七里塘碾壓混凝土拱壩溫度場(chǎng)仿真分析

混凝土壩的裂縫是一個(gè)帶有普遍性的現(xiàn)象,因此有\(zhòng)"無壩不裂\"的說法。在大壩裂縫事故中,除少數(shù)裂縫是因結(jié)構(gòu)不合理或地基不均勻沉降引起之外,大部分是由溫度應(yīng)力引起的。目前,普遍采用的拱梁分載法計(jì)算拱壩溫度荷載難以描述拱壩在荷載作用下開裂狀態(tài)?；谶@一點(diǎn),本文采用ansys有限元數(shù)值仿真技術(shù)、考慮混凝土材料的非線性,對(duì)某處于初設(shè)階段的碾壓混凝土拱壩采用混凝土多參數(shù)強(qiáng)度準(zhǔn)則(非線性有限元法)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)初設(shè)階段資料和混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范的要求對(duì)大壩關(guān)鍵部位進(jìn)行等效應(yīng)力計(jì)算并分析壩基面開裂狀況,并對(duì)大壩封拱溫度取值進(jìn)行專門分析。在滿足應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)和施工可行的情況下提出合理的特征拱圈封拱溫度值,以供設(shè)計(jì)人員參考。

闡述了采用三維瞬態(tài)有限元法進(jìn)行碾壓混凝土拱壩溫度應(yīng)力仿真計(jì)算分析的基本理論和方法,考慮混凝土施工過程、氣溫、水溫、通水冷卻及混凝土徐變等因素,并模擬施工期至運(yùn)行期的全過程。通過對(duì)桑郎碾壓混凝土拱壩溫度應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算仿真分析,為碾壓混凝土拱壩的溫控措施的設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

采用瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)有限元法,對(duì)立洲碾壓混凝土拱壩施工期溫度進(jìn)行了較為系統(tǒng)的仿真模擬,獲得了該工程施工期有、無溫控措施的溫度場(chǎng)與應(yīng)力分布規(guī)律,論證了設(shè)計(jì)溫控措施的合理性與科學(xué)性。通過對(duì)穩(wěn)定溫度場(chǎng)的有限元模擬,還提出了大壩封拱溫度建議值及相應(yīng)的溫控措施等。仿真結(jié)果對(duì)立洲碾壓混凝土拱壩及同類型拱壩的溫控設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。

本文用ａｎｓｙｓ通用軟件中的有關(guān)功能，加以合理整合，進(jìn)行了體型復(fù)雜的碾玉混凝土拱壩施工期的溫度仿真計(jì)算，對(duì)ａｎｓｙｓ軟件在這方面的應(yīng)用，提供了一個(gè)成功的范例。

分析研究混凝土拱壩澆筑過程的瞬態(tài)溫度場(chǎng),用瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元分析方法,得到了整個(gè)施工過程中拱壩溫度場(chǎng)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)。

1簡(jiǎn)述 1.1壩體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 此拱壩設(shè)計(jì)為對(duì)數(shù)螺旋線型碾壓混凝土雙曲拱壩，建基面高程198.5m，壩頂 高程305.5m，最大設(shè)計(jì)壩高107m，底厚18.5m，頂厚6m，高厚比0.17。壩體上 游部位采用二級(jí)配富膠材碾壓混凝土防滲，壩體內(nèi)部采用三級(jí)配混凝土。二級(jí)配 碾壓混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為c9020f150w8，三級(jí)配碾壓混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為 c9020f100w6。上下游面及兩岸巖坡設(shè)50cm寬變態(tài)混凝土。從壩底到壩頂二、三 級(jí)配混凝土分界線距大壩上游面6m～1.5m。大壩設(shè)置3條誘導(dǎo)縫和2條橫縫， 誘導(dǎo)縫和橫縫將壩體從左到右分成6個(gè)壩段，其上游弧長(zhǎng)依次為22.28m、18m、 34m、41.5m、49.33m和31.9m。誘導(dǎo)縫采用預(yù)埋雙向間隔誘導(dǎo)板成縫，橫縫采用 預(yù)埋雙向連續(xù)誘導(dǎo)板成縫。誘導(dǎo)縫和橫縫內(nèi)均設(shè)置重復(fù)灌漿系統(tǒng)。 1.2水文氣象 此流域?qū)賮?/p>

溫度荷載是拱壩最主要的荷載之一,目前,通常采用計(jì)算常態(tài)混凝土溫度荷載的方法計(jì)算rcc拱壩,這低估了溫降的作用。以大花水電站拱壩溫度荷載計(jì)算為例,對(duì)碾壓混凝土拱壩的作用進(jìn)行討論,建議通過仿真分析方法確定封拱溫度,在仿真成果基礎(chǔ)上總結(jié)出一套計(jì)算rcc拱壩溫度荷載的方法和理論。

通過拱壩施工仿真分析數(shù)值計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)值的反饋分析,研究施工仿真數(shù)值計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)值的相似性。結(jié)果表明:利用估測(cè)氣溫進(jìn)行仿真計(jì)算得到的結(jié)果可以近似反映壩體溫度場(chǎng)的分布,影響溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布的主要因素是工期進(jìn)度安排,在仿真分析時(shí)進(jìn)度安排要盡量和實(shí)際進(jìn)度安排一致,這樣才能保證計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況更相似。

根據(jù)碾壓混凝土拱壩施工期溫度應(yīng)力特點(diǎn),對(duì)碾壓混凝土拱壩進(jìn)行仿真分析是十分必要的。文章對(duì)利用ansys進(jìn)行碾壓混凝土拱壩仿真分析的基本原理、實(shí)現(xiàn)方式作了詳細(xì)的介紹。

本文根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)度及實(shí)際測(cè)得的相關(guān)熱力學(xué)參數(shù),對(duì)碾壓混凝土拱壩進(jìn)行三維有限元仿真分析,綜合考慮了氣溫、水溫、自重、水壓、水化熱、徐變等的共同作用,計(jì)算得到了壩體從施工到運(yùn)行共650d的溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)分布情況,表明在壩體施工階段32m壩高附近會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫,計(jì)算結(jié)果和實(shí)際情況比較吻合。

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(jì)荷載之一。基于不穩(wěn)定溫度場(chǎng)和徐變應(yīng)力的有限元解法,對(duì)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(jì)算,揭示了100m級(jí)薄碾壓混凝土雙曲拱壩施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力變化特征,可供大壩溫控設(shè)計(jì)參考。

無橫縫碾壓混凝土拱壩封拱溫度的研究——目前，對(duì)于通倉澆筑的無橫縫碾壓混凝土拱壩，其封拱溫度的計(jì)算均采用施工過程中的最高平均溫度作為其封拱溫度，這是一種偏安全的算法，因?yàn)檫@樣就忽略了碾壓混凝土在水化熱溫升過程中產(chǎn)生的壓應(yīng)力可以抵消一部分在后期溫...

目前,對(duì)于通倉澆筑的無橫縫碾壓混凝土拱壩,其封拱溫度的計(jì)算均采用施工過程中的最高平均溫度作為其封拱溫度,這是一種偏安全的算法,因?yàn)檫@樣就忽略了碾壓混凝土在水化熱溫升過程中產(chǎn)生的壓應(yīng)力可以抵消一部分在后期溫降作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力。為了確定無橫縫碾壓混凝土拱壩的封拱溫度,首先采用二維溫度場(chǎng)差分解法原理,編制施工期的溫度場(chǎng)程序,計(jì)算出在施工過程中拱冠梁剖面處溫度場(chǎng)的變化過程,然后通過增量法求出典型點(diǎn)應(yīng)力為零的時(shí)刻,并將此時(shí)拱圈截面的平均溫度作為該層拱圈的封拱溫度。通過高云山拱壩的工程實(shí)例,將兩種算法的結(jié)果進(jìn)行了比較,證實(shí)了傳統(tǒng)算法\"偏安全\"的判斷,從而為無橫縫碾壓混凝土拱壩封拱溫度的研究提供了一定的參考。

1 某某河碾壓砼拱壩設(shè)計(jì)特點(diǎn) 摘要：本文系統(tǒng)地從樞紐布置、拱壩布置、砼設(shè)計(jì)和筑壩材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、溫度控制措施和 基礎(chǔ)處理等方面介紹了某某河碾壓砼拱壩的設(shè)計(jì)和特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：某某河水電站碾壓砼拱壩設(shè)計(jì) 1工程概況 某某河水電站位于某某省某某土家族自治縣付家堰鄉(xiāng)境內(nèi)，是清江一級(jí)支流泗洋河梯級(jí) 開發(fā)的一個(gè)骨干工程，壩址以上承雨面積392.9km2，水庫正常蓄水位290.0m，死水位270.0m， 總庫容0.246億m3。電站總裝機(jī)容量30mw，多年平均年發(fā)電量0.731億kw·h，是一座以水 電開發(fā)為主，兼有水庫短途運(yùn)輸、人蓄飲水等綜合效益的中型水庫。 工程為ⅲ等工程，主要建筑物為3級(jí)建筑物，洪水標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇設(shè)計(jì)，500年一遇校 核，地震基本烈度為6度，樞紐工程主要由99m高的碾壓砼拱壩、壩頂泄洪表孔、左岸發(fā)電 引水隧洞、右岸放空洞、發(fā)

碾壓混凝土拱壩中的倉內(nèi)施工研究——混凝土工程量小，工程投資少是碾壓混曩土拱壩與重力壩相比的最大優(yōu)勢(shì)。但從施工組織角度看，拱壩倉面狹窄，其施工組織要比重力壩困難．技術(shù)含量高。筆者通過多年的施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)碾壓混凝土拱壩中倉內(nèi)快速施工工藝進(jìn)行了研究。...

碾壓混凝土因使用碾壓方式施工而得名,它是以適宜干稠的混凝土拌和物,薄層鋪筑,用振動(dòng)碾碾壓密實(shí)的混凝土.其具有體積小、節(jié)約水泥、節(jié)省勞力、收縮小、施工速度快、強(qiáng)度高、簡(jiǎn)化溫控和降低投資等技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì).本文主要通過貴州省一座小(1)型碾壓混凝土拱壩的施工組織設(shè)計(jì),論述了碾壓混凝土拱壩施工的特點(diǎn),探討分析了拱壩施工的各項(xiàng)技術(shù)與工藝,希望通過這些分析可以促進(jìn)碾壓混凝土拱壩的設(shè)計(jì)施工,供廣大壩工設(shè)計(jì)者借鑒和探討.

混凝土工程量小,工程投資少是碾壓混凝土拱壩與重力壩相比的最大優(yōu)勢(shì)。但從施工組織角度看,拱壩倉面狹窄,其施工組織要比重力壩困難,技術(shù)含量高。筆者通過多年的施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)碾壓混凝土拱壩中倉內(nèi)快速施工工藝進(jìn)行了研究。

采用delmia軟件將施工仿真應(yīng)用到碾壓混凝土拱壩,將施工過程可視化和數(shù)據(jù)化。采用這種仿真模擬技術(shù)對(duì)施工過程進(jìn)行仿真,變更參數(shù)、修改方案比較容易,可優(yōu)化施工機(jī)械配置、施工技術(shù)參數(shù)和施工方案。delmia的dpm模塊充分利用\"數(shù)字樣機(jī)\"的三維數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)在三維基礎(chǔ)上的3d方案規(guī)劃,并對(duì)項(xiàng)目施工過程、資源分配、節(jié)點(diǎn)管控等進(jìn)行三維可視化模擬并驗(yàn)證。可視化仿真創(chuàng)建方法實(shí)現(xiàn)了仿真建模、模型處理、仿真過程和仿真結(jié)果的可視化。delmia的quest模塊用離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型來動(dòng)態(tài)仿真,將系統(tǒng)工程中的排隊(duì)理論和實(shí)際邏輯約束相結(jié)合,得到與實(shí)際情況基本一致的仿真結(jié)果。研究了基于delmia的高碾壓混凝土拱壩施工過程仿真與優(yōu)化的理論方法及其應(yīng)用。通過delmia的dpm模塊研究實(shí)現(xiàn)了碾壓混凝土拱壩施工過程的動(dòng)態(tài)可視化仿真；通過施工安全仿真,促進(jìn)施工輔助設(shè)施的設(shè)計(jì),保障了人員操作的安全；實(shí)現(xiàn)了施工計(jì)劃的三維關(guān)聯(lián)和查詢。利用delmia的quest模塊建立了混凝土施工交通運(yùn)輸系統(tǒng)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)仿真模型,利用離散分析技術(shù)解決了混凝土運(yùn)輸?shù)呐抨?duì)問題。

采用三維有限元法對(duì)萬家口子高碾壓混凝土拱壩的施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力進(jìn)行全過程仿真分析,得到了高碾壓混凝土拱壩溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力變化的一般規(guī)律。仿真中考慮了壩體材料的熱力學(xué)性能、環(huán)境溫度變化、澆筑過程和封拱過程。仿真結(jié)果對(duì)高碾壓混凝土拱壩的溫控防裂設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。

魚簡(jiǎn)河水庫總庫容1050萬m3,最大壩高81.0m,共澆筑混凝土10.5萬m3;大壩采用內(nèi)摻mgo(mgo含量為水泥熟料的5%)技術(shù),實(shí)現(xiàn)在不良地基上快速修筑高拱壩,成為我省第一個(gè)采用快速施工方法建成的內(nèi)摻mgo碾壓混凝土拱壩。大壩于2003年10月~2005年3月建成,2005年8月23正式下閘蓄水,2007年6月24日達(dá)到最高蓄水位1057.20m。自大壩施工至投入運(yùn)行以來,已獲得了較完整的原型觀測(cè)資料,本文主要對(duì)壩體變形及混凝土自生體積變形原型觀測(cè)資料作一系統(tǒng)分析,以對(duì)魚簡(jiǎn)河碾壓混凝土拱壩的工作性態(tài)做一初步評(píng)價(jià)。

在原設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上,對(duì)壩軸線、建基面和體型等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),得到工程量相對(duì)較小的拱壩體型。通過有限元仿真計(jì)算研究,合理選擇分縫數(shù)量、位置及型式,有效控制壩體裂縫的產(chǎn)生,采用混凝土預(yù)制塊成縫,為碾壓混凝土通倉澆筑創(chuàng)造條件,充分發(fā)揮了碾壓混凝土快速施工優(yōu)勢(shì)。

碾壓混凝土拱壩跨廊道施工技術(shù)探討——碾壓混凝土拱壩中的貫通式灌漿廊道施工比較復(fù)雜，施工歷時(shí)較長(zhǎng)，影響大壩整體上升速度。羅坡壩水電站碾壓混凝土雙曲拱壩工程一次性跨越了灌漿廊道，在施工中采取了廊道整體預(yù)制吊裝施工、預(yù)留施工通道的施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了快...