高效预应力混凝土压力管道试验与技术经济比较

本文结合黄河小浪底水利枢纽工程排沙洞预应力混凝土衬砌方案论证,介绍了在施工现场进行的采用双层双圈环形无粘结预应力钢绞线和单圈有粘结预应力钢绞线对衬砌混凝土施加预应力的1∶1模型试验研究概况.对两种模型在预应力施加阶段管壁混凝土的环向应力、径向应力和径向变形以及管壁混凝土出现环形裂缝的原因等试验结果进行了对比分析,并从结构性能、施工程序、材料用量、防腐维护等方面对其技术的先进性和经济性进行了综合评价,提出了改进设计建议及施工应注意的问题.     

高效预应力混凝土压力管道试验与技术经济比较

本文结合黄河小浪水利枢纽工程排沙洞预应力混凝土衬砌方案论证,介绍了在施工现场进行的的采用双层双圈环形无粘结预应力钢绞线和单圈有粘结预应力钢绞线对衬砌混凝土施加预应力1：1模型试验研究概况,对两种模型在预应力施加阶段管壁混凝土的环向应力,径向和和径向变形以及管壁混凝土出现环形裂缝的原因等试验结果进行了对比分析,并从结构性能,施工程序,材料用量,防腐维护等方面对其技术的先进性和经济性进行了综合评价,提出了改进设计建议及施工应注意的问题。     

自密实混凝土在大跨越输电高塔应用中的试验研究

采用自密实混凝土可以有效解决大跨越输电高塔中钢管内混凝土在施工中难以浇筑的问题。通过原材料、复合外加剂及高掺量粉煤灰的优选和微膨胀技术的应用, 并对配合比进行优化设计, 配制出符合工程设计要求的具有较好工作性能的自密实混凝土。对所配制混凝土的拌合物流动、力学和变形性能进行了试验测定, 并对相应的自密实钢管混凝土试件的界面结合性能进行了试验分析。结果表明采用自密实混凝土可满足钢管内混凝土的浇筑质量, 并能确保钢管与混凝土之间共同作用的可靠性。     

小浪底排沙洞混凝土衬砌不同阶段预应力变化实测分析

小浪底排沙洞是我国首例采用双圈环绕无粘结预应力混凝土衬砌的水工隧洞，本文对这一新型结构形式和特点进行了简单介绍，井根据观测仪器所获得的大量实测数据，对不同阶段(预应力施加、回填灌浆和过水运行)混凝土衬砌和锚索中的有效预应力变化及混凝土徐变变化规律进行了探讨。实测资料表明，采用双圈环绕无粘结预应力技术，可实现理想的预应力效果和均匀的环向应力分布。围岩开挖的质量对环向预应力分布的均匀性具有重要影响；对预应力施加需时较长的实际结构，混凝土的徐变应变在观测仪器的总应变变化中占有不容忽视的比例，其大小与预压应力和持荷时间成线性关系，可按ε0＝α∑σiti进行计算。过水运行阶段的实测数据表明，该工程混凝土衬砌中所建立的预压应力足以抵抗最高设计运行水位下的内水压力而实现不裂不渗。     

泾惠渠渠首大跨度预应力简支箱梁施工质量控制

泾惠渠渠首大跨度预应力简支箱梁工程属于渠首电站及大坝拦河闸门附属检修道路工程的关键建筑物,其质量优劣直接影响着电站检修车辆、设备的安全运输。由于该箱梁工程跨度大、重量大（单片梁长37 m,总重300 t）且施工场地狭窄的特殊性,梁身必须在现场浇筑施工,因此,对各道工序如支架预压、混凝土浇筑、波纹管埋设、钢绞线穿孔及钢绞线张拉等要求更为严格。通过对泾惠渠渠首大跨度预应力简支箱梁的施工质量控制等的论述,使读者了解简支预应力后张法箱梁施工关键工序、材料的质量控制,以期为同类型工程提供一定的参考。     

基于锚索监测数据的环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构可靠性分析

与环锚有黏结预应力混凝土衬砌相比,环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构具有许多突出优点,但可靠性问题是制约其得以普遍应用的关键。用于评价环锚无黏结预应力混凝土衬砌结构可靠性的重要参数之一是锚索的应力状态变化情况。基于小浪底排沙洞锚索测力计的长期监测资料,本文对隧洞运行过程中温度和水头变化对锚索应力状态的影响进行了分析,并据此对这种结构形式锚索的可靠性进行了评价。结果表明:温度变化对锚索应力状态具有显著影响,而洞内水头变化的影响则很小。小浪底排沙洞已安全运行10多年,经历了最高设计水头的考验,锚索预应力一直处于比较稳定的状态,表明并未发生无黏结钢绞线的断裂或松弛现象,锚索的锚固状态良好,衬砌结构的可靠性不存在问题。     

自密实混凝土在堆石孔隙中的流动规律研究

自密实混凝土能否密实填充堆石孔隙不仅决定了堆石混凝土的强度,而且直接影响工程的质量和安全。自密实混凝土在堆石间隙中的流动可视为颗粒/Bingham流体两相流,其非牛顿流变特性和复杂通道使得流动格外复杂。本文采用格子Boltzmann方法和颗粒离散元耦合方法研究了自密实混凝土在堆石孔隙中的流动过程。发现自密实混凝土在堆石间隙中的流动状态分为稀疏流、密集流和堵塞三种状态,其中孔径比(出口尺寸与运动颗粒尺寸的比值)是影响自密实混凝土流动和堵塞的重要因素。自密实混凝土中颗粒的含量越高,流动越容易形成密集流和发生堵塞。对稳定的自密实混凝土密集流,建立了颗粒流量与孔径比的关系,可以应用这一关系完善自密实混凝土在堆石体中的浇筑技术和工艺。     

盾构输水隧洞设垫层预应力复合衬砌承载特性研究

为了研究盾构输水隧洞设垫层预应力复合衬砌的受力特性,以南水北调中线穿黄隧洞工程为背景,采用有限元软件ANSYS建立了盾构输水隧洞预应力复合衬砌结构的整体三维有限元模型,对比了有垫层衬砌结构与无垫层衬砌结构的内衬、外衬的应力分布情况,分析了不设垫层与设不同刚度的垫层时内衬与外衬之间的传力机制,以及垫层刚度的变化对隧洞内衬预应力混凝土环向应力的影响。计算分析结果表明:预应力复合衬砌中设置合适的垫层可以充分发挥内衬预应力的作用效果,实现内衬、外衬独立承载的设计目的,从而可以改善内衬和外衬在隧洞充水运行时的应力分布状态并使外衬具有较大的压应力,提高了衬砌结构的整体安全性;同时,垫层刚度越小,内衬传递给外衬的水压力荷载比越小,越能充分发挥内衬的锚索预应力效果;这种设垫层预应力复合衬砌结构形式在软土地层条件下的高埋深、高内压盾构输水隧洞工程中具有应力分布状态好、防水性能好、整体结构安全度高等综合优势。     

水工隧洞预应力混凝土衬砌考虑锚索失效时的应力状态分析

水工压力隧洞无粘结预应力混凝土衬砌是一种新型的衬砌形式,本文结合工程设计实例,对衬砌结构在运行期假定锚索失效情况下的应力分布状态进行了计算分析,藉此对这种新型衬砌形式的可靠性进行评价。计算结果表明,运行期若某根锚索失效,将对衬砌的应力状态产生不同程度的影响,其影响大小和影响范围与失效锚索所在位置有关,浇筑块中部某根锚索失效的影响较小,浇筑块端部第1根锚索失效是最不利工况,拉应力区出现在衬砌底部内侧表面和锚具槽边角部位。在最不利工况下,锚具槽边角部位的拉应力会超过混凝土的抗拉强度,有可能引起开裂和渗漏。     

堆石混凝土流动填充与温升过程原型监测北大核心CSCD

自密实混凝土在堆石体复杂空隙中的流动填充过程隐蔽性高,难以科学量化评价堆石混凝土的填充效果。本文依托石坝河水库开展了堆石混凝土原型监测试验,通过在典型仓截面的不同点位布设温度传感器,并实时测量混凝土液面高度、跟踪浇筑点位置、记录混凝土覆盖测点时刻,绘制出了不同时刻的混凝土自由液面线。试验结果发现,自密实混凝土的横向自流填充能力非常强,当浇筑点距离截面17 m时已有混凝土流过截面;伴随混凝土浇筑填充过程,截面上下游的自混凝土液面高度基本保持着匀速上升的趋势;沿坝轴线防渗层内的混凝土液面斜率Is约0.06,截面处的上下游液面斜率约0.03~0.08,按理论计算得到的堆石体空隙阻滞系数η约65~173;分析浇筑期温度监测数据,发现堆石体与密实混凝土混合后能很快由最初的非均匀温度分布,达到相对均匀的温度场。本文通过原型试验同步研究堆石混凝土流动填充与温升过程,对后续科学评价密实性与细观温度有重要意义。     

地下埋藏式钢岔管三维有限元分析

结合某抽水蓄能电站的地下埋藏式钢衬钢筋混凝土岔管工程实例，采用Marc有限元软件，对钢岔管与围岩联合承载进行数值模拟。通过三维有限元线性和非线性计算，考虑了初始地应力、开挖支护引起的二次应力，以及钢衬与混凝土垫层间的初始缝隙对钢岔管受力和变形的影响，分析了岔洞开挖、支护及充水运行等工况下，钢衬、混凝土衬砌、围岩的应力和变形，得出了一些对工程有意义的结论。     

不良围岩条件下水电站调压井衬砌结构选型研究

目前工程上比较常用的水电站调压井衬砌结构型式有两种,一种结构型式是钢筋混凝土衬砌结构型式,另一种结构型式是钢衬加回填混凝土衬砌结构型式。本文针对围岩条件比较破碎,裂隙发育的调压井洞室结构,就两种衬砌结构型式分别进行了高水头作用下的有限元数值模拟,从调压井衬砌结构选型角度分析对比了两种衬砌结构型式在围岩及衬砌结构应力与变形、衬砌结构钢筋混凝土开裂、围岩与衬砌结构联合承载、结构安全储备、经济等方面的优劣。     

直埋蜗壳钢衬厚度减薄研究

本文对不同厚度钢衬下的直埋蜗壳结构进行了三维非线性有限元分析。结果表明:钢衬厚度减薄后,钢树自身等效应力、外围混凝土的拉应力及开裂范围并没有明显增大,即使在甩负荷工况下,减薄后的钢衬最大等效应力仍然远小于其屈服强度,其最大应力只有屈服强度的五分之一,钢衬的承载潜力并没有发挥出来,钢衬厚度可以适当减薄。此外,还对直埋蜗壳结构进行了超载分析,得到了外围混凝土裂纹的产生和发展过程。     

宁电二期1 000 MW塔式炉超大体积混凝土基础浇筑组织

国华宁海电厂二期5 号机组1 000 MW 塔式炉超大体积混凝土基础, 一次浇筑量达7 800 m3。超大体积混凝土基础浇筑的质量控制难点是防止出现施工冷缝和温度裂缝; 精确计算资源需求、保证充足的资源投入可以作为防止出现施工冷缝的主控措施; 优化配合比、保温措施、加强温度监测可以作为防止出现温度裂缝的主控措施。     

浇筑式沥青混凝土防渗层配合比优选方法研究

浇筑式沥青混凝土是新建碾压式混凝土坝和渗漏严重的病险坝修补的一种有效的防渗结构。本文针对沥青混凝土原材料的性能特性，探讨了浇筑式沥青混凝土防渗层混合料配合比的设计方法。并结合工程实例对设计方法进行了可行性论证。     

固结灌浆期间盖重抬动对混凝土应力的影响研究

本文采用三维有限元方法,通过施加压力和位移两种方式模拟固结灌浆过程中的盖重上抬,并以黄登水电站11#坝段为工程实例,对混凝土在固结灌浆期间的开裂进行了研究。针对固结灌浆施工过程中混凝土表面裂缝问题,结合11#坝段浇筑过程、温控措施和观测数据,并考虑不同的灌浆压力、抬动位移及温度荷载的影响,计算拟定12种组合工况,对各种组合工况进行应力场分析。各工况仿真结果对比分析表明:有限的灌浆压力不会引起混凝土拉应力大幅度增长,而在较小的灌浆压力和温度应力双重作用下混凝土抗拉安全系数偏低;盖重有一定的抬动位移时会在混凝土表面引起较大的拉应力,叠加温度荷载后混凝土开裂风险加大。     

高内水压力隧洞钢筋混凝土衬砌裂缝控制标准

高压水作用下水工隧洞衬砌开裂难以避免,透水衬砌设计关键是确定衬砌与围岩联合承载条件下的钢筋混凝土衬砌结构受力特征和裂缝控制标准。本文基于压力隧洞衬砌裂缝起裂和扩展特点,分析了传统裂缝计算公式及以数值仿真计算方法的工程适用性,并针对衬砌的主要设计参数进行了裂缝宽度敏感性分析;通过裂缝控制标准解析、数值仿真及工程实际量测的结果对比,提出了衡量衬砌裂缝控制标准的关键依据。研究结果表明,尽管实测裂缝宽度往往大于限裂标准,但多数工程仍正常运行,现行国内外规范的裂缝控制标准过于苛刻,降低了支护结构材料的利用效率,应建立与工程实际相符合的裂缝宽度控制标准。兼顾压力隧洞的工程安全与经济效益,较合理的混凝土衬砌配筋率接近0.9%,衬砌厚度接近800 mm,裂缝宽度控制标准增加至0.35～0.5 mm。     

商品混凝土在特高压线路基础施工中的应用

1 000 kV 晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程基础方量比一般500 kV 线路大得多, 尤其是转角塔基础每基在300~500m3, 方量大。采用现浇混凝土施工分层浇制时的间隔时间容易超出规范允许的时间, 施工质量不易控制, 采用商品混凝土则能够很好地解决该问题。在试点基础成功采用了商品混凝土进行基础浇制, 从原材料、搅拌、运输、下料、振捣等各个环节进行了严格控制, 确保了基础浇制质量, 同时也针对商品混凝土大坍落度的特点提出了解决办法。与现浇混凝土相比, 商品混凝土具有质量好、节省人力、效率高、节省占地面积及环保等诸多优点。     

高内压盾构隧洞原位试验及衬砌变形行为研究

针对城市地下高内压盾构输水隧洞工程,提出一种“外衬管片-中衬自密实混凝土(self compacting concrete,SCC)-内衬钢管”分离式衬砌结构,立足珠江三角洲水资源配置工程试验段,开展衬砌结构原位试验,探索该结构的变形行为.采用柔性囊体实现洞内高内压的可控有序加压模拟,并使用光纤光栅及分布式光缆测试技术...