施工期溫度仿真的小灣高拱壩結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)縫設(shè)置效果分析

在ansys平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā),建立了一套快速、高效、自動(dòng)化程度較高的仿真反饋分析系統(tǒng)用于模擬拱壩施工過程溫度場(chǎng).在小灣拱壩施工過程溫度場(chǎng)仿真計(jì)算中,各測(cè)點(diǎn)溫度計(jì)算值隨時(shí)間變化的規(guī)律與監(jiān)測(cè)值基本一致,吻合情況較好,總體上相差2～3℃以內(nèi),計(jì)算結(jié)果揭示了壩體內(nèi)部的溫度變化規(guī)律.研究成果表明:1)1077m高程以下壩體采用的二期冷卻方案a使得壩體中出現(xiàn)較大的溫度梯度,產(chǎn)生較大的徑向拉應(yīng)力;2)1096m高程以上采用的二期冷卻方案b能很好地改善方案a中的不足,較好地控制溫度應(yīng)力,防止拱壩開裂.

采用三維有限元法對(duì)云南省某水電站老壩線的拱壩壩體施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力進(jìn)行仿真分析,得到了拱壩溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力分布的一般規(guī)律,為混凝土拱壩的溫控措施的設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

采用三維有限元法對(duì)小灣拱壩泄水孔所在壩段施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力進(jìn)行全過程仿真分析,得到了其溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力變化的一般規(guī)律,為施工期間的溫控提供參考。

對(duì)影響壩體混凝土溫度的參數(shù)采用雙曲線公式和指數(shù)公式進(jìn)行了仿真分析,包括混凝土與絕熱溫升的關(guān)系、臨空面和非臨空面溫度點(diǎn)過程線和一期冷卻措施對(duì)最高溫度的影響,為設(shè)計(jì)單位提供了制定溫控方案的依據(jù)。

小灣拱壩泄水孔壩段施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力仿真研究——采用三維有限元法對(duì)小灣拱壩泄水孔所在壩段施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力進(jìn)行全過程仿真分析。得到了其溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力變化的一般規(guī)律，為施工期間的溫控提供參考?！　?/p>

溪洛渡拱壩是擬建的世界上最高的混凝土拱壩之一,由于陡坡壩段在施工期與運(yùn)行期的受力狀態(tài)均比較復(fù)雜,存在較大面積的應(yīng)力集中分布。為恰當(dāng)?shù)剡x擇溫控措施,緩解基礎(chǔ)約束應(yīng)力,本文選取了4號(hào)、25號(hào)壩段作為冬季與夏季施工的代表,進(jìn)行三維有限元仿真計(jì)算,得到了不同澆筑時(shí)間、不同分層方法下陡坡壩段的溫度與溫度徐變應(yīng)力分布規(guī)律,并進(jìn)行了幾種可行溫控措施的敏感性分析,為陡坡壩段采取合適溫控措施提供依據(jù)。

分析研究混凝土拱壩澆筑過程的瞬態(tài)溫度場(chǎng),用瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元分析方法,得到了整個(gè)施工過程中拱壩溫度場(chǎng)的分布規(guī)律,為控制混凝土拱壩的溫度應(yīng)力提供了依據(jù)。

拱壩施工期的溫控防裂研究是設(shè)計(jì)和施工期需要特別關(guān)注的問題之一.采用三維有限單元法對(duì)某水電站拱壩碾壓混凝土壩段和常態(tài)混凝土壩段的施工期溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析.計(jì)算結(jié)果表明,薄層澆筑的層面散熱效果好,層厚超過3m后效果不明顯;不同季節(jié)的層面散熱效果差異較大,澆筑氣溫越低,層面散熱效果越好;常態(tài)混凝土溢流壩段自由冷卻時(shí)間較長(zhǎng),須采取壩體二期冷卻措施,以保證按期進(jìn)行接縫灌漿.

rcc大壩的施工過程中,聚集在混凝土內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā),其所形成的溫度荷載是影響水工建筑物安全的重要因素。本文旨在通過對(duì)國(guó)內(nèi)某rcc拱壩施工期溫度場(chǎng)的數(shù)值仿真分析,為大壩溫控設(shè)計(jì)提供參考。

采用三維瞬態(tài)有限單元法對(duì)萬家口子水電站拱壩進(jìn)行仿真計(jì)算,計(jì)算時(shí)考慮各種因素下的施工期至運(yùn)行期,并確定溫控措施和溫控標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算結(jié)果表明,8縫(2條橫縫6條誘導(dǎo)縫)是一種可行、安全、合理的方案。

針對(duì)小灣水電站雙曲混凝土拱壩實(shí)際條件,參照相關(guān)的控制拱壩裂縫理論與實(shí)踐,論述分析了在施工過程控制溫度應(yīng)力,從而控制拱壩裂縫的目標(biāo)和具體方法,為混凝土拱壩施工過程提供指導(dǎo)。

為分析施工期混凝土拱壩的溫度場(chǎng)性態(tài)、防止溫度裂縫,提出一種施工期混凝土拱壩溫度監(jiān)測(cè)資料分析法,并以某混凝土拱壩為例,介紹了溫度計(jì)的布置及溫控措施,分析了溫差與溫度計(jì)測(cè)值變化規(guī)律。根據(jù)溫度計(jì)測(cè)值繪制了典型壩段的溫度計(jì)等值線,并分析了溫度場(chǎng)分布。結(jié)果表明,溫度計(jì)布置合理,采取的溫控措施行之有效,可供借鑒。

采用瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)有限元法,對(duì)立洲碾壓混凝土拱壩施工期溫度進(jìn)行了較為系統(tǒng)的仿真模擬,獲得了該工程施工期有、無溫控措施的溫度場(chǎng)與應(yīng)力分布規(guī)律,論證了設(shè)計(jì)溫控措施的合理性與科學(xué)性。通過對(duì)穩(wěn)定溫度場(chǎng)的有限元模擬,還提出了大壩封拱溫度建議值及相應(yīng)的溫控措施等。仿真結(jié)果對(duì)立洲碾壓混凝土拱壩及同類型拱壩的溫控設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。

水電2006國(guó)際研討會(huì) 86 小灣拱壩澆筑初期裂縫分析 向弘1許文濤 1 解敏 1 劉毅 2 呂大勇 1 1中水顧問昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，云南省昆明市人民東路115號(hào)，650051，xiang_h@khidi.com 2中國(guó)水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料研究所，北京100038 摘要：小灣拱壩澆筑初期，先后在6個(gè)壩段共發(fā)現(xiàn)16條裂縫。本文從混凝土原材料及拌和 物性能、倉(cāng)面混凝土質(zhì)量、溫度應(yīng)力、澆筑塊體形、開挖卸荷松弛變形以及固結(jié)灌漿等6個(gè) 方面對(duì)裂縫成因進(jìn)行了分析，闡明了固結(jié)灌漿和基巖松馳回彈變形是產(chǎn)生裂縫的主要原因， 提出了有針對(duì)性的改進(jìn)措施。 關(guān)鍵詞：拱壩；混凝土；裂縫；措施 1概述 小灣混凝土雙曲拱壩最大壩高292m，混凝土量約851×104m 3 。澆筑入倉(cāng)設(shè)備主要采用5 臺(tái)30t中、高速纜機(jī)。纜機(jī)分兩層布置，高層2臺(tái)，低層

考慮溫度作用的高拱壩陡坡壩段分縫設(shè)置研究——考慮壩段實(shí)際成層澆鑄過程和溫度徐變作用下壩段橫縫的非線性接觸問題，采用薄層接觸單元模型，利用三維有限單元法對(duì)高拱壩陡坡壩段(只存在橫縫)三種分縫設(shè)置模型進(jìn)行溫度徐變應(yīng)力仿真分析，依據(jù)拉應(yīng)力最小及分縫拐...

混凝土拱壩施工過程中,結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)變、壩體材料性質(zhì)的變化和外荷載的變化,對(duì)拱壩應(yīng)力和橫縫狀態(tài)具有一定的影響,為此,采用有限元方法,考慮橫縫的接觸非線性,模擬了分期封拱灌漿過程和提前蓄水過程,并對(duì)某高拱壩施工期溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和灌漿前橫縫開度變化作了較為全面的計(jì)算預(yù)測(cè)分析。分析認(rèn)為,水管冷卻過程及冬季上游蓄水時(shí)可能產(chǎn)生較大拉應(yīng)力,值得引起注意,另外還得到了縫寬在拱圈方向的分布規(guī)律。

大花水rcc拱壩(h=134.5m)是世界上已建的最高的碾壓混凝土雙曲薄拱壩。大壩在碾壓施工過程中,陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了十幾條裂縫,并有多條貫穿性裂縫。本文通過對(duì)全壩進(jìn)行施工期全過程仿真分析,對(duì)施工過程中出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象進(jìn)行深入細(xì)致的分析,得出施工過程中溫度應(yīng)力過高是導(dǎo)致大壩裂縫產(chǎn)生的重要原因。

運(yùn)用有限單元法對(duì)施工期混凝土進(jìn)行了仿真計(jì)算,分析了混凝土施工期溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的時(shí)空變化規(guī)律,找出了基礎(chǔ)底板裂縫容易出現(xiàn)的部位,為后續(xù)的溫控防裂方法的研究提供了參考依據(jù).

利用考慮橫縫及跨橫縫鋼筋滑移的拱壩動(dòng)力非線性模型,對(duì)設(shè)計(jì)地震荷載工況下的小灣拱壩進(jìn)行了三維動(dòng)力非線性有限元分析,研究了不同配筋率分布對(duì)跨縫鋼筋的應(yīng)力、滑移量及其控制橫縫變形的影響。從控制措施的可靠性、經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā),建議選擇相對(duì)合理的跨縫鋼筋布置方案,為橫縫配筋措施的初步設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用提供了有價(jià)值的參考。

薄碾壓混凝土拱壩采取整體碾壓的施工方式,溫度荷載是主要的設(shè)計(jì)荷載之一?；诓环€(wěn)定溫度場(chǎng)和徐變應(yīng)力的有限元解法,對(duì)招徠河碾壓混凝土雙曲拱壩進(jìn)行模擬壩體施工過程的仿真計(jì)算,揭示了100m級(jí)薄碾壓混凝土雙曲拱壩施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力變化特征,可供大壩溫控設(shè)計(jì)參考。

針對(duì)目前在碾壓混凝土的斷裂性能研究中對(duì)內(nèi)設(shè)非穿透矩形裂縫的應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算,普遍采用的方法是將它簡(jiǎn)單地近似成橢圓形裂縫的形式進(jìn)行計(jì)算的的特點(diǎn),本文通過對(duì)非穿透矩形預(yù)留縫試件進(jìn)行試驗(yàn)分析,對(duì)內(nèi)設(shè)非穿透矩形裂縫的應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算公式進(jìn)行了一定的修正,得到了更好的結(jié)果。

東江拱壩施工期裂縫及其處理