我院韩风毅教授研究团队在国际期刊《Buildings》2025年第10期上发表了题为《Research on the Temperature Field and Temperature Control Measures of Large Volume Concrete of the Foundation Pier During the Hydration Heat Release Process in Severe Cold Regions》的研究论文。该论文由韩风毅教授担任第一作者和通讯作者,硕士研究生邹凯放为第二作者,中国核工业23建设有限公司宿国栋高级工程师和我院焦硕硕士研究生分别为第三和第四作者。
《Buildings》期刊位于中国科学院文献情报中心期刊分区表中的工程技术大类三区。同时在SCI收录的结构与建筑技术学及土木工程学领域内位列JCR分区二区,具有较高的学术影响力。
本研究针对高寒地区大体积混凝土桥墩承台在水化热释放过程中的温度场变化与温控措施展开系统研究。通过有限元仿真与现场监测相结合,首次提出了“分层浇筑+四层金属冷却水管协同温控系统”,成功将混凝土核心温度从63.55℃降至40.70℃,降幅达36%,显著降低了温度梯度与应力集中现象,有效抑制了温度裂缝的发生。
该论文主要亮点包括:
1.创新性温控系统:通过分层浇筑与多层冷却水管布置,实现了大体积混凝土施工过程中的“温度-应力”双控目标;
2.参数优化研究:系统分析了冷却水管管径、流速、材料及布置方式对温控效果的影响,提出DN40金属管、流速1.2 m/s、平行布置为最优方案;
3.工程应用验证:在转体桥13号墩承台现场施工中成功应用,现场监测数据与仿真结果高度吻合,温控效果符合国家优质工程标准;
4.智能化发展展望:提出了结合BIM、数字孪生与人工智能的智能温控系统架构,为未来极寒环境下混凝土施工提供技术支撑。
下图分别为有限元模型温度云图、测点温度变化曲线及现场施工示意图,直观展示了温控系统的有效性:
本研究不仅为高寒地区大体积混凝土施工提供了可靠的技术方案,也为类似工程提供了重要的理论依据和实践参考。未来,团队将进一步推动“感知-预测-调控”一体化智能温控系统的研发与应用,助力我国寒区基础设施建设的高质量发展。
撰稿:孙 聪
初审:孙 聪
复审:王 丹
终审:韩风毅