大古水电站RCC重力坝施工期温控防裂研究

大古水电站地处高海拔地区,气候环境复杂,施工期温控防裂是该工程设计施工的关键技术问题.选取5号边坡坝段为研究对象,模拟坝体浇筑全过程,考虑混凝土徐变,采用三维有限元法进行数值模拟仿真计算,研究坝体温度场及应力特性,提出温控防裂措施.研究结果表明,高海拔地区碾压混凝土筑坝,具有低温季节浇筑混凝土上下游坝面开裂风险高,高温...     

水工竖井衬砌混凝土温度裂缝机理及分缝长度对其温控影响研究

选取西南某大型水电站泄洪洞工作闸门室（竖井结构）边墙衬砌混凝土进行研究,运用三维有限元法模拟施工过程与温控措施,利用ANSYS软件对高温季节的基本方案、温控方案以及不同分缝长度的温控方案进行了仿真计算,简要分析了温度裂缝机理,并提出了可行的温控方案。另外,分析了分缝长度对温控的影响。得到以下结论：（1）闸门室边墙衬砌混凝土高温季节施工不采取温控措施时,较大的内表温差容易在垂直拐角处产生早期表面温差裂缝,并沿垂直于竖井轴线的方向发展。温降阶段,混凝土的硬化收缩以及围岩和结构的自身约束作用会加深早期裂缝。低温季节,部分会加深甚至发展成为贯穿性裂缝。（2）在高温季节施工,综合采用降低混凝土浇筑温度、初期通水冷却、洒水养护、低温季节保温几种温控措施能够达到较好的温控防裂效果。（3）结构段分缝长度对早期裂缝的发生没有影响,但分缝长度越大,结构自身约束作用越强,会加剧早期裂缝的发展。     

高温季节浇筑陡坡坝段温度应力仿真研究

构皮滩拱坝是目前世界上在建的高混凝土拱坝之一,高混凝土拱坝,坝高较高,坝体体积较大,温度荷载是主要设计荷载之一, 它对坝体的应力状态有重要影响。由于构皮滩工程规模大,施工技术复杂,在要求全年施工的前提下,温控防裂问题成为制约整个工程施工质量和施工进度的一个关键因素,搞好大坝的温控设计,提出恰当温控防裂措施,是保证工程施工质量和进度的重要举措。根据构皮滩拱坝施工计划,坝体要求全年施工,无法避开夏季高温季节浇筑混凝土;另外,高拱坝陡坡坝段体形较差,温度变形导致应力集中的问题普遍存在。为恰当选择温控措施,本文选取了6＃陡坡坝段为代表进行三维有限元仿真计算,分析论证了设计拟定的高温季节浇筑陡坡坝段的可行性。     

高海拔地区碾压混凝土坝温控防裂研究

中国已成为建设碾压混凝土坝最多的国家,积累了一定的工程建设经验,但依然没有结束"无坝不裂"的困扰,且很大一部分都是温度裂缝,影响着结构的耐久性和安全性。西藏高海拔地区,气候条件恶劣,具有典型的气候干燥、温差大和太阳辐射强的特点,且高海拔地区筑碾压混凝土坝的经验尚缺,均对碾压混凝土的温控防裂不利。鉴于此,借助三维有限单元法,进行多方案、多参数的数值计算。结果显示,增设中期通水并缓慢降温、加密约束区冷却水管和降低浇筑温度可以满足工程建设需要,为筛选适合高海拔大温差地区碾压混凝土坝的温控措施奠定基础。     

大温差地区碾压混凝土重力坝施工期温控防裂技术研究

环境温差大幅变化地区,碾压混凝土重力坝施工期温控难度极高,是施工中重点关注的问题。采用"负水化热法"和"体积力法"等计算手段全过程仿真碾压混凝土坝施工期的温度场和应力场,通过波动混凝土入仓温度、冷却水管温度等温控措施关键参数,揭示其对大坝开裂的影响规律,利用拉格朗日法,寻求最优解决方案,成果已在云南铅厂大坝施工中应用,取得很好的防裂效果,可为大变幅地区筑坝施工提供理论技术参考。     

高寒地区进水塔施工期温控措施仿真分析

高寒地区的进水塔在浇筑过程中,混凝土往往由于当地复杂、多变的环境气候而产生裂缝,因此,针对当地的特殊气候,采用合适的温控措施对进水塔混凝土防裂至关重要。以高寒地区某进水塔为工程实例,利用三维有限元仿真软件,对冷却水管间距、通水水温、通水时长、保温层厚进行敏感性分析,仿真计算其对进水塔施工期混凝土温度及应力影响,分析各个敏感因素下中心处最高温度,对比进水塔在整个浇筑过程中典型高程的温度场,从而优选最有利的温控措施。提取进水塔在推荐措施下混凝土不同部位特征点的计算结果,得到进水塔在浇筑至典型高程及长间歇浇筑块时不同部位的温度及温度应力,结果满足工程所需。研究成果可为类似工程温控措施的优选提供参考。     

溪洛渡泄洪洞有压段圆形断面衬砌

溪洛渡水电站泄洪洞，断面大，流速高，衬砌混凝土标号高，一旦发生裂缝特别是贯穿性大裂缝，极易在运行期产生空蚀，严重影响运行安全。因此施工期温控防裂形势严峻。利用ANSYS软件模拟溪洛渡泄洪洞衬砌混凝土的施工过程，采用三维有限元法进行了温度与温度应力的仿真计算，分析其温度场和温度应力的发展过程和分布规律，研究通水冷却、降低浇筑温度等温控措施的温控效果，提出夏季衬砌混凝土施工的温控措施，为隧洞工程衬砌混凝土的设计与施工提供参考依据。     

大体积砼锚碇温度场与温度应力场仿真分析

大体积混凝土是大型桥梁建设中必须面对并认真解决的新课题.结合厦门海沧大桥大体积混凝土锚碇分层浇筑动态施工过程,基于三维非稳定温度场和徐变应力有限元法,对锚碇施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算.计算中考虑了外界气温的周期变化、太阳辐射、水化生热、浇筑温度、分层厚度、徐变及混凝土弹性模量随龄期变化等因素的影响.仿真结果给出了温度场、温度应力的特性、分布及其随时间变化规律.通过仿真分析,能预测大体积混凝土结构中任一点任何时刻温度、应力及是否会开裂等信息;能细致地进行混凝土结构的防裂研究,客观地评价所制定的施工方案是否合理,提高工程的抗裂能力与安全性;提出相应的温控措施,为类似工程提供参考依据.     

大体积混凝土锚碇温度场与温度应力场仿真分析

大体积混凝土是大型桥梁建设中必须面对并认真解决的新课题.结合厦门海沦大桥大体积混凝土锚碇分层浇筑动态施工过程.基于三维非稳定温度场和徐变应力有限元法,对锚碇施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算.计算中考虑了外界气温的周期变化、太阳辐射、水化生热、浇筑温度、分层厚度、徐变及混凝土弹性模量随龄期变化等因素的影响.仿真结果给出了温度场、温度应力的特性、分布及其随时间变化规律.通过仿真分析,能预测大体积混凝土结构中任一点任何时刻温度、应力及是否会开裂等信息;能细致地进行混凝土结构的防裂研究,客观地评价所制定的施工方案是否合理,提高工程的抗裂能力与安全性;提出相应的温控措施,为类似工程提供参考依据.     

溪洛渡水电站混凝土双曲拱坝温度控制施工技术

混凝土温度控制是拱坝防裂的关键技术问题。在本工程施工期间,针对溪洛渡水电站工程坝址区属干热气候,年温差和昼夜温差大以及拱坝工程混凝土呈高弹模、低极限拉伸、低徐变、自身体积变形呈收缩性及混凝土干缩变形大等特征,混凝土自身抗裂能力较差,采取了一系列温控防裂措施。实践证明,这些温控措施是卓有成效的,温度裂缝得到了有效控制,截止2012年4月底,大坝共浇筑混凝土约470万m3,其中2010年1月至2011年12月连续浇筑混凝土约376万m3,没有发现温度裂缝。     

南水北调大型渡槽高温季节施工温控仿真

漕河渡槽是南水北调中线总干渠上的一座大型交叉建筑物,渡槽主梁和上部墙体等结构部分容易在早期温升和温降阶段产生温度和收缩裂缝,特别是高温季节,温控问题更加突出。采用混凝土温度场和应力场的有限元方法对对工程施工期进行施工过程模拟,根据温度防裂仿真计算结果,给出了施工期在高温季节的温控防裂方案建议,现场运用后,没有出现早期的表面裂缝和后期的贯穿性裂缝,实施效果良好。     

溪洛渡水电站导流洞不同厚度衬砌

针对隧洞衬砌混凝土温控防裂的问题,以溪洛渡水电站导流洞工程为例对于不同厚度的衬砌混凝土通水冷却的温控效果进行研究。结果表明,即使在地下衬砌混凝土工程中通水冷却是一种十分有效的温控措施,特别是厚度较大的衬砌结构的温控防裂效果十分明显,必须采取通水冷却才能达到防止早期温度裂缝的目的。但很薄的衬砌混凝土结构通水冷却效果不佳。该成果在溪洛渡水电站工程导流洞工程衬砌混凝土施工中得到应用,并取得良好的温控防裂效果。     

基于随机温度场的重力坝施工期开裂风险分析

大体积混凝土温控防裂一直是水利水电工程建设中所要研究和解决的关键技术问题,目前确定性仿真分析在大体积混凝土温控防裂研究中得到广泛应用并取得了很好的效果,但考虑各主要影响因素不确定性的大体积混凝土随机温度场、应力场研究成果较少,考虑混凝土弹性模量、导热系数、放热系数、水化温升和环境温度的随机性,基于正交数值试验,提出了随机温度场、应力场的简化计算方法,经实际工程计算表明,该方法计算效率高,能够基本反映混凝土温度场、应力场的随机特性及其主要影响因素,对类似工程的温控防裂具有一定的参考价值。     

溪洛渡水电站导流洞边墙衬砌混凝

为探明导流洞边墙衬砌混凝土出现裂缝的原因，研究进一步采取综合温控措施防裂的有效性和合理性，采用三维有限元法模拟施工过程与温控措施进行仿真计算，用等效热传导方程，将水管冷却的降温作用视为混凝土的吸热，按负水化热处理，在平均意义上考虑水管的冷却效果。通过多方案的综合分析研究，分析边墙衬砌混凝土开浇后开始通水冷却通水时间的长短对水管冷却的效果。根据特定断面的表面点在不同时间的温度应力值，进一步了解溪洛渡导流隧洞边墙衬砌混凝土这一特定工程的温度应力情况，以提供今后隧洞工程衬砌混凝土施工参考采用。因此，对于隧洞衬砌结构施工期的前期温变效应进行仿真分析有着重大的工程意义。     

溪洛渡泄洪洞有压段圆形断面衬砌混凝土温控研究

溪洛渡水电站泄洪洞,断面大,流速高,衬砌混凝土标号高,一旦发生裂缝特别是贯穿性大裂缝,极易在运行期产生空蚀,严重影响运行安全.因此施工期温控防裂形势严峻.利用ANSYS软件模拟溪洛渡泄洪洞衬砌混凝土的施工过程,采用三维有限元法进行了温度与温度应力的仿真计算,分析其温度场和温度应力的发展过程和分布规律,研究通水冷却、降低浇筑温度等温控措施的温控效果,提出夏季衬砌混凝土施工的温控措施,为隧洞工程衬砌混凝土的设计与施工提供参考依据.     

围岩特性和衬砌厚度对衬砌混凝土在设置垫层下温控影响研究

基于有限元分析软件ANSYS,在溪洛渡泄洪洞有压段衬砌混凝土设置垫层的情况下,对不同围岩弹性模量和衬砌厚度进行仿真模拟。通过比较不同衬砌部位,不同点位的最高温度、最大内表温差、早期最大拉应力等,针对围岩弹性模量和衬砌混凝土厚度的变化对衬砌混凝土温度和温度应力的影响进行了分析。研究结果表明,①不同围岩弹性模量下,相同温控措施下衬砌混凝土温度场大致相同。较好围岩会增大早期衬砌混凝土的最大拉应力,减小最小抗裂安全系数,必须采取严格的温控防裂措施,防止早期裂缝。②相同温控措施下,衬砌混凝土越厚,最高温度越高,最大内表温差越大。较薄衬砌混凝土会增大早期衬砌混凝土的最大拉应力,减小最小抗裂安全系数,温控防裂措施要求严格。     

热带高温地区碾压混凝土重力坝温控措施

为了研究在高温环境下浇筑大坝混凝土时,控制浇筑温度和通冷却水等常用温控措施的效果、探索适用于高温施工环境的温控措施,利用有限元法对某一位于热带高温地区的碾压混凝土重力坝进行了施工期和运行期的全过程温度场和温度应力场仿真计算,对比分析了不同冷却水水温和浇筑温度下的坝体温度场和温度应力场.计算结果表明,坝体温度应力受浇筑温度和冷却水水温影响较大,将坝体基础约束区的浇筑温度从25℃降低到23℃、冷却水水温从20℃降低到15℃时,坝体最高温度从36.9℃降低到了34.6℃、最大温度应力从1.64MPa降低到了1.40MPa,此结果满足该大坝温控防裂要求.由此可见,在高温地区建混凝土坝时,在相对较高的浇筑温度和冷却水水温的施工条件下,坝体的温度和温度应力可得到有效控制.研究成果对简化温控措施、缩短工期、减少投资有重要参考意义.     

桑郎碾压混凝土拱坝温度应力仿真

阐述了采用三维瞬态有限元法进行碾压混凝土拱坝温度应力仿真计算分析的基本理论和方法,考虑混凝土施工过程、气温、水温、通水冷却及混凝土徐变等因素,并模拟施工期至运行期的全过程。通过对桑郎碾压混凝土拱坝温度应力进行计算仿真分析,为碾压混凝土拱坝的温控措施的设计提供有价值的参考依据。     

溪洛渡水电站无压泄洪洞衬砌混凝土秋季施工温控方案优选

为研究溪洛渡水电站无压泄洪洞秋季施工的温控防裂问题,运用三维有限元法模拟施工过程与温控措施,通过改变混凝土表面的热对流系数来模拟洒水、流水养护的影响,采用直接法模拟冷却水管的作用。运用ANSYS软件对1.0m厚衬砌混凝土秋季施工的5种工况,包括基本工况、基本工况加洒水养护、恒温流水养护、加洒水及恒温流水养护、无通水冷却,进行了仿真计算。通过比较相应工况中特定断面的表面点在不同时间的温度应力值和抗裂安全系数,得出结论:洒水能够有效降低拉应力;常温流水会加大内表温差;通水冷却有效降低最高温度,但应力改善效果不明显。秋季浇筑混凝土,早期宜洒水和通水冷却,后期恒温流水养护,这样能够有效避免温度裂缝的产生。     

白鹤滩泄洪洞进水口段衬砌混凝土温控方案优选

白鹤滩水电站泄洪洞结构尺寸大,过水流速高,进水口段衬砌混凝土的温控防裂问题尤为重要。采用三维有限单元法对泄洪洞进水口段边墙衬砌混凝土夏季施工过程进行模拟,首先基于实际施工监测成果反演分析混凝土的绝热温升,进而开展多种温控方案的有限元仿真计算,在温度场、应力场和抗裂安全系数综合分析的基础上,推荐温控方案,在进水口段衬砌混凝土浇筑中应用。现场温控实施效果表明,混凝土最高温度得到了有效控制,未出现温度裂缝,实现了温控防裂目标。