坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构优化布置

本文从管道截面形状、钢材用量和钢筋布置、钢衬外包混凝土厚度,管道与坝体相对位置及接缝处理四个方面,论述坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构设计的优化方法和原则.结合某水电站工程的实际,从优选的角度对该工程坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的布置进行对比分析,表明从减小管线长度、节省工程投资的角度出发,建议采用半埋,外包1.5m厚混凝土的结构布置形式.     

下游坝面浅槽式压力管道施工仿真研究

本文以三峡水电站下游坝面浅槽式钢衬钢筋混凝土压力管道为研究对象，通过混凝土施工仿真计算的方法，重点研究了管道与坝体的相互作用。管道施工期温度场与应力场、管道在充水受荷前的初始温度与应力状态以及管道施工方案的优化等四个问题。结果表明，后浇筑管道与大坝接缝面会出现较大的拉应力，同时会使大坝迎水面竖向压力不断减小；管道在施工期将出现环向及轴向拉应力，尤以斜直段表现最为明显；管道在充水受荷前存在不可忽视的初始状态，不同部位的初始温度与应力状态不同，在设计时应分别参考使用，根据温度场与应力场的计算结果，提出了一种较优的施工计划，以使管道在施工期以及受荷前处于较佳的初始状态。     

三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道设计研究

三峡水电站为坝后式厂房,引水采用单机单管引水方式,压力管道直径大,HD值高.设计对压力管道的布置形式和结构型式进行了论证研究,为尽量减少管道布置对坝体断面的削弱,方便施工,提高坝体结构整体安全性,经综合比较后确定压力管道采用下游坝面留浅槽管的布置形式,结构型式采用钢衬钢筋混凝上管联合受力的方式.通过对压力管道的设计原则和方法、安全系数确定、钢衬和钢筋配置的设计、钢衬钢筋混凝土管联合受力措施研究、管道裂缝分析及保护措施研究等工作,为保证施工质量创造了条件,并节省了工程投资.另外,三峡水电站工程实践也为我国制定水电站钢衬钢筋混凝土压力管道设计规范提供了充分、翔实的依据.     

大比尺钢衬钢纤维自应力混凝土圆形管道在内水压下的性能试验研究

本文通过模型实验,研究钢衬圆形压力管道的外包钢纤维自应力钢筋混凝土在内水压力作用下的性能,包括荷载-变形曲线,管道的开裂和极限荷载以及裂缝宽度,内水压与钢衬、钢筋、混凝土的应力关系等,并结合试验结果对这种管道的适用性进行分析。实验结果表明,钢纤维自应力混凝土能够显著地提高管道混凝土的开裂荷载,能够达到普通管道的2～3倍;钢纤维和自应力管道外包混凝土的裂缝宽度都有减小的作用。     

考虑混凝土软化和分期施工的坝后背管非线性分析

考虑混凝土开裂后的软化特性和坝体分期施工,采用三维钢筋混凝土非线性有限元法,研究钢衬钢筋混凝土坝后背管在静力作用下的承载性能规律。研究表明:考虑混凝土开裂后的软化特性将减小背管混凝土开裂区的范围,同时也将减小钢材应力,且背管斜直段长度越短,软化作用的有利影响越显著;考虑分期施工增大了背管混凝土的开裂区,提高了钢筋应力,坝基岩体强度参数越低,钢材应力提高值越大。     

寒潮冷击作用下堆石坝混凝土面板温度应力研究

本文结合公伯峡混凝土面板堆石坝,针对施工期可能发生的最不利寒潮情况,进行了寒潮期间面板温度场和温度应力的全过程有限元仿真分析。结果表明,在寒潮冷击作用下,面板表面及中心的温度将随着寒潮的发生而持续降低,其中面板表面温度降幅最大此时面板表面和中心均出现拉应力,面板表面的最大主应力大于面板中心的最大主应力;面板表面和中心的最大主应力均发生在面板中部,即高程约为坝高一半的位置;采取保护措施可以明显削减寒潮始末的降温幅度及最大主应力增幅,保护措施越强其削减效果越好。     

堆石坝混凝土面板湿度场及干缩应力研究

本文结合公伯峡面板堆石坝,考虑影响湿度及干缩应力的各项因素,按面板混凝土浇筑时有无表面养护两种工况(状态),实时模拟面板的施工过程,对施工期面板的湿度场及干缩应力进行全过程有限元分析研究,获得了施工期面板湿度场及干缩应力的变化及分布规律。     

黄河公伯峡面板堆石坝三维湿化变形分析

本文以公伯峡混凝土面板堆石坝堆石料的三轴湿化试验和压缩湿化试验成果为依据,改进了沈珠江Cw-Dw湿化模型,在模型中考虑了周围压力对湿化体变的影响,在已有三维非线性应力应变分析程序TOSS3D中编制了三维湿化变形模块。在此基础上,研究了公伯峡面板堆石坝在稳定渗流和尾水位抬升条件下坝体的湿化变形,并进行了湿化模型参数的敏感性分析,研究了坝料的湿化变形对面板应力和变形的影响。     

长沙拱坝裂缝状况及寒潮影响的数值分析

1999年4月,广东省长沙拱坝在国内外首次成功应用外掺MgO混凝土不分横缝快速筑拱坝新技术。2000年1月拱坝下游面出现细小裂缝,宽0.2～1.2mm,深度2.2～4.4m,均未贯穿坝体上游面。基于氧化镁混凝土双曲线模型的数值仿真分析表明,设计条件下氧化镁混凝土的应力补偿量符合常规拱坝结构的应力状态,下游坝面裂缝与采用新技术无必然联系,保温板显著改善了下游坝面的应力状态。原设计坝体应力状态不理想,坝体工程混凝土质量造成抗裂性能降低,尤其是寒潮冲击时无有效的保温措施等因素引起长沙拱坝的裂缝。长沙拱坝坝体灌浆后目前已正常运用12年多。寒潮影响的数值分析为新技术应用研究提供了重要的基础资料,为类似工程提供有益的参考。