī)劃 127
5.2.6 混凝土生產(chǎn)系統(tǒng) 127
5.2.7 施工輔助工廠 129
5.2.8 辦公及生活設(shè)施 130
5.3 施工優(yōu)化 132
5.3.1 防雨排水系統(tǒng)優(yōu)化 132
5.3.2 混凝土澆筑過程中防雨措施 134
5.3.3 施工臨時道路優(yōu)化 134
5.3.4 防雨防風設(shè)置優(yōu)化 135
5.3.5 基槽底部鋼模臺車道路 136
5.3.6 安全保證措施 136
5.3.7 環(huán)境保護及文明施工 137
第6章 模板支立方案優(yōu)化研究 138
6.1 概述 138
6.2 大模板設(shè)計研究 138
6.2.1 設(shè)計思想及計算依據(jù) 138
6.2.2 模板結(jié)構(gòu)及參數(shù)確定 139
6.2.3 模板側(cè)壓力分析計算 139
6.2.4 內(nèi)模面板承載力分析驗算 140
6.2.5 橫筋計算 142
6.2.6 豎向主梁計算 144
6.3 內(nèi)模臺車 145
6.3.1 內(nèi)模臺車主體圖 145
6.3.2 施工布置 147
6.3.3 施工方法 147
6.4 外模 148
6.4.1 外模板組裝 148
6.4.2 外模板的布置及構(gòu)造 148
6.4.3 安裝人員及設(shè)備 149
6.5 底板外模及內(nèi)模 150
6.6 堵頭側(cè)模 150
第7章 箱涵關(guān)鍵部位混凝土澆筑施工工藝
研究 152
7.1 箱涵混凝土施工概況 152
7.2 施工分層及倉塊劃分 152
7.3 混凝土面層處理 153
7.4 混凝土上下結(jié)合處施工縫面處理 153
7.4.1 施工縫面處理方法優(yōu)化選擇 153
7.4.2 鑿毛 156
7.4.3 模板 157
7.5 施工縫面處理 157
7.6 混凝土澆筑 157
第8章 箱涵混凝土變形縫施工技術(shù)及箱涵抗浮
穩(wěn)定分析 159
8.1 設(shè)計技術(shù)要求 159
8.1.1 總體要求 159
8.1.2 止水材料 160
8.1.3 填縫填料 162
8.1.4 嵌縫材料 163
8.2 變形縫施工 164
8.2.1 一般規(guī)定 164
8.2.2 橡膠止水帶施工 164
8.2.3 閉孔泡沫塑料板施工 165
8.2.4 聚硫密封膠施工 165
8.2.5 質(zhì)量控制與檢驗 166
8.3 箱涵抗浮穩(wěn)定分析 166
8.3.1 抗浮措施的選擇 166
8.3.2 抗浮方案的優(yōu)化設(shè)計 167
第9章 箱涵混凝土溫控仿真有限元子模型法
程序開發(fā)及施工期防裂技術(shù)研究 168
9.1 混凝土溫度場有限單元法計算方法 168
9.1.1 不穩(wěn)定溫度場的基本理論 168
9.1.2 不穩(wěn)定溫度場的有限元隱式解法 169
9.2 混凝土應(yīng)力場的有限單元法計算方法 170
9.2.1 應(yīng)力求解的基本理論 170
9.2.2 應(yīng)力場的有限單元法隱式解法 171
9.3 水管冷卻混凝土溫度場的有限元
迭代求解 172
9.3.1 水管冷卻空間溫度場 172
9.3.2 沿程水溫增量的計算 173
9.3.3 水管冷卻混凝土溫度場的迭代求解 174
9.4 有限元仿真計算的單元形式 174
第10章 箱涵結(jié)構(gòu)防裂縫研究 176
10.1 裂縫產(chǎn)生機理 176
10.1.1 裂縫分類 176
10.1.2 裂縫的產(chǎn)生機理 176
10.1.3 箱涵混凝土裂縫 176
10.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 177
10.2.1 總述 177
10.2.2 箱涵荷載分析計算 179
10.2.3 箱涵參數(shù) 180
10.2.4 箱涵荷載組合 180
10.2.5 內(nèi)力計算方法 180
10.2.6 荷載和內(nèi)力計算結(jié)果 180
10.2.7 配筋計算結(jié)果 183
10.2.8 抗裂度驗算 183
10.2.9 承載能力極限狀態(tài)計算和正常使用
極限狀態(tài)驗算 183
10.3 SAP84平面有限元分析 186
10.3.1 計算參數(shù)的選取 186
10.3.2 計算方法 187
10.3.3 SAP84三維有限元分析 187
10.4 箱涵結(jié)構(gòu)防裂縫措施 187
10.4.1 合理選擇結(jié)構(gòu)型式 187
10.4.2 合理布置分縫間距 188
10.4.3 科學(xué)確定箱涵倒虹吸結(jié)構(gòu)尺寸 188
10.4.4 合理配置鋼筋是防裂縫的關(guān)鍵 188
10.4.5 合理優(yōu)化混凝土配合比 189
10.4.6 混凝土溫控設(shè)計及選擇適宜的澆注
時間 190
10.4.7 控制原材料溫度 191
10.4.8 拌和運輸環(huán)節(jié)的溫控 191
10.4.9 保證混凝土倉號正常溫度 191
10.4.10 混凝土的養(yǎng)護 191
10.5 箱涵結(jié)構(gòu)防裂縫需要注意的問題 192
第11章 混凝土溫度場和應(yīng)力場有限元子模型法
及程序開發(fā) 193
11.1 有限元子模型法的原理 193
11.2 有限元子模型法的計算網(wǎng)格 194
11.3 有限元子模型法的實現(xiàn) 194
11.4 混凝土溫度和應(yīng)力有限元子模型法 196
11.4.1 切割邊界條件 196
11.4.2 子模型切割域 197
11.4.3 混凝土溫度場和應(yīng)力場子模型法 197
11.5 有限元子模型法修正算法及程序開發(fā) 199
11.5.1 修正分析 199
11.5.2 子母模型聯(lián)合反饋修正算法 199
第12章 計算模型仿真與工況分析 202
12.1 計算資料收集和計算 202
12.1.1 工程區(qū)氣象資料 202
12.1.2 混凝土配合比 204
12.1.3 熱學(xué)與力學(xué)性能指標 204
12.2 計算模型與仿真假定 206
12.2.1 計算模型 206
12.2.2 計算假定 207
12.2.3 特征點和特征截面 207
12.3 夏季施工計算結(jié)果分析 208
12.3.1 計算工況設(shè)定 208
12.3.2 工況X1計算結(jié)果分析 208
12.3.3 工況X2計算結(jié)果分析 216
12.3.4 工況X3計算結(jié)果分析 218
12.3.5 工況X4計算結(jié)果分析 219
12.3.6 工況X5計算結(jié)果分析 220
12.4 秋季施工計算結(jié)果分析 220
12.4.1 計算工況設(shè)定 220
12.4.2 工況Q1計算結(jié)果分析 221
12.4.3 工況Q2計算結(jié)果分析 224
12.4.4 工況Q3計算結(jié)果分析 225
第13章 結(jié)論 226
13.1 創(chuàng)新點 226
13.2 結(jié)論和建議 227
13.2.1 結(jié)論 227
13.2.2 建議 228
13.3 推廣應(yīng)用前景 229
附錄1 南水北調(diào)中線干線工程混凝土輸水箱
涵施工操作指南（試行） 231
附錄2 水工混凝土輸水箱涵一體化施工
技術(shù)工法 259
參考文獻 269

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5. 系統(tǒng)規(guī)劃與管理師章節(jié)習(xí)題與考點特訓(xùn)（第二版） [主編 薛大龍]
6. 計算機操作系統(tǒng)實踐指導(dǎo)（openEuler版） [主編 秦光 曾陳萍 岳付強]
7. 信息系統(tǒng)管理工程師真題及模考卷精析（適用機考） [主 編 薛大龍 程 剛 上官緒]
8. 航海類院校體育教育教學(xué)研究 [張利超 李寧 著]
9. 新時代背景下我國職業(yè)教育產(chǎn)教融合長效機制建設(shè)研究 [王玉賢 著]
10. 電路分析 [主編 李飛 毛先柏]
11. 信息系統(tǒng)管理工程師（適用第2版大綱）一站通關(guān) [指尖瘋　編著]
12. 傳統(tǒng)山水畫論解讀與實踐 [陳鈉 著]
13. 網(wǎng)絡(luò)工程師備考一本通（適配第6版考綱） [夏杰 編著]
14. 陳孝云的職教理想與情懷 [祝吉太 江傳瑞 張義廷 著]
15. 地方本科院校電子信息學(xué)科課程思政案例集 [王甫]
16. Excel數(shù)據(jù)處理與分析（第二版） [主編 張志明 鄒 蕾]
17. 網(wǎng)絡(luò)工程師5天修煉（適配第6版考綱） [主編　朱小平 施游]
18. 倉儲管理實務(wù)（第二版） [周寧武 編著]
19. 基于AE與C#的地理信息系統(tǒng)二次開發(fā) [李小根 賈艷昌 喬翠平 姜彤 ]
20. 2023年長沙市文化和旅游業(yè)發(fā)展報告 [主編 陳莉]
21. 舞臺化妝造型設(shè)計 [主編 劉思彤 張 濤 張憶雨]
22. 產(chǎn)教融合視角高校體育專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建研究 [楊柳青 葉華兵 著]
23. 知識圖譜及應(yīng)用案例 [張善文 黃文準 于長青 陳明淑]
24. Python程序設(shè)計案例教程（微課版） [主編　石利平　田輝平　余以勝]
25. 皓月繁星：青少年兒童心理成長手冊 [主　編　林贊歌 副主編　杜志南]
26. 材料力學(xué) [章寶華 趙新勝 徐斌]
27. 系統(tǒng)集成項目管理工程師考試32小時通關(guān)（第3版） [主編　薛大龍 副主編　上官緒陽]
28. 軟考論文高分特訓(xùn)與范文10篇——系統(tǒng)分析師（第二版） [薛大龍 鄒月平 施游]
29. 黃河海勃灣水利樞紐防凌安全運行 [王戰(zhàn)領(lǐng) 王叢發(fā) 范瑜彬 著]
30. 大學(xué)生心理健康教育 [方雄 著]