太平哨水电站溢流坝闸墩裂缝成因数值分析

应用三维有限元方法对太平哨水电站溢流坝闸墩竖向开裂的原因进行数值分析,计算中主要考虑了温度作用、静水压力、自重及冰压力的影响。通过对裂缝实际发生位置的应力变化规律进行分析,发现大坝在正常挡水情况下,冰压力对闸墩应力的影响很小,不足以使闸墩混凝土开裂;冬季温降荷载对闸墩应力影响很大,很多典型位置拉应力已经超过混凝土抗拉极限值,从而认为温度荷载是闸墩出现裂缝的主要因素。     

软基上闸墩开裂原因仿真分析

软基上修建闸墩,仍然出现开裂现象,而且比较普遍.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.仿真计算结果与闸墩裂缝实际调查资料的对比和分析表明,基础强弱对闸墩开裂影响不大,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,指出选择合理的混凝土浇筑时间与方式,可以避免闸墩开裂.     

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。     

渭沱水电站冲沙泄洪闸闸墩开裂分析

渭沱水电站冲沙泄洪闸8~#闸墩出现了开裂,本文通过对闸墩温度场和温度应力进行计算分析后,认为早龄期混凝土过水是导致闸墩开裂的主要原因。     

闸墩温度应力与开裂关系的研究

闸墩开裂是水闸建设的关键问题之一,为了分析闸墩开裂的真正原因,找出具有针对性的加固措施,采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法,对混凝土闸墩浇筑过程的因素进行了敏感分析,共计算了7个闸墩长度、7个闸墩厚度、3种地基情况下的全部应力分量,计算结果表明闸墩的长度、厚度和地基情况对闸墩应力均有一定的影响,但闸墩长度不是闸墩温度应力的控制因素。在岩石地基上,当闸墩厚度超过2.0 m时,第一温度主应力超过混凝土的抗拉强度,温度应力成为控制闸墩开裂的绝对关键因素;在岩土地基上闸墩的开裂不仅仅只是由温度应力引起的,其它因素如外加荷载和地基的不均匀变形等也起很大的作用。     

东周水库混凝土闸墩裂缝安全问题研究

已建水库大坝中,由于混凝土裂缝的存在,对水工混凝土结构的安全性造成了潜在的风险.本文以东周水库混凝土闸墩为研究对象,用力学分析的方法对裂缝存在下的闸墩进行了三维非线性有限元分析,根据计算结果对东周水库的闸墩的安全性进行了评价,并预测了裂缝未来的发展趋势.     

基于原型监测的三湾泄洪闸墩施工期开裂成因分析

三湾水利枢纽地处中国北方严寒地区,工程2009年开工,目前尚在施工期.2011年10月发现闸墩混凝土存在裂缝,部分裂缝已贯穿整个闸墩.文章从原型监测资料着手,通过详细计算与对比分析,探讨了泄洪闸墩混凝土开裂的原因.分析认为,施工期闸墩温度大幅度升降是造成混凝土开裂的主要原因,北方严寒地区夏季浇筑混凝土应采取有效的温控措施.     

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。     

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。     

太平哨电站大坝三十年运行浅析

太平哨电站大坝建成后已安全运行30余年,但限于特殊的地理环境和当时的设计与施工条件,大坝在运行中先后产生了闸门抬起、闸墩混凝土开裂、坝体渗漏量增大、坝基扬压力系数超限等问题,文章对上述问题产生的原由及处理方法进行了总结。     

泄洪洞混凝土衬砌温控方案研究

为寻求衬砌混凝土的有效温控防裂措施,结合某泄洪洞混凝土衬砌实际情况,在考虑了混凝土热力学参数随龄期变化、混凝土实际浇筑过程对温度应力影响的基础上,设计不同的温控方案,利用大型有限元软件对泄洪洞衬砌混凝土温度场、温度应力场进行了三维仿真计算.结果表明:衬砌混凝土浇筑完后第2天达到最高温度,第3天表面出现较大的拉应力,混凝...     

淮河入海水道二河新建水闸混凝土温控防裂研究

针对新建水闸闸墩混凝土早期易出现竖向“上不着顶,下不着底”的裂缝问题,用三维有限元仿真计算法,对该水闸施工期混凝土的温度场和应力场进行了多方案的计算分析,其中包括施工过程仿真、温控措施仿真、环境条件仿真、施工方案比较等,以揭示了这类裂缝产生的机理。建议混凝土底板与1m高闸墩底部混凝土同时浇筑,改善闸墩变形约束条件,降低底板强约束区部位闸墩拉应力,以不出现裂缝。工程实践表明,这一建议是正确的。此外,对第Ⅴ联中墩内埋冷却水管的温度削峰效果也进行了模拟计算,给出了这种冷却措施的效果和特点。     

大体积混凝土温度裂缝观测及分析

试验结合闸墩混凝土温度裂缝控导研究,进行现场混凝土温度和应变观测.依据观测结果,分析了大体积混凝土早期温度和应变的分布及变化规律,混凝土中心层和表面层应变与温差的变化关系.计算结果表明,由于温度应力大于混凝土实际抗拉强度,导致混凝土产生裂缝.表层混凝土应变实测值与理论计算值结果相近,变化趋势相同.     

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。     

基于单弹簧联结单元法的白鹤滩拱坝孔口配筋非线性有限元分析

采用单弹簧联结单元法及混凝土四参数损伤模型,对施工期工况下白鹤滩拱坝的6~#底孔结构进行了钢筋混凝土三维非线性有限元计算,分析了配筋对孔口结构应力状态的影响,以及配筋后混凝土的损伤情况、钢筋应力分布及裂缝开展宽度等。结果表明,加入钢筋对该孔口大部分区域的混凝土应力影响不大,但会使大梁、下游闸墩等拉应力较大部位的应力状态有所改善;该孔口中仅在大梁与闸墩结合处发生轻微损伤,加入钢筋能在一定程度上限制损伤的增大和扩展;6~#底孔中钢筋应力不大,裂缝开展宽度满足规范要求。     

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。     

设置软垫层坝后背管接触非线性有限元分析

 以三峡水电站坝后背管为例,借助有限元软件ANSYS建立了坝后背管设置软垫层与内衬钢管面摩擦接触有限元模型,考虑接触非线性和混凝土开裂非线性,分析计算了设软垫层坝后背管、钢筋的受力性态及混凝土的开裂情况,结果表明：垫层能有效减小钢管向外围混凝土传递的内水压力,提高钢管的承载比,改善外围混凝土的应力状态。对设置软垫层的提出了优化建议。     

上犹江水电站大坝闸墩与廊道顶拱裂缝成因分析

针对江西上犹江水电站大坝闸墩裂缝和检查廊道顶拱的贯穿裂缝,运用温度场和温度应力的有限元方法对施工和运行过程进行模拟计算,在运行期重点考虑夏季泄洪冷击和冬季寒潮对开裂的影响,根据计算结果对裂缝的成因进行分析。计算结果表明,不同时期的温度应力是产生裂缝的主要原因。提出了裂缝处理和预防的建议。