仿真大坝建设关键技术与实践应用

乌东德、白鹤滩拱坝是我国同时在建的两座特高拱坝,坝址地处大风、干热的金沙江河谷,全坝采用低热水泥,大坝浇筑过程中的温控防裂,蓄水过程中坝基变形协调控制,以及长期运行过程的安全评估等问题是工程的关注重点。该文以乌东德、白鹤滩的智能建造体系为基础,重点针对建造仿真大坝涉及的关键技术问题进行探讨,对仿真大坝建设过程中存在的重点和难点问题进行分析,提出了仿真大坝实现的基本思路,最后结合两座工程仿真大坝的实际应用情况,总结了未来需要进一步解决的问题。     

大坝混凝土施工期温度预测与控制灰匣模型

针对大坝混凝土施工条件多变，随机因素、干扰多等特点，提出将热学机理模型和参数经验识别相结合的灰色预测法，对大坝混凝土的温控防裂措施进行动态管理。阐述灰匣模型的构成、原理和算法，介绍模型的计算机应用软件，并给出了某拱坝浇注块的计算实例。     

大花水水电站碾压混凝土工艺性试验研究

大花水水电站拦河大坝为抛物线双曲拱坝＋左岸重力墩,双曲拱坝最大坝高134．5米,大花水大坝系国内最高的碾压混凝土双曲拱坝,根据大花水大坝工程特点,结合现场施工要求,碾压混凝土工艺性试验现场选择在重力墩下游面进行,通过本次试验,为大坝碾压混凝土正式施工提供碾压施工参数。     

高拱坝施工期温控防裂时空动态控制措施及工程应用

归纳总结了国内外混凝土拱坝温控的若干技术问题．提出了高拱坝施工期温控防裂时空动态控制措施,即通过优化水管冷却的过程控制、细化冷却分区、精细化仿真计算反馈分析、建立温控决策支持系统、强化预警预报机制等手段,实现对混凝土温度的时空动态控制．基于该措施,设计了一系列科学、合理的拱坝混凝土施工技术路线,并应用于大岗山双曲拱坝的建设中．实践表明,该研究成果对大岗山拱坝的温度控制及防裂具有显著的成效,给类似工程提供了借鉴和参考．     

堆石混凝土高拱坝施工期温度应力仿真分析

为研究堆石混凝土高拱坝施工期温度场和应力场的分布特点,并探究堆石混凝土在高拱坝上的适用性,本文运用数值仿真及顺序耦合法,综合考虑堆石混凝土弹模变化、堆石混凝土入仓温度、环境气候变化等因素,对不同温控措施的堆石混凝土高拱坝进行施工期全过程仿真计算。对比分析不同温控措施下高拱坝施工期的温度场和应力场,结果表明：不同温控工况下,坝体温度场和应力场的分布规律基本一致,施工期温度应力与混凝土入仓温度相关,运行期坝体应力随环境气温变化;应力线性化后最大拉应力分别为1.68 MPa、1.60 MPa、1.48 MPa。因此,堆石混凝土运用于高拱坝时,在分缝浇筑的情况下,仅需采取简单温控措施即可满足温度防裂要求。     

大体积混凝土真实温度场演化规律试验

旨在揭示大体积混凝土通水冷却温度场演化规律,为混凝土坝温控防裂优化设计提供依据,该文通过开展现场通水冷却试验,分析实时监测的混凝土真实温度和通水进出口温度变化数据,研究真实温度场分布特征、演化规律及其影响因素。研究结果显示:真实温度场由非均匀性分布向均匀性分布的演化过程,混凝土早期降温特性可以概括为热量积累、热量释放和热量转移这3个特征阶段。结合大坝温度开裂实例,从温度场演化分析了沿坝轴线开裂机制。研究结果对特高拱坝施工期混凝土温控防裂具有参考意义。     

锦屏一级拱坝约束坝块高温季节施工温控仿真

基础约束区是拱坝温控防裂工作中比较重要的部位,高温季节浇筑会增加温控防裂的难度.对锦屏一级高拱坝河床坝段的约束区混凝土建立了有限元模型,采用冷却水管的离散算法,对高温季节的施工过程进行了仿真计算,得到了模型的温度场和徐变应力场,根据计算结果提出了高温季节施工可行的温控措施,为设计和施工提供了重要的参考.     

带缝重力拱坝安全监控指标拟定方法探讨

安全监控指标是实施大坝安全监控的依据，对保证大坝安全运行具有重要意义．本文联系大坝强度、抗裂和稳定等条件，对带缝重力拱坝监控指标拟定方法进行讨论；重点对典型监测量小概率法进行详细论述；结合陈村重力拱坝原型观测资料拟定监控指标，进而推求出大坝运行控制水位，为大坝安全运行提供了依据．     

丹达河水电站拱坝混凝土垫座温控方案比较研究

西南地区某水电站拟修建拱坝,为改善地基质量,保证拱坝结构安全,在3号坝段和4号坝段底部设置了混凝土垫座结构.针对该水电站混凝土垫座结构,基于有限元方法,利用ANSYS软件建立混凝土垫座计算模型,使用ANSYS二次开发程序,对垫座混凝土进行了多组温控参数敏感性分析,并结合规范规定的温度控制标准,最终确定最优温控措施.仿真分析结果表明,采取最优温控措施能有效降低施工期混凝土内部的温度应力,减少混凝土开裂的风险,提高结构的安全性.为相似工程温控方案的选择提供参考.     

混凝土大坝温度状态的多目标模糊综合评价

为了对坝体混凝土当前温控措施进行评价,结合分布式光纤测温技术,以实测数据为依据、以大坝施工技术要求为准绳,建立以周为单位的大坝混凝土温度状态评价指标体系。结合实际混凝土大坝温度控制情况,拟定等级评价标准,采用专家评分与熵权组成综合权重,运用模糊综合评价方法建立多目标模糊数学模型。将基于分布式光纤测温技术的温度状态评价应用于溪洛渡大坝混凝土现场施工,实践表明温度状态评价能较好地判断本周温控、温度状态的薄弱环节,为进行下周温控措施的调整提供依据。     

水电站高拱坝混凝土施工技术探讨

文章通过结合工程实例,对双曲拱坝混凝土工程的施工过程进行详细阐述,同时提出切实可行的混凝土施工技术措施;另外还针对拱坝大体积混凝土施工,提出相应的温控措施,为同类工程提供参考借鉴。     

大体积混凝土红外测温影响因素研究与工程应用

开展大坝混凝土浇筑过程非接触红外热成像温度监测(红外测温)研究对于混凝土温度监测和施工过程中温控措施调控具有重要意义。该文基于红外热成像原理,建立了大坝混凝土表面红外辐射量、有效温度采集算法;通过开展不同环境温度、距离对红外测温精度的影响试验,修正了红外测温基本模型;并研发了复杂环境下特高拱坝混凝土出机口、入仓和浇筑等施工全过程红外测温系统。通过乌东德现场应用验证,实现了混凝土生产、运输、浇筑全过程的实时、在线、精准温度监测;为大坝工作性态分析提供了连续、真实的温度场等边界参数。研究成果可为其他同类工程温度在线监测提供参考与借鉴。     

三峡二期大坝温控仿真反馈分析系统

为提高三峡工程温度控制的科技水平，三峡总公司委托中国水利水电科学研究院研制开发了“三峡二期工程大坝温控仿真反馈分析系统”，提出了一整套先进的计算方法，开发了可模拟混凝土坝施工过程、计算大坝施工期与运行期不稳定温度场与徐变应力场的仿真程序系统。为工程提供一套功能完备、使用方便的温控分析系统，该系统可实时分析大坝的温度与应力分布状态，为温控设计与施工，提供了可靠的科学依据。     

园满贯水电站碾压混凝土拱坝设计

本文主要介绍园满贯水电站碾压混凝土拱坝在设计过程中的一些主要思路和原则,主要包括拱坝坝轴线的选择、大坝体型设计和基础处理等,采用不同计算方法对大坝进行应力分析和稳定计算,有效地避免了不利工程地质条件的影响,提高了大坝的安全性和可靠性。     

施工期混凝土拱坝应力实测数据的混合模型研究

论述了施工期大坝观测数据混合模型,应用三维有限元方法对坝体结构进行分析计算,综合考虑了坝体在施工过程中水压、温度、时效及浇筑高度、封拱灌浆高度、混凝土水化热对体的影响。结合湖北度重力拱坝实例,建立了熊度拱坝的混合模型,更加合理地解释、评价大坝工作性态,为大坝安全监控提供了依据。     

二滩拱坝极限承载力分析

作为小湾拱坝的坝踵开裂及极限承载力研究的一部分,采用有限元方法对二滩拱坝进行了极限承载力分析。首先模拟正常蓄水运行情况,计算的大坝拱冠梁顶点位移与大坝实测位移基本吻合,计算采用的模型和参数是合理的。在此基础上,对二滩拱坝进行了水压超载计算,分析了二滩拱坝正常蓄水阶段的运行状态及极限承载力。分析结果表明:二滩拱坝在正常蓄水工作条件下是安全的,且帷幕的安全裕度有充分保障。     

大岗山混凝土双曲拱坝施工关键技术研究

本文通过对大岗山水电站双曲拱坝施工过程中的坝基开挖、复杂地质条件下坝基处理、拱坝的固结灌浆、高性能混凝土配合比试验、混凝土高效入仓、高拱坝的温控防裂、后期冷却和全年封拱接缝灌桨施工等方面的关键技术进行研究和总结,意在进一步探讨和提升高拱坝工程施工技术。     

第1部分 特高拱坝兴建

正白鹤滩水电站的总装机容量仅次于三峡水电站,为世界在建规模最大的巨型水电站。2021年4月6日,白鹤滩水电站正式开始蓄水,首批机组于2021年6月28日实现投产发电。水电站大坝是水电站枢纽工程的核心建筑。白鹤滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高289米。大坝承担着挡水与泄洪的重要任务,因此对质量的要求十分严格。特别是在复杂地质条件下建300米级特高拱坝,需要攻克很多技术难题。     

带缝坝体安全监控指标研究

本文根据大坝的强度，抗裂和稳定等条件，对带缝重力拱坝监控指标拟定方法进行讨论，重点对典型监测量小概率法中典型监测量的选择和根限状态法中极限状态方程的建立进行详细论述。结构陈村重力拱坝观测资料拟定出监控指标，推求了大坝运行控制水位。计算成果与实际运行控制工况相吻合，为陈村大坝的安全运行提供了科学依据。     

混凝土高拱坝浇筑施工仿真

针对高拱坝的工程特点，开发了混凝土高拱坝大坝浇筑施工仿真及可视化系统．此系统不仅考虑缆机之间运行的空间冲突问题，同时考虑缆机生产率的利用问题，并根据大坝不同时期的施工特征，提出了分阶段模拟的思想来调整实际进度计划．最后应用此系统对某大坝浇筑施工方案进行了论证，为混凝土浇筑施工方案的优化提供依据．