碾压混凝土重力坝通水冷却温控效果研究

对碾压混凝土坝采取合理可行的温控措施,对于降低温控费用和防止温度裂缝尤为重要。以某碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元浮动网格法模拟大坝施工进度安排,考虑混凝土弹性模量和水化热温升随龄期变化、通水冷却时长、通水温度等因素,对该碾压混凝土重力坝进行温控仿真研究,分析了通水冷却效果和坝体温度、应力变化规律。结果表明:通水时间为20 d,冷却水温从20℃降低到15℃时,可使各区最高温度降低0. 6~0. 7℃,最大温度应力降低0.08~0. 13 MPa。冷却水温为20℃,通水时间从15 d增加到20 d,可使各区最高温度降低1. 0℃,最大温度应力降低0. 11~0. 15 MPa。控制混凝土浇筑温度为25℃,采取通水温度20℃、通水时长20 d、全坝段通水冷却温控措施,坝体最高温度和最大应力均满足控制标准。研究成果为该碾压混凝土重力坝的通水冷却温控设计和施工管理提供了重要依据,对类似工程的温控设计具有参考意义。     

向家坝水电站大体积混凝土温度应力与温度控制

为了满足向家坝水电站大坝施工混凝土浇筑温度控制设计的需要,对向家坝水电站设计阶段的几种施工方案进行仿真模拟,研究其温度和温度应力场。主要对左岸的非溢流底孔两坝段、右岸的坝后厂房坝段、表孔坝段等典型坝段进行了仿真计算和温控方案研究。主要结论为：① 基础强约束区最高温度为29.97℃,满足温控要求;基础弱约束区最高温度为38.04℃,所处位置材料为钢筋混凝土,可适当放宽容许温差。其它特征块的最高温度,均满足容许温差的要求。② 基础强约束区顺河向最大应力为1.48 MPa,基础弱约束区顺河向最大应力为1.15 MPa,有较大的安全储备。③ 非孔洞区域典型点最小安全系数为3.02,在高程324.25 m附近,远大于抗裂安全系数1.65,温控防裂安全储备是足够的。④ 最大y方向温度应力出现在高程246.00 m位置,最大应力值为1.76 MPa,最大应力出现时恰逢全年最低温度,由此亦再次表明寒潮对表面应力影响很大,要注意做好坝体表面防寒工作。     

构皮滩混凝土双曲拱坝坝体温度仿真计算与分析

采用三维有限元法对构皮滩混凝土双曲拱坝坝体温度进行计算,坝体个别坝段最高温度高于设计允许温度,中期通水冷却结束后坝体温度均降低到了冬季允许的最高温度22℃以下,后期通水冷却结束后坝体温度降低到了接缝灌浆温度,验证了温控措施的可行性。     

观音阁水库碾压混凝土坝底孔设计

观音阁水库大坝均采用碾压混凝土施工。泄水底孔坝段设2个底孔,采用通仓、薄层以及与其他坝段联合碾压连续上升的快速施工方法。针对碾压混凝土的特点,对底孔结构布置、结构分析及底孔细部设计作了初步探讨,比较后选用了长压力管道方案。其特点是在碾压混凝土坝内开设大型孔洞。计算分析认为:底孔坝段碾压混凝土结构布置,不影响底孔型体选择和泄流能力,坝体最大主压应力小于2.0MP a,坝体内部碾压混凝土强度满足应力要求。在外荷载作用下,孔口最大拉应力为1.0～2.0MP a,符合常态混凝土坝孔口分布规律。机械激振力对底孔结构不产生破坏性影响。     

大体积混凝土施工过程中冷却过程调整与优化分析

在大坝的施工期通水冷却中,选取合适的温控参数可以降低开裂风险。采用三维有限元法,分析了三河口碾压混凝土高拱坝5号坝段的通水冷却措施。分析过程中,控制的变量有一期冷却水温度、二期冷却水温度和二期冷却开始时间。通过对不同工况特征点的温度、应力发展过程线的分析,得到一期通水温度每降温1℃温度应力减小约0.06 MPa,二期通水温度每降低1℃温度应力增加约0.12 MPa,延迟二期冷却开始时间可降低温度应力。综上,可采用降低一期冷却通水温度,严格控制二期冷却水温并适当延迟二期通水冷却龄期的措施来优化通水冷却措施。     

宝鸡峡渠首加坝加闸工程高温季节混凝土施工的温控措施

1.基本情况 1.1工程概况 宝鸡峡渠首加坝加闸工程是以农田灌溉为主,兼顾发电的水利水电枢纽工程.枢纽工程主要由大坝及坝后式电站组成.大坝是在原坝体的基础上加高22.6m,工程按中型三等设计,为混凝土闸坝工程.大坝由右至左共九个坝段,0、Ⅰ、Ⅷ坝段为非溢流坝段;Ⅱ坝段设两个冲砂底孔;Ⅲ～Ⅴ坝段设五个泄洪中孔;Ⅵ坝段设一个冲砂底孔;Ⅶ坝段依次设灌溉引水孔和发电引水孔.加坝后坝顶高程为637.6m,最大坝高为49.6m,坝顶长208.6m,大坝常态混凝土16万m3.     

三峡工程导流底孔封堵生产性试验研究

三峡工程泄洪坝段导流底孔封堵具有施工工期紧、施工难度大的特点.通过5、18号导流底孔的生产性试验,验证了门机挂罐加泵机浇筑方案的可行性,采用低热水泥、加密冷却水管、加大初期通水流量、降低通水水温等措施,可保证混凝土内部最高温度控制在设计允许范围内.试验成果表明,混凝土原材料、配合比及施工质量良好,满足设计要求,为后续底孔全面封堵积累了经验.     

坪底水库底孔坝段应力分析

坪底水库共设2个底孔坝段,单个底孔坝段长14 m,泄流孔洞6 m×6 m,进口设进水塔,出口设弧形工作门,工作状态复杂,针对该坝段的特点建立有限元计算模型,进行受力分析。经计算,该坝段在各种工况下,底孔结构及坝体最大应力均小于该部位混凝土抗拉、压设计值,坝踵无拉应力,坝址压力小于坝基承载力,底孔与横缝之间坝体的应力性态良好,未出现拉应力,底孔未对坝体结构造成不利影响。因此,该底孔坝段结构是安全的,其结构设计可为类似工程提供参考。     

碾压混凝土坝上游面设短缝对温度应力的影响

1 引言 广西壮族自治区百色水利枢纽工程主坝为碾压混凝土重力坝,坝顶高程234.00m,顶宽10m,最大坝高130m,坝底宽约100m。坝体除基础垫层混凝土为R_(28)=20MPa的常态混凝土外,其余均为碾压混凝土。坝体上游面防渗体采用R_(180)=20MPa碾压混凝土,下游面164.00～220.00m高程设6m厚的R_(180)=20MPa的碾压混凝土,其余部位均为R_(180)=15MPa的碾压混凝土。根据枢纽布置要求和经过多方案比较,最后确定大坝横缝间距为27m,经计算分析,坝体上游面沿坝轴线方向拉应力仍然比较大。因此,为了优化设计,提出坝体上游面设短缝方案。本文采用三维有限元浮动网格法,按照设计施工进度安排和碾压混凝土浇筑温度,对坝段上游面设短缝和不设短缝方案分别进行了仿真计算。结果表明,坝段上游面设3m深短缝后,可以大大减小坝体上游面及附近的拉应力。     

大坝施工期临时挡水时的纵缝通水平压措施

丹江口水利枢纽河床混凝土重力坝采用柱状分块浇筑。先将右部河床9～17坝段浇至200米高程左右,并形成导流底孔,第二期施工导流期间,洪水自导流底孔及200米高程坝面上宣泄。如遇百年一遇洪水,坝前水位高达220米,各坝段上游面的水头达40～50米。由于当时受冷冻设备和工期的限制,来不及将大坝混凝土冷却下来进行接缝灌浆,因此大坝临时挡水时各柱状浇筑块需单独受力。经计算大坝上游面基础出现的拉应力一般为4～7公斤/厘米~2,个别坝段最大达12公斤/厘米~2,稳定系数均在0.44～0.80之间,这是不允许的,必须采取保证大坝在施工期间的安全渡汛措施。经研究决定,利用大坝纵缝灌浆系统通以压力水,使在纵缝面上形成一定的压力,保证坝块临时挡水时的稳定和上游面不产生过大的拉应力。     

光照水电站碾压混凝土重力坝温度控制

光照水电站大坝为目前世界上最高的全断面碾压混凝土重力坝,坝高200.5 m,坝顶总长度410 m,坝底最大宽度159.05 m,体积庞大,浇筑断面大.为了更好地对坝体混凝土进行温度控制,在坝体内全断面埋设冷却水管通水降温,冷却水管埋设与混凝土浇筑同步进行.工程施工工期紧,碾压混凝土浇筑强度大,如何有效地对坝体混凝土进行温度控制便成为一个重要的技术难题.为此,业主、设计、监理、施工四方通过研究讨论采取了一系列的温度控制措施,通过工程实践取得了良好的温控效果.     

溪洛渡拱坝泄水深孔应力分析

溪洛渡双曲拱坝坝身共布置7个表孔,8个深孔,以及10个导流底孔。其中深孔孔口尺寸为6m×6．7m,泄水水头高105m,深孔出口处闸墩最大悬臂长达24．87m,闸墩最小厚度为3．5m,支撑大梁尺寸为8．0m×7．0m×5．0m（长×宽×高）,另外出口处弧门推力巨大,单孔弧门推力最高达82857kN,其应力应变状态极为复杂。采用三维有限元法对溪洛渡拱坝建立精细整体模型,对深孔部位进行应力分析研究。分析表明：溪洛渡拱坝闸墩预应力吨位和布置合理,表现在深孔孔口应力在进口段、孔身以及出口段可以满足设计应力要求;对于工况三（正常蓄水＋温降＋弧门挡水）大坝运行时,支铰大梁和闸墩下游端部出现拉应力最大极值,拉应力分别为3．0MPa和2．6MPa,但是分布范围有限,可以通过适当配筋满足设计要求。另外,文中还与二滩拱坝中孔孔口应力进行了类比分析,结果表明溪洛渡深孔孔口应力与二滩中孔类似,孔口角缘压应力存在偏压现象,但由于溪洛渡拱坝孔口周围温降荷载小,使得溪洛渡孔口内壁拉应力极值小于二滩。     

三里坪碾压混凝土拱坝混凝土温度控制设计

三里坪拱坝最大坝高141 m,厚高比仅0.17,属薄拱坝。根据拱坝结构特点及施工工艺水平,提出了合理的混凝土温度控制标准及防裂措施,具体为：混凝土内外温差控制在16℃~18℃之间,常态混凝土取上限,RCC混凝土取下限;合理控制混凝土浇筑层厚和层间间歇时间,合理安排施工程序,通水冷却,做好混凝土表面保护。介绍了设计过程,可供同类工程参考。     

深厚砂性土地基大型水闸闸基防渗设计研究

为研究某深厚砂性土地基大型水闸防渗设计方案，分别应用AutoBank 软件和MIDAS 有限元软件进行了渗流和应力变形计算分析。研究表明：不设防渗墙或设置悬挂式防渗墙时，闸基出口段最大坡降均小于出口段允许坡降值，而水平段最大坡降均大于水平段允许坡降值且渗漏量较大，设置防渗墙入基岩1m，满足渗流要求；防渗墙上部以拉应力为主，下部以压应力为主，最大压应力出现于地层分界位置，但均未超过混凝土设计抗拉抗压强度；在临近地层分界线的上部区域以及底部嵌固端，普通混凝土防渗墙与塑性混凝土防渗墙有较大的区别，普通混凝土防渗墙在地层分界线上部区域最大拉应力值为0.37MPa，底部嵌固端最大拉应力值为1.46MPa，后者超过了混凝土设计抗拉强度，塑性混凝土防渗墙在上述部位无拉应力；普通混凝土防渗墙及塑性混凝土防渗墙水平位移基本一致，塑性混凝土防渗墙竖向位移较普通混凝土防渗墙大。     

石膏山水库拱坝应力计算和稳定分析

分别采用拱梁分载法(四向调整)和三维有限元法对石膏山混凝土拱坝进行了5种工况的应力计算分析。根据计算结果提出坝体封拱灌浆分三个区域:坝体高程1 119.0 m以下为一区,封拱温度为14.3℃;坝体高程1 119.0～1 130.0 m为二区,封拱温度为12℃;坝体高程1 130.0 m以上为三区,封拱温度为6.5℃。     

堆石混凝土拱坝温度应力仿真及温控措施研究

为了研究堆石混凝土拱坝在有无温控措施条件下施工期和运行期温度应力分布的变化规律,围绕国内某一即将开工建设的堆石混凝土拱坝工程,设计了3种不同温控措施条件的工况,运用大型有限元分析软件SAPTIS,对堆石混凝土拱坝在不同工况下施工期和运行期的应力场和温度场进行了仿真分析,结果显示:在无温控措施条件下,坝体内部最大横河向拉应力达到2. 0MPa,存在开裂风险;在简易温控措施条件下,坝体内部最高温度为37℃,最大横河向拉应力为1. 45 MPa,满足温控防裂要求。由此可见,在堆石混凝土拱坝施工过程中,采用简单的温控措施即可满足温控防裂要求。     

严寒地区某高RCC重力坝温控设计与优化

针对严寒地区极端气候环境对高碾压混凝土重力坝温控防裂不利的问题,以兼顾安全可靠和保障施工进度、控制成本为原则,运用经过二次开发的ANSYS有限元计算程序对多个温控方案进行了仿真优化。结果表明:在无任何温控措施的情况下,混凝土最高温度达到42.3℃,采取水管冷却措施后,最高温度仍达到35.6℃,均超过了设计拟定的最高温度控制要求;选用较低的浇筑温度但不考虑水管冷却时,最高温度为33.8℃,仍不能满足要求。综合考虑浇筑温度和通水冷却后,混凝土最高温度分别为29.5℃和31.5℃,可满足温度控制要求。因此,建议坝体混凝土浇筑温度应不超过16℃并需通水冷却,施工中应采用2 cm厚保温被对仓面临时保温,越冬层顶面应覆盖至少14 cm厚保温被,坝体应采用10 cm厚XPS挤塑板永久保温。研究成果对严寒地区制定科学合理的大坝温控方案具有参考价值。     

超长底板水闸混凝土结构温控监测成果分析

从防止混凝土结构温度裂缝考虑,目前国内外建成的绝大部分水闸,闸室底板混凝土结构分段长度均在规范允许的35 m范围之内。龙泉水闸底板最大跨度达到52 m,属于超常规水闸。由于跨度大、对结构变形限制要求高,工程须采用大跨度不分缝水闸底板,且底板为混凝土桩基对结构变形进行约束。因此增加了底板和底板上闸墩墙体结构的防裂难度。针对该问题,工程主要采用水管冷却技术的温控措施,进行温度监测和分析,并取得预期效果。     

三峡大坝泄洪坝段布置与结构设计

三峡大坝泄洪坝段总长４８３ｍ，最大坝高１８３ｍ，为混凝土重力坝，共布置有３层６７个泄洪孔，其中表孔２２个，深孔２３个，导流底孔２２个，表孔，深孔为永久泄洪设备，枢纽最大泄洪能力达１０２５００ｍ＾３／ｓ。泄洪坝段３层大孔口，坝体布置，结构复杂，坝基采用了封闭抽水排水措施，以减小扬压力，大坝横缝高程１１０ｍ以下的进行接缝灌浆，以增强大坝整体性和改善孔口应力；深孔有压段采用钢板衬护，以改善孔口的抗磨蚀性     

水电站厂房坝段温度场和热应力仿真研究

本文模拟了水电站厂房混凝土施工过程,即考虑混凝土热力学参数随龄期的变化,采用三维有限单元法进行了温度场和热应力仿真计算研究。结果表明:若对低温季节浇筑的部位,采取自然入仓浇筑方式,高温季节浇筑的部位,采取控制浇筑温度和采用天然河水冷却的措施,最高温度和最大热应力均可满足规范要求。研究成果可为有关厂房坝段的设计、施工和温度控制提供参考。