高温季节碾压混凝土坝强约束区温控防裂方案研究

我国西南地区高温季节持续较长,碾压混凝土坝面临施工期温度裂缝的威胁．基于碾压混凝土坝施工期开裂机理,结合某大型碾压混凝土重力坝强约束区高温季节的施工,采用有限元仿真算法模拟了不同昼夜温差条件下的混凝土温度场和应力场发展过程,根据计算结果对表面保温和水管冷却过程中的具体参数进行优化,成果对同类工程具有参考价值．     

水闸闸墩施工期温度场和应力场的仿真计算分析

结构的内外温差、基础温差是混凝土结构施工期易开裂的主要原因,为此,结合混凝土温度场、应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,通过三维有限单元法对施工期某水闸闸墩进行仿真计算,分析闸墩混凝土施工期温度场、应力场的时空变化规律,得出在温降阶段闸墩门槽处是裂缝容易出现的地方．计算结果表明,表面保温和内部水管降温相结合的温控措施既能减小结构的内外温差又能降低结构的基础温差,具有良好的防裂效果,且模板外面贴保温板的保温方法能使混凝土表面的施工质量得到明显改观,值得应用推广．     

墩墙混凝土结构施工期温控防裂

针对施工期墩墙混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施.认为墩墙混凝土结构早期的内外温差,后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施.通过三维有限单元法对某大闸施工期混凝土在该温控防裂措施下温度场和应力场的仿真计算,结果显示该防裂措施效果良好,对类似工程具有一定的参考价值.     

基于实测温度的拱坝裂缝稳定性分析

温度荷载作为拱坝的主要荷载,对拱坝裂缝的出现和稳定有很大的影响．因此准确的再现施工期温度场是对拱坝裂缝进行稳定性分析的前提条件．采用自适应遗传算法对某拱坝大坝混凝土的绝热温升参数进行了参数反演,采用反演后的绝热温升参数进行施工期温度场仿真分析．采用带拉断的Mohr—Coulomb破坏准则判断混凝土的开裂．裂缝出现后,概化出两组主要裂缝,采用线弹性断裂力学分析裂缝的稳定性．由于裂缝稳定性分析要求裂缝附近有较密的网格,基于兼顾计算效率和精度的考虑,采用子模型法处理裂缝部位．     

船闸闸首混凝土温控防裂研究

船闸闸首结构复杂,属于大体积薄壁混凝土,施工期易在底板和输水廊道层等部位产生温度裂缝,影响结构的稳定与运行安全.本文以在建某船闸上闸首为研究对象,通过有限元仿真计算,研究了表面保温、通水冷却和吊空模板等温控措施对底板、输水廊道层温度场和应力场的影响.研究表明:表面保温能降低内外温差和昼夜温差的影响,最大拉应力降幅约0....     

墩墙混凝土结构温控防裂研究

针对倒虹吸墩墙、水闸闸墩、导流墙、地涵边墙等墩墙型混凝土结构在施工期容易开裂的问题,分析了墩墙混凝土的温度与应力变化规律及开裂机理,并阐述了表面保温和底板约束对混凝土温度与应力的影响特性.提出合理的表面保温与减小后期底板约束相结合的防裂措施,且已成功在坟庄河倒虹吸工程上得到应用.迄今为止,在已完工的部分尚未发现一条裂缝,收到了很好的防裂效果.     

表面保温对施工期闸墩混凝土温度和应力的影响

对于严寒季节施工的混凝土工程,常采用各种表面保温措施以防止裂缝的产生.针对水闸这一典型的水利工程结构,分析水闸施工期闸墩混凝土温度和应力变化规律与开裂机理,阐述了不同表面保温措施对闸墩混凝土温度和应力的影响.研究结果表明,较强的表面保温可以大大减小闸墩混凝土早期内外温差和表面拉应力,防止产生表面裂缝,但同时使得后期闸墩内部拉应力增大,产生贯穿性裂缝的可能性增加.对于不同的工程,应通过数值仿真计算选择适合本工程的表面保温措施,以减小混凝土开裂的可能性.     

新型超长底板水闸混凝土结构施工期温控防裂研究

在一般常态混凝土薄壁结构开裂机理的基础上,针对一种具有超长底板的新型水闸混凝土结构,采用混凝土温度场和应力场算法以及水管冷却的精细算法,对其进行了施工仿真计算．计算结果和初步工程实践表明内部水管降温和表面保温的综合措施对于防止长底板开裂是有效的,对今后类似工程有重要的参考价值．     

考虑昼夜温差的碾压混凝土坝温度场仿真分析

采用碾压混凝土坝温度场和温度应力仿真计算程序RCTS,针对某碾压混凝土重力坝的结构设计和布置特点,严格模拟碾压混凝土实际浇筑过程,对施工期不考虑昼夜温差、考虑不同的昼夜温差、坝体表面保温等情况进行温度仿真计算,并且将仿真计算结果进行了比较分析.结果表明,施工期昼夜温差对碾压混凝土表面,特别是施工期长间歇面温度影响比较大,考虑昼夜温差的计算结果更加符合实际边界条件,不考虑昼夜温差的计算结果是偏于不安全的.     

防止高拱坝坝踵开裂和屈服的工程措施研究

对防止高拱坝坝踵开裂和屈服的两种常用工程措施周边缝和底缝进行研究．研究中坝体混凝土、缝和坝基材料采用不同的非线性材料模型．结合292m高的小湾拱坝对设缝前后的坝体位移场、应力场、开裂区和屈服区进行分析研究,重点讨论设缝对坝体屈服和开裂的影响．对小湾拱坝的研究结果表明：(a)未设缝时,在坝基附近的垫座内出现较大范围的开裂和屈服;设置周边缝时,垫座内的开裂和屈服明显减少;设置底缝时,坝踵附近的开裂和屈服明显减少,但在设缝两侧,尤其是两侧缝端附近,垫座内的屈服现象比无缝情况时更严重．(b)小湾拱坝设周边缝的效果要优于设底缝,设缝范围可限制在缝面开裂的范围内．     

碾压混凝土重力坝温度场与温度徐变应力仿真分析

结合百色碾压混凝土坝的工程实际情况，采用三维有限元浮动网格法对该坝施工期和运行期温度场、温度徐变应力进行了仿真计算。计算中考虑了混凝土热力学参数随龄期变化、坝体分层浇筑过程及自重、水压力对温度应力的影响。仿真结果给出了温度场、温度应力分布及其随时间变化规律，为碾压混凝土重力坝的设计和施工中的温控提供了参考依据。     

锦屏一级拱坝左岸混凝土垫座温度资料分析

锦屏一级拱坝左岸混凝土垫座施工浇筑过程中易产生裂缝,从而降低垫座混凝土的完整性,进而影响拱坝施工运行安全.利用2009年至今锦屏拱坝左岸垫座温度监测资料,根据左岸垫座混凝土的施工特点和实际情况,对温度监测资料进行了分析,绘制出左岸垫座温度场分布图,并对温度场分布图进行再分析.分析表明,锦屏垫座浇筑完成部分已基本处于稳定状态,温降速率较缓慢,温度测值沿高程和水平方向的变化均较平稳,温差在空间上的梯度较均匀,从而降低了微裂缝的产生.结果表明,根据不同浇筑温度、浇筑完毕后不同散热条件采取的不同冷却措施,可及时避免有害情况发生,保证垫座混凝土的施工质量,即温控措施安全有效.     

混凝土坝浇筑机械联合施工的模拟优化及其应用

在混凝土坝的施工过程中,普遍存在入仓机械联合浇筑一个混凝土仓位的情况.以南水北调中线丹江口大坝加高工程为背景,通过对入仓机械联合施工的目的、要求和限制条件的分析,建立了混凝土坝入仓机械联合施工的模拟与优化模型.模拟与优化模型以提高入仓机械利用率、加快施工进度为目标,通过对入仓机械的优化调度,产生与实际施工过程极为接近的、理想的浇筑方案.通过模拟与优化模型在丹江口大坝加高工程中的应用表明,模拟计算结果符合工程施工实际,制定的浇筑方案在实际施工中切实可行,对于混凝土坝施工的指导及其实际应用具有理论意义和工程实用价值,且在混凝土坝施工中具有普遍意义和推广价值.     

高速公路中央墩大悬臂盖梁支架施工监控

高速公路中央墩大悬臂盖梁由于外伸悬臂长、混凝土浇筑体积大,使得盖梁支架在混凝土浇筑过程中往往存在强度不够、位移过大与稳定性不足等问题,因此大悬臂盖梁支架的设计和施工过程的监控成为了高速公路建设过程中十分重要的环节。本文针对某高速公路中央墩大悬臂盖梁施工项目,设计了完整、有效的盖梁施工质量和施工安全监控方案。建立了盖梁支架有限元模型,模拟了混凝土浇筑的施工过程,针对施工过程中的关键工况对盖梁支架的强度、位移和稳定性进行了全面评估。计算结果表明,主梁和斜拉钢带联接器均存在局部应力超限区域,进而采用长度1.5m、厚度20mm钢板对主梁上下翼板贴板进行了局部加强,在联接器上加入直径0.13m的垫片或增大螺母直径至0.13m减少局部应力集中。在盖梁浇筑施工过程中,对盖梁支架危险截面应力进行实时采集与监控,并基于数字图像相关法（Digital image correlation,DIC）技术对盖梁支架关键点的位移进行了实时监测,保证了施工的安全和质量。该施工监控的方案设计与实施对中央墩大悬臂盖梁施工具有一定的参考意义。     

快速施工条件下基于变形法的混凝土坝应力分析

为提高混凝土坝的施工速度,可以采用厚浇筑层和短间歇期的快速施工方法。基于中国西南某大型碾压混凝土重力坝的快速施工过程,根据其施工期和初运行期的实测应变,采用变形法计算了混凝土应力,成果较好地反映了快速施工条件下混凝土坝施工期和初运行期的应力发展过程,对类似工程的施工有一定的参考价值。     

Key technologies for the construction of the Xiluodu high arch dam on the Jinsha River in the development of hydropower in western China

Hydropower development in China is concentrated in the country’s western regions.Among all the rivers in China,the lower course of the Jinsha River contains the richest hydro-energy resource,and therefore,4 mammoth hydropower plants are under construction on this particular section of the river at Wudongde,Baihetan,Xiluodu,and Xiangjiaba.The water-blocking structures of the hydropower facilities at Wudongde,Baihetan and Xiluodu are all arch dams of around 300 m high.In view of changes in the geological conditions at the foundation of the Xiluodu dam on the riverbed after excavation started,the designs of expanding foundation surface excavation and dovetailing the dam body and foundation rock on both upstream and downstream sides were introduced,allowing the arch dam and foundation to fit each other and improving the stress conditions of the dam body and foundation.By dividing the dam body into various concrete sections,the dynamic properties of concrete were adequately adjusted to the distribution of stress in the dam body.In addition,the use of the most optimal concrete material and mixture ratio allowed thermodynamics of concrete to satisfy the requirements of the strength,durability,temperature control and crack prevention of the concrete.Moreover,rigorous temperature control measures were introduced to prevent harmful cracking,thus enhancing the integrity of the arch dam.Furthermore,sophisticated construction machinery,scientific testing methods,and sound construction techniques were employed to ensure the uniformity and reliability of concrete placement.The "Digital Dam" for the Xiluodu project,which is based on the theory of total life cycle,has supplied strong support for construction process control and decision-making.     

LNG储罐球形混凝土穹顶的热应力及裂缝分布

对于大型LNG储罐,其穹顶因水泥水化热产生较大的热应力,引起混凝土开裂,严重影响储罐的耐久性。以某大型LNG储罐穹顶为研究对象,采用ADINA有限元软件建立精细化的有限元模型,模拟LNG储罐穹顶分段浇筑过程中的早期温度场分布,并将数值计算结果与现场测试结果进行对比;数值分析时考虑了混凝土徐变及龄期效应,对混凝土穹顶的温度场和应力场进行耦合计算,得到穹顶的热应力分布及裂缝开展情况,对穹顶混凝土开裂风险进行评估,进而对参数的敏感性进行分析。结果表明:穹顶内外在混凝土浇筑过程中产生温差较大,导致巨大热应力;第一浇筑带的热应力明显比其他浇筑带大,环向热应力大于经络向热应力,将使穹顶边缘产生沿环向分布的经络向温度裂缝;水泥种类对穹顶热力分析结果有很大的影响。     

沙牌碾压混凝土拱坝损伤开裂分析

碾压混凝土拱坝的温度裂缝与一般混凝土坝的温度裂缝有本质区别。为了有效控制坝体开裂,要求分缝设计与应力场仿真分析密切结合。因此 进行了沙牌碾压混凝土拱坝三维非线性应力场的全过程仿真分析,在此基础上对拱坝在不同分缝情况下的损伤开裂行为进行了研究。计算中考虑了温度荷载、自重、静水压力、混凝土徐变和自生体积变形等情况。通过计算分析得出了沙牌碾压混凝土拱坝的开裂规律,为沙牌碾压混凝土拱坝的分缝设计提供了依据。