二灘拱壩施工期改變澆筑層厚度加快施工的分析

混凝土拱壩施工過程中,結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)變、壩體材料性質(zhì)的變化和外荷載的變化,對拱壩應(yīng)力和橫縫狀態(tài)具有一定的影響,為此,采用有限元方法,考慮橫縫的接觸非線性,模擬了分期封拱灌漿過程和提前蓄水過程,并對某高拱壩施工期溫度場、應(yīng)力場和灌漿前橫縫開度變化作了較為全面的計算預(yù)測分析。分析認(rèn)為,水管冷卻過程及冬季上游蓄水時可能產(chǎn)生較大拉應(yīng)力,值得引起注意,另外還得到了縫寬在拱圈方向的分布規(guī)律。

東江拱壩施工期裂縫及其處理

針對溫度變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有重要影響,在拱壩施工期溫度應(yīng)力仿真計算中,采用有限元法的初應(yīng)變法分析溫度徐變應(yīng)力,并推導(dǎo)出了考慮溫度徐變應(yīng)力的非線性有限元公式。以某高拱壩為例進(jìn)行計算,結(jié)果表明該方法正確、有效,可供類似工程參考。

分析研究混凝土拱壩澆筑過程的瞬態(tài)溫度場,用瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元分析方法,得到了整個施工過程中拱壩溫度場的分布規(guī)律,為控制混凝土拱壩的溫度應(yīng)力提供了依據(jù)。

對影響壩體混凝土溫度的參數(shù)采用雙曲線公式和指數(shù)公式進(jìn)行了仿真分析,包括混凝土與絕熱溫升的關(guān)系、臨空面和非臨空面溫度點過程線和一期冷卻措施對最高溫度的影響,為設(shè)計單位提供了制定溫控方案的依據(jù)。

拱壩施工期的溫控防裂研究是設(shè)計和施工期需要特別關(guān)注的問題之一.采用三維有限單元法對某水電站拱壩碾壓混凝土壩段和常態(tài)混凝土壩段的施工期溫度場進(jìn)行仿真分析.計算結(jié)果表明,薄層澆筑的層面散熱效果好,層厚超過3m后效果不明顯;不同季節(jié)的層面散熱效果差異較大,澆筑氣溫越低,層面散熱效果越好;常態(tài)混凝土溢流壩段自由冷卻時間較長,須采取壩體二期冷卻措施,以保證按期進(jìn)行接縫灌漿.

rcc大壩的施工過程中,聚集在混凝土內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā),其所形成的溫度荷載是影響水工建筑物安全的重要因素。本文旨在通過對國內(nèi)某rcc拱壩施工期溫度場的數(shù)值仿真分析,為大壩溫控設(shè)計提供參考。

二灘水電站大壩為雙曲薄拱壩，ⅰ標(biāo)合同混凝土總量５００萬ｍ３。大壩混凝土采用人工骨料四級配，少膠凝材料，少用水量。砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)采用立體半封閉式，布置緊湊?；炷辽a(chǎn)系統(tǒng)為２座４×４．５ｍ３拌和樓，設(shè)計生產(chǎn)能力２×３６０ｍ３／ｈ。用６臺９ｍ３側(cè)翻汽車運料，３臺爬坡式纜機(jī)澆筑，月澆筑強(qiáng)度達(dá)１５萬ｍ３以上。大壩澆筑層高３ｍ，采用低溫混凝土和后冷卻溫控措施，橫縫鍵槽采用球面組合模板。鉆孔檢查和抗?jié)B性測試等結(jié)果令人滿意。施工質(zhì)量獲１９９６年電力工業(yè)部質(zhì)檢組好評。施工監(jiān)理按照ｆｉｄｉｃ條款及合同要求進(jìn)行

自重作用對拱壩應(yīng)力狀態(tài)影響較大,拱壩分析中,在施加自重時必須考慮真實的施工過程。以實際拱壩為例,采用有限元通用軟件ansys,利用單元生死對拱壩的施工過程進(jìn)行仿真分析,計算中考慮了施工中不同自重施加方式對壩體應(yīng)力的影響。計算結(jié)果表明,施工過程對壩體應(yīng)力有顯著影響,給出了仿真計算的自重施加方式,為類似工程的拱壩應(yīng)力分析提供了依據(jù)。

中國已建成的最高壩-二灘雙曲拱壩 二灘水電站位于中國四川省西南攀枝花市境內(nèi)的雅礱江下游、距 雅礱江與金沙江的交匯口33km，是雅礱江干流上規(guī)劃建設(shè)的21座 梯級電站中的第一座。二灘水電站是一座以發(fā)電為主的大型水力發(fā) 電樞紐。水庫控制流域面積11.64萬km2，正常蓄水位1200.0m， 發(fā)電最低運行水位1155.0m，總庫容58.0億m3，調(diào)節(jié)庫容33.7億 m3，屬季調(diào)節(jié)水庫。電站內(nèi)裝6臺550mw的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝 機(jī)容量3300mw，多年平均發(fā)電量170億kw·h，保證出力1000mw， 是中國20世紀(jì)末建成投產(chǎn)的最大水電站。樞紐主要建筑物有混凝土 雙曲拱壩、左岸引水發(fā)電地下廠房系統(tǒng)、右岸兩條泄洪洞等，雙曲拱 壩最大壩高240.0m，為中國已建成的最高壩。 二灘水電站1991年9月14日開工，1993年11月

二灘工程高拱壩砼施工技術(shù)——本文就二灘拱壩砼的原材料和配合比、人工砂石骨料生產(chǎn)、砼拌和、運輸、澆筑和溫控以廈接縫灌泉等施工技術(shù)作了介紹，可供借鑒?！　?/p>

二灘拱壩倒垂孔施工——二灘拱壩倒垂孔施工是整個拱壩監(jiān)測系統(tǒng)施工的難點之一，本文介紹了二灘拱壩倒垂孔鉆孔、鉆孔檢測、鉆孔糾偏、保護(hù)管安裝等施工方法　　

本文結(jié)合特高拱壩施工期溫控防裂的自身特點,從混凝土的真實抗裂能力、大壩水管冷卻時的幾個關(guān)鍵部位及關(guān)鍵時段,以及影響大壩溫度和應(yīng)力的幾個關(guān)鍵因素等幾個方面進(jìn)行深入的分析和全面闡述,提出特高拱壩溫控防裂所需要的考慮時、空溫控效應(yīng)的冷卻思路與方案。最后,結(jié)合我國某特高拱壩施工期的實際溫控方案,對比分析了增加中期冷卻和增加過渡區(qū)后的溫控效果,進(jìn)一步驗證了特高拱壩需要采用"個性化、精細(xì)化和信息化"溫控設(shè)計理念的必要性和合理性。

采用三維有限元法對云南省某水電站老壩線的拱壩壩體施工期溫度場及溫度應(yīng)力進(jìn)行仿真分析,得到了拱壩溫度場及溫度應(yīng)力分布的一般規(guī)律,為混凝土拱壩的溫控措施的設(shè)計提供有價值的參考依據(jù)。

以實測資料為依據(jù),利用多元回歸分析法建立了特高拱壩蓄水期特殊安全監(jiān)控模型,對特高拱壩蓄水期間的各關(guān)鍵影響因素進(jìn)行定量分析,以此為特高拱壩蓄水期工作性態(tài)安全評價提供技術(shù)支持。

水工建筑物一般體積都較為龐大,施工期澆筑的混凝土內(nèi)部溫升值很高,內(nèi)蒙古大壩口水庫雙曲拱壩位于累年最冷月1月平均氣溫為-14.1℃,低于-10℃,按照《水工建筑物抗凍設(shè)計規(guī)范》（sl211-2006）的規(guī)定,屬于嚴(yán)寒地區(qū),最熱月7月平均氣溫為22.2℃,氣溫年變幅大,壩體澆筑內(nèi)部溫升較大。如何采取正確的施工期溫控措施,避免大壩壩體出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力,對工程進(jìn)度及質(zhì)量意義重大。通過科學(xué)的施工期溫控數(shù)值模擬分析計算研究,提出正確的溫控措施,確保了工程建設(shè)質(zhì)量。

薄碾壓混凝土拱壩采取整體碾壓的施工方式,溫度荷載是主要的設(shè)計荷載之一。基于不穩(wěn)定溫度場和徐變應(yīng)力的有限元解法,對招徠河碾壓混凝土雙曲拱壩進(jìn)行模擬壩體施工過程的仿真計算,揭示了100m級薄碾壓混凝土雙曲拱壩施工期溫度場及溫度應(yīng)力變化特征,可供大壩溫控設(shè)計參考。

拱壩由于壩體本身的結(jié)構(gòu)特點,其在施工過程中對于溫度的控制有著嚴(yán)格的要求,而根據(jù)經(jīng)驗提出的設(shè)計溫控方案往往不能滿足需要,為大壩后期安全穩(wěn)定運行帶來了風(fēng)險。本文旨在通過對某典型rcc拱壩施工期溫控設(shè)計方案的數(shù)值仿真計算,為大壩溫控方案設(shè)計提供參考。

我國在建的幾個特高拱壩施工期均不同程度地出現(xiàn)了裂縫,本文從典型裂縫的成因和機(jī)理分析出發(fā),探討了預(yù)防或減小施工期不同裂縫的措施與方法,包括溫度梯度控制、冷區(qū)高度控制和水管冷卻模式選擇等。施工期大多數(shù)裂縫由內(nèi)外溫差引起,這類裂縫可通過表面保溫和控制內(nèi)部溫度來解決,而由基礎(chǔ)溫差和上下層溫差引起的二冷末裂縫,應(yīng)通過溫控和中期冷卻的方式減小二冷降溫幅度和通過合理設(shè)置豎向冷卻梯度的方式解決。另外,針對特高拱壩同冷區(qū)方案進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明,不同冷區(qū)方案的差異主要體現(xiàn)在底部封拱后所帶來的拱向應(yīng)力差異,對順河向的應(yīng)力影響較為有限。

采用三維瞬態(tài)有限單元法對萬家口子水電站拱壩進(jìn)行仿真計算,計算時考慮各種因素下的施工期至運行期,并確定溫控措施和溫控標(biāo)準(zhǔn),計算結(jié)果表明,8縫(2條橫縫6條誘導(dǎo)縫)是一種可行、安全、合理的方案。

結(jié)合一碾壓混凝土拱壩工程實例,采用大型商業(yè)有限元軟件ansys進(jìn)行建模,應(yīng)用生死單元來模擬碾壓混凝土的澆筑,依據(jù)實際工程施工進(jìn)度和碾壓混凝土的熱力學(xué)參數(shù),對碾壓混凝土拱壩在施工期間有無寒潮以及采取表面保溫措施三種工況進(jìn)行仿真計算。計算分析表明:寒潮對壩體表面溫度以及最大主應(yīng)力影響大,容易造成表面裂縫;對碾壓混凝土拱壩采取表面保溫措施,可顯著地減少寒潮的影響,為碾壓混凝土拱壩施工期的溫控設(shè)計提供了參考依據(jù)。

溪洛渡拱壩是擬建的世界上最高的混凝土拱壩之一,由于陡坡壩段在施工期與運行期的受力狀態(tài)均比較復(fù)雜,存在較大面積的應(yīng)力集中分布。為恰當(dāng)?shù)剡x擇溫控措施,緩解基礎(chǔ)約束應(yīng)力,本文選取了4號、25號壩段作為冬季與夏季施工的代表,進(jìn)行三維有限元仿真計算,得到了不同澆筑時間、不同分層方法下陡坡壩段的溫度與溫度徐變應(yīng)力分布規(guī)律,并進(jìn)行了幾種可行溫控措施的敏感性分析,為陡坡壩段采取合適溫控措施提供依據(jù)。