水工压力隧洞衬砌配筋的计算

【目的】针对目前水工压力隧洞配筋设计中公式法、边值法和一般有限元法计算结果差异较大,使工程设计人员难以决断的问题,建立更符合压力隧洞实际工作性态的配筋计算方法。【方法】在剖析现有计算方法基本假定的基础上,建立了一套数值模拟方法,即采用katona裂缝单元模拟衬砌中的裂缝,通过特殊的钢筋及跨缝筋单元模拟钢筋与混凝土相互作用及跨缝处作用机制,推求较为真实的衬砌应力、钢筋应力及裂缝宽度,然后根据设计条件确定配筋方案。【结果】采用建立的数值分析方法,对金沙江鲁地拉水电站压力引水隧洞进行对比计算分析,结果显示,当内水压力水头为1.3 MPa(130m)、围岩为Ⅳ类时,采用建议方法得到的配筋方案为5Φ25(4 900mm2),介于边值法20Φ30(28 260mm2)和公式法3Φ16(1 200mm2)之间。【结论】利用所建立的计算方法得到的配筋结果与实际较为吻合,能够帮助设计人员合理确定水工压力隧洞配筋方案。     

隧洞衬砌静力分析力学模型的研究

以文克尔弹性地基梁理论为基础,建立了隧洞衬砌静力分析的杆系结构力学模型,使其可考虑底部为弹性转动约束的情况,并对该模型进行了实例验证。研究结果表明,考虑弹性转动可使拱顶及边墙顶部截面受拉边缘处的应力增加。     

浅谈水工隧洞施工裂缝预防及加固措施

施工裂缝常见于水工隧洞施工,为了提高水工隧洞的施工质量,本文对裂缝产生的原因进行了分析,并提出了预防方法和加固措施。     

夏特水电站高地震烈度区长引水隧洞结构设计与配筋计算

夏特水电站位于新疆西部南天山与西昆仑山交汇处,具有地震强度大、频度高的特点,其引水隧洞较长,区域地质情况复杂,投资占工程总投资占比较大。根据相关技术规范和设计经验,设计单位以有限元法为主对比公式法、边值法等计算方法和成果完成了引水隧洞施工图阶段结构设计和配筋计算深化研究,达到了预期目的,取得了良好效果。     

小断面长距离水工隧洞施工技术分析

由于小断面长距离水工隧洞受施工空间影响,在实际施工中无法进行开挖、衬砌平行施工,因此本文针对小断面长距离水工隧洞工程的具体施工情况,以实际工程为例,分析了水工隧洞先行开挖初期支护,在隧洞贯通之后再实施混凝土衬砌的方法.     

浅谈中小型水工隧洞的设计

根据洞室断面、跨度大小，以及洞室施工独头进尺的长短。水工隧洞一般可划分为4类。隧洞进出口设计应遵循“早进晚出”不刷坡或少刷坡原则；隧洞设计应尽量向少堆修及免堆修方向发展；坚持复合式支护衬砌做为水工隧洞结构体系；隧洞横断面应不受传统定型影响；隧洞结构防水原则应以堵为主，限排为辅；并加强施工超前地质预报及设代工作。     

抵抗弯矩叠加法——水工钢筋混凝土结构设计中的一种新方法

以受弯构件正截面承载力计算为例,对传统的基本公式代入法和抵抗弯矩叠加法在水工钢筋混凝土结构配筋计算中的适用性进行了比较分析,结果表明:基本公式代入法求解过程易于发生计算错误.而抵抗弯矩叠加法遵循“先分解,后叠加”原理,将复杂的应力图形分解为几个简单应力图形,然后将所得结果依次求解,进行叠加,使得计算过程清晰、简洁,很大程度上提高了计算的准确性,实用性很强.     

浅谈水工钢筋混凝土梁高取值方法

文章针对水工钢筋混凝土梁的受力特点,通过对梁高取值的几个控制条件的分析,提出了对荷载、材料、市场价格等影响因素的梁高取值方法,可供设计及教学参考。     

小型水工隧洞塌方处理技术措施与应用

隧洞地质不良地段塌方,给工程和人身安全构成严重威胁.对小型水利水电工程隧洞塌方原因作了分析,并对塌方分类、预防和处理措施作了论述.针对隧洞施工中发生的塌方问题,提出了“超前临时支撑法”施工处理措施.     

泄洪洞混凝土衬砌温变效应及温控防裂措施研究

【目的】研究混凝土衬砌的温变效应,为混凝土防裂措施的选择提供参考。【方法】针对某工程泄洪洞衬砌高强硅粉混凝土浇筑后出现的裂缝,在考虑混凝土热力学参数随龄期变化及混凝土实际浇筑过程对温度应力的影响,采用三维有限元程序对衬砌混凝土浇筑全过程进行仿真分析。【结果】衬砌边墙、底板混凝土表面早期应力超过相应龄期的抗拉强度,混凝土表面将出现裂缝。泄洪洞混凝土衬砌裂缝的产生,与混凝土水化热温升高且速度快、弹性模量增长快、混凝土养护方式以及混凝土自生体积变形和干缩变形大等密切相关。采用表面保温可大幅度降低混凝土表面早期应力,防止早期表面裂缝的出现;采用低热混凝土和降低浇筑温度可改善衬砌混凝土的后期应力。【结论】采用低热混凝土、表面保温和降低浇筑温度3种温控防裂措施可以有效改善衬砌混凝土的应力状态,防止或减少裂缝的出现,在实际施工中,以低热混凝土和表面保温措施相结合效果更佳。     

某住宅楼现烧钢筋砼楼板裂缝分析与加固处理

对出现现浇钢筋砼楼板裂缝的某住宅楼工程的图纸进行复查并进行现场检测,从设计和施工两方面对该工程现浇钢筋混凝土楼板出现大面积开裂的原因进行了分析.结果表明,板角部负筋配筋量不足、混凝土浇注不均匀、拆模过早是裂缝产生的主要原因.经过加固方案比较,采用粘贴碳钎维布法进行加固处理,确保了结构的安全使用.     

某住宅楼现浇钢筋砼楼板裂缝分析与加固处理

对出现现浇钢筋砼楼板裂缝的某住宅楼工程的图纸进行复查并进行现场检测,从设计和施工两方面对该工程现浇钢筋混凝土楼板出现大面积开裂的原因进行了分析。结果表明,板角部负筋配筋量不足、混凝土浇注不均匀、拆模过早是裂缝产生的主要原因。经过加固方案比较,采用粘贴碳钎维布法进行加固处理,确保了结构的安全使用。     

钢筋混凝土构件模型的配筋率及保护层厚度研究

运用相似性原理,对钢筋混凝土轴心受压、大偏心受压柱以及钢筋混凝土梁的强度相似条件进行推导,确定了模型试验中模型构件配筋率及混凝土保护层厚度的理论取值,并采用误差分析方法分析了模型混凝土保护层厚度取值对承载力相似性的影响.分析表明,在进行钢筋混凝土构件模型试验时,宜采用与原型相同的配筋率.对于轴心受压柱,模型保护层厚度不产生误差;对于钢筋混凝土梁,模型保护层厚度取原型保护层厚度除以0.5倍比例系数,此时误差可以控制在10%;对于大偏压柱,建议保护层厚度取原型保护层厚度除比例系数.     

钢筋混凝土梁腐蚀损伤超声检测试验研究

在役混凝土结构中,钢筋与混凝土间有效的粘结是保证其安全工作的前提。环境对混凝土结构的腐蚀作用可导致钢筋腐蚀并使钢筋与混凝土间的有效粘结大大降低。最终,混凝土结构会因锈蚀钢筋与混凝土间有效粘结的失效而发生破坏。本文通过两种不同配筋间距钢筋混凝土小梁试件在氯盐溶液中的浸泡腐蚀试验,研究了钢筋在不同腐蚀程度下,相同配筋间距小梁,以及相同钢筋腐蚀程度下,不同配筋间距小梁的超声波检测数据与钢筋腐蚀程度的相关关系,研究了钢筋腐蚀程度与超声波波速的一些相关规律,得出了在建立了原始钢筋混凝土超声波检测纪录的情况下,可以利用其某一时刻检测得到的超声波波速来初步估计钢筋混凝土腐蚀损伤程度的结论。这一结论对及时发现混凝土结构的腐蚀程度,并及时采取有效的防护措施具有现实意义。     

弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏的力学模型研究

【目的】探讨弧形坡脚梯形渠道衬砌结构冻胀破坏的力学模型,以科学指导衬砌体的设计与建设。【方法】通过对弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征的分析,指出了弧形坡脚梯形渠道砼衬砌整体结构的计算简图,是在法向冻胀力、切向冻结力和重力共同作用下的近似薄壳拱形结构,基于此建立了该砼衬砌整体结构冻胀破坏的力学模型。【结果】求出了冻胀控制内力及最大拉应力的计算公式,并结合砼板抗裂条件,给出了胀裂部位、衬砌板厚及抗冻胀破坏验算的一系列计算方法。【结论】弧形坡脚梯形渠道砼衬砌结构较梯形渠道法向冻胀力数值小、分布均匀、恢复力大,整体适应变形及抗冻胀能力强,从而优于梯形断面,为弧形坡脚梯形渠道防冻胀设计提供了科学依据。     

高地下水位弧底梯形混凝土衬砌渠道冻胀断裂破坏力学模型及应用

【目的】在线弹性断裂力学的基础上,对高地下水位弧底梯形混凝土衬砌渠道冻胀断裂破坏力学模型进行研究,为弧底梯形衬砌渠道的设计提供依据。【方法】将高地下水位弧底梯形渠道混凝土衬砌简化为简支梁结构并建立其冻胀力学模型,在考虑材料本身缺陷的基础上结合断裂力学理论,提出了高地下水位弧底梯形渠道冻胀断裂破坏力学模型。运用断裂力学及结构力学等相关理论,考虑法向冻结力的作用,通过适当的简化计算弧底梯形渠道衬砌的相关内力,并提出适用于弧底梯形渠道衬砌的断裂力学破坏准则,利用计算实例对所建立的渠道冻胀断裂破坏力学模型进行验证。【结果】渠道衬砌板的冻胀断裂符合Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的特点,通过建立的弧底梯形渠道混凝土冻胀断裂力学模型,可以计算出渠道阴坡、阳坡、渠底的衬砌板厚度。计算实例证明,所建立的高地下水位弧底梯形渠道冻胀断裂破坏力学模型正确可行、简单实用。【结论】弧底梯形混凝土衬砌渠道优于梯形渠道,是一种冻胀力及冻胀变形较小的结构形式。