贡川水电站水闸闸墩裂缝问题探讨

该文针对贡川水电站水闸4~#、9~#闸墩裂缝问题进行分析。闸墩结构应力计算结果表明,闸墩混凝土强度满足设计要求,外荷载对闸墩裂缝影响不大。根据裂缝形成的时间、气温、长度与深度、闸墩混凝土质量分析,认为该闸墩裂缝主要由混凝土质量及温差引起。据此分析,闸墩裂缝采用表面修补法修补,效果良好。经此处理后,水闸墩顶未再发现裂缝。     

软基上船坞与水闸的温度应力

软基上的船坞和水闸不少在坞墙和闸墩上产生了贯穿性裂缝,说明这种结构也存在着比较大的温度应力问题.以前没有一个合适的计算方法.本文提出两个比较合理和实用的计算方法,以满足工程上的需要.一个是级数解法,另一个是简化解法.计算结果表明,当坞墙或闸墩与底板之间存在温差时,由于底板的约束作用,在坞墙或闸墩内将产生相当大的拉应力.如果这种拉应力超过了混凝土的抗裂能力,即将出现裂缝,因此,在船坞和水闸建设中,必须对混凝土的温度场进行一定的控制.     

浅议水闸施工期的温控防裂

在长期以来的水闸施工建设中,混凝土底板有开裂现象,后继施工的闸墩结构经常开裂。该文基于大体积混凝土温度场和应力场的基本理论分别分析了水闸底板和闸墩开裂的原因,并针对混凝土开裂的原因提出相应的防裂方法,供相关工程参考应用。     

水闸混凝土结构关键部位温控防裂研究

由于水闸底板结构属于薄板结构,层厚较薄,其混凝土内部温度随年气温呈周期性变化,无稳定温度,给其最高温度控制标准的制定带来了一定困扰。为此采用有限元仿真分析方法,以某水闸为例,就水闸结构的最高温度温控标准、关键部位防裂重点及防裂措施进行了重点分析。通过计算可知,该水闸混凝土的最高温度控制标准按照32℃控制为宜;低温季节混凝土浇筑完成后及时保温可降低拉应力19%,上下层温差按照15℃控制,安全系数1.65。结果表明:水闸结构最高温度控制标准按照基础温差加闸底板结构各浇筑层第二年温度的最低值确定为宜;低温季节混凝土浇筑完成后应及时保温;闸墩与底板混凝土的上下层温差控制是闸墩结构防裂的重点之一,需从严控制。     

温度湿度耦合作用下的闸墩受力与开裂特性分析

水闸是常见的水工建筑物,闸墩部位受力情况复杂,容易出现变形和裂缝。鉴于闸墩裂缝主要由温度、混凝土干缩、湿度等因素导致,以2级建筑物为水闸工程为研究对象,建立三维有限元模型,分析施工期间闸墩的温度差和湿度场变化情况,研究温湿度共同作用下闸墩受力与开裂特性。研究表明,混凝土闸墩最大拉应力为1.04 MPa,出现在闸门槽附近。     

弧门型钢混凝土闸墩内型钢布置形式研究

为研究闸墩内型钢布置形式对闸墩工作性能的影响,依据弧门支座附近闸墩局部受拉区配钢量不变原则,基于ANSYS软件建立不同布置形式的型钢混凝土闸墩模型,分别从闸墩位移、应力、裂缝分布和承载能力4个方面对闸墩内型钢布置角度和数量对闸墩工作性能的影响进行对比分析,得出型钢布置形式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响规律。结果表明:对称荷载作用下,随着型钢数量增加,型钢混凝土闸墩位移、应力逐渐减小,承载能力逐渐增强;非对称荷载作用下,随型钢数量的增加,闸墩位移先减小后增大,闸墩应力变化不明显,闸墩承载能力先增强后减弱;保持型钢数量不变,随着布置角度的增加,型钢混凝土闸墩位移、应力先减小后增大,型钢布置扩展角为20°~30°时,闸墩裂缝扩散速度较慢。综合考虑,提出型钢混凝土闸墩内采用三根型钢以25°扩展角进行布置时为较好布置形式,这一结论在型钢混凝土闸墩设计中具有推广和应用价值。     

西关闸混凝土缺陷的检测与评价

西关闸系大型开敞式水闸,属一级水工建筑物。结构形式为钢筋混凝土结构,共分三联六孔。每孔宽12m,闸总宽84.6m,闸墩高10.5m,闸底板长21.5m,闸底板下周围打钢板桩。该闸设计正常引水流量520m~3/s,在运用过程中,闸身强烈震动,导致闸墩、闸底板、机架桥大梁裂缝,特别是闸底板严重裂缝。闸墩局部混凝土冲蚀、剥蚀,机架桥底部混凝土有剥蚀、露筋、裂缝。以上这些都将威胁水工建筑物安全,应尽快对该水闸进行安全监测和工程复核计算,完成水闸安全鉴定工作,恢复水闸安全运行。1.检测方法与依据此次采用超声法兼取芯直观检查法测试混凝土内部密实度和裂缝开展状态。现场测试与资料分析主要依据CECS21:2000《超声法检测混凝土缺陷     

多次寒潮冷击下薄壁闸墩施工期力学特性分析

气温骤降引发的寒潮冷击对混凝土结构受力状态有明显影响。鉴于寒潮在出现时期、连续发生次数上有不同特性,分别从温度场及应力场等角度,结合实际工程,研究了施工早期与后期寒潮及连续寒潮冷击下薄壁闸墩结构的受力特性。研究表明,早期寒潮冷击下,闸墩温度波动大,但应力波动小;后期多次寒潮冷击下,温度波动小,但应力波动幅度大,易导致闸墩表面开裂。     

挡潮闸闸墩高性能大体积混凝土温度效应与控制

为了解决某挡潮闸枢纽工程中高性能大体积混凝土结构浇筑时的温度控制问题,避免因混凝土干缩、自体积变形、外部约束和温度效应等因素引起混凝土开裂,取闸室底板和中墩进行三维有限元建模,对闸墩采取不同的温控措施,进行闸墩温度场和温度应力场的仿真分析,研究闸墩冷却水管布置方案的温控效果并提出科学合理的温度控制措施,为现场科学施工提供理论指导。仿真结果表明:通水冷却效果良好,闸墩均未出现裂缝;在混凝土浇筑初期采取降低入仓温度和通水冷却等降温措施来减小由于混凝土水化热引起的最大温升,可以有效减小混凝土温降阶段的降温幅度;控制最大温升、内外温差及温降速率是大体积混凝土闸墩温控防裂的关键。     

李家桥节制闸安全状态检测评估分析

李家桥闸位于辽宁南部,经过多年的运行,该闸存在墩面混凝土碳化剥蚀严重,水下混凝土开裂及闸门腐蚀严重等问题,严重影响了防洪除涝功能的发挥,同时对日益增长的国民经济发展起到一定制约作用,加强水闸工程安全管理,对闸底板混凝土裂缝进行加固,才能确保工程安全运行,切实发挥水闸的防洪、排水功能。     

开裂闸墩的温度场和应力场仿真分析

按照闸墩实际材料与浇筑过程,利用有限元仿真程序,计算了闸墩在施工期及运行期的温度场和应力场,得到了其开裂位置、开裂时间和开裂状态;与闸墩裂缝实际调查资料的对比说明,闸墩内部的过高温度是导致闸墩开裂的根本原因;通过虚拟浇筑计划下的仿真分析表明,选择合理的混凝土浇筑时间与方式,可以避免闸墩开裂。     

近海复杂环境因素对闸墩混凝土裂缝的影响

近海大体积混凝土结构所处的外界环境以及地质条件比较复杂,对于带裂缝水闸结构来说,因所处的地理位置、气候变化以及潮汐升降水位等因素的缘故,水闸闸墩裂缝处于张合状态,这降低了水闸结构的稳定性,甚至会影响水闸结构的寿命。沿海环境温度变化对混凝土裂缝宽度变化的实际监测分析,对于混凝土结构安全耐久性评价具有一定价值,依托典型软土地基永定新河防潮闸工程,利用测缝计对闸墩裂缝宽度变化进行健康监测。主要研究运行期环境因素(以空气温度、水温以及潮汐水位为主)对闸墩裂缝的影响,采用健康安全监测软件,通过对数据的挖掘处理,得出环境温度和水位是影响闸墩水下裂缝宽度变化的敏感性因素的结论,为以后水闸闸墩裂缝的安全维护和裂缝的预防提供思路。     

大跨度水闸工程与船闸结合优化设计研究与应用

结合水闸工程规划,对国内外多种水闸及船闸应用进行了分析,阐述了人字闸门、横拉闸门、升卧闸门、叠梁闸门、双扉闸门等在水闸与船闸工程结合中的应用特点,分析了常规方案的不足之处,对河道流域需满足防洪、通航要求条件,特别对跨度大、抗震要求高的水闸与船闸结合工程,提出了多项新型的设计方案,并进行了优化设计与研究,解决了大跨度水闸与船闸结合设计中诸多技术难题。     

王希鲁节制闸钢筋混凝土底板施工中的温度与浇筑时间控制

王希鲁节制闸钢筋混凝土底板最小厚度1.5 m,一次浇筑混凝土工程量525 m3,属大体积混凝土。为确保闸底板混凝土不产生施工冷缝和温度裂缝,施工中对温度和浇筑时间进行了严格控制,取得了较好的施工效果。     

基于数值仿真的水闸温控措施敏感性分析

水闸属于薄壁大体积混凝土结构,实践表明,若不采取温控措施,尤其是低温季节施工的混凝土水闸结构在浇筑初期极易出现表面裂缝,后期易扩展为贯穿性裂缝.弄清各温控措施对水闸温度场、应力场及开裂风险的影响,是制定水闸温控指标和防裂措施的前提.以某在建的低温季节浇筑水闸工程为研究对象,利用三维有限元法,计算分析了在低温季节浇筑施工...     

上犹江溢流坝段闸墩裂缝成因和结构安全影响研究

采用材料力学和有限元数值仿真计算法,对始建于1955年的上犹江重力坝溢流坝段闸墩上的竖斜向和水平向裂缝的成因进行了研究。仿真计算表明,这些裂缝除了当时冷缝施工处理不好和墩内设置母线洞的设计缺陷外,主要是由施工期温度应力和运行期寒潮冷击与夏季低温库水泄洪冷击所致,并认为至今裂缝开裂程度基本已经稳定,对结构静力安全没有明显影响,但鉴于结构耐久性考虑,需要尽早进行灌浆加固处理,并要特别强调裂缝处理的防渗要求,防止墩内钢筋锈蚀所引起的混凝土破坏。     

扩展有限元法及其在钢筋混凝土结构中的应用综述

简述扩展有限元法的基本思想和应用价值,以钢筋混凝土的裂纹问题(强不连续问题)为例对扩展有限元法中描述裂纹的水平集法、不连续位移场富集策略、积分方案进行了介绍,并给出相关领域近年来的研究成果。概述扩展有限元法在断裂力学领域中的应用动态。在此基础上,分别从混凝土开裂和钢筋与混凝土两种材料的黏结滑移两个方面介绍扩展有限元法在钢筋混凝土结构开裂分析中的研究与应用进展,指出为将该方法应用于水工钢筋混凝土结构等规模巨大、配筋和受力复杂的实际工程中,需对单元模型、裂缝处理方式以及裂缝处钢筋应力等问题进行深入研究。     

闸墩内部水管冷却和表面保温措施的抗裂作用研究

本文针对闸墩施工期混凝土易开裂的问题，分析了闸墩在施工期混凝土的开裂原因，说明了采取闸墩内部水管冷却和表面保温两种不同温控措施的防裂机理与效果。指出单纯表面保温措施能虽够减小闸墩早期内外温差和表面拉应力，却使得混凝土的温升和温降幅度加大，闸墩冷缩期内部拉应力显著增加。于是提出内部水管冷却和适度表面保温相结合的闸墩温控防裂新思路，并已在姜唐湖泵送混凝土退水闸工程中得到应用，严寒季节施工的所有16孔闸室泵送混凝土都没有开裂，收到了较好的防裂效果。     

空箱对某深厚软土地基水闸翼墙及桩基础位移的影响

针对软土地区水闸边墩与翼墙间易产生过大变位,导致止水失效并危及水闸运行安全的问题,采用有限元方法建立温州某深厚软土地基上水闸整体模型,土体采用Drucker-Prager本构模型并考虑土体蠕变法则,研究变位产生的原因以及闸侧连接空箱对翼墙及桩基础位移的影响。结果表明,采用连接空箱过渡水闸与堤防之间的地基,改善了水闸桩基础的受力,有效控制了翼墙的位移;合理的空箱尺寸不仅可以有效抑制翼墙与闸室间变形缝的开展,并且可以避免因空箱设置过大而造成的工程投资浪费。