水电站尾水岔管混凝土连续浇注方法与液压平衡理论

针对目前水电站地下厂房尾水岔管混凝土施工不能实现整体连续浇筑的技术难题,提出了无支架混凝土施工方法。基于流体力学原理和薄壳结构变形规律,建立了尾水岔管混凝土浇筑无支架钢衬液压理论,以钢衬薄壳最低点各种荷载产生的法向压力之和为零的平衡条件,确定了尾水岔管钢衬灌注液体深度与浇筑混凝土高程的解析关系,实现了薄壳钢衬受载后环向应力始终处于微拉应力状态,避免了钢衬簿壳环向受压产生屈曲失稳的风险;并有效地保障了尾水岔管混凝土浇筑过程中薄壳钢衬作为模板要求的刚度与强度。     

坝内埋管仿真模型试验研究

根据仿真模型试验成果分析大直径混凝土坝内埋管的钢衬、钢筋和混凝土联合作用,加劲环对应力分布的影响,说明混凝土标号和施工质量是决定坝内埋管承载能力的关键。     

地下钢筋混凝土岔管围岩稳定及结构数值分析

以国内某抽水蓄能电站的钢筋混凝土岔管工程为例,从围岩开挖支护、围岩与衬砌相互作用和钢筋混凝土结构等方提出了围岩、混凝土等材料的数值模拟方法,通过三维有限元线性和非线性计算,分析研究了地下钢筋混凝土岔管在施工、运行等工况下,围岩、衬砌结构的应力与变形,以及混凝土岔管结构配筋和配筋后应力、裂缝开展等问题.结果表明：在开挖阶段由于地应力释放在主、岔洞交叉处会产生拉应力,塑性区开展较深;正常运行工况在内水压力作用下岔管结构大部分区域存在拉应力,裂缝较大;检修工况在外水压力作用下仅在主、岔管交叉处存在拉应力区,裂缝较小;结构配筋时,轴向配筋应该由外水作用的工况来控制,环向配筋由内水作用为主的工况来控制.     

浅谈钢衬化学接触灌浆在发电厂房尾水管中的应用

蒙江流域黄花寨水电站发电厂房1～2#机组尾水钢衬及管型座外环已安装施工完成。由于施工条件限制及混凝土干缩特性的影响,对尾水锥管、管型座外环进行锤击检查,发现尾水锥管、管型座外环下半部,存在不同程度的脱空现象。为确保电站机组的安全运行,需对脱空部位进行化学接触灌浆处理。     

考虑混凝土软化特性的钢衬钢筋混凝土压力管道承载性能研究

采用损伤塑性模型,考虑混凝土软化特性,对三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道进行非线性有限元分析,并与模型试验结果进行对比.与不考虑混凝土软性特性相比,考虑混凝土软化的计算结果在混凝土开裂范围、最大裂缝宽度、钢材应力等方面与模型试验成果吻合更好.考虑混凝土软化特性的计算结果表明:在设计内水压力作用下,管顶内侧和管腰外侧混凝土最易开裂,最大裂缝宽度的计算值约为0.26mm,小于规范规定的裂缝宽度限值;钢衬的最大应力出现在管顶,钢筋的最大应力出现在内层钢筋管顶位置,钢衬和钢筋的最大应力分别为132.1MPa和143.5MPa,均小于相应钢材的允许应力,满足强度安全要求.     

消除钢岔管焊接残余应力的实验研究

本文采用振动时效法,在国内目前最大的钢岔管模型(1:5.25)上进行了消除焊接残余应力的实验研究。分别用磁性法和盲孔法测试了激振前后钢岔管焊缝周围残余应力的分布与变化,对消除效果作出了定量分析。实验结果表明,振动时效法消除钢岔管焊接残余应力是一种既经济又有效的方法。     

初应力圆柱薄壳的小变形动力学

用数值特征描写任意曲率柱形薄壳中的初应力,并利用变分方法建立了初应力对附加的小变形有影响的控制方程及边界条件,得到了体外预应力混凝土柱形薄壳在环向初应力数值特征下的固有频率解.     

钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道抗裂性能研究

钢纤维自应力混凝土是一种具有很高抗拉强度的新型结构材料,将其应用到水电站钢衬钢筋混凝土压力管道中,可以明显地改善管道的抗裂能力．通过一系列大比尺管道试验,对比了钢衬钢筋混凝土压力管道、钢衬钢纤维混凝土压力管道,钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道抗裂性能．试验结果表明。钢纤维自应力混凝土能够明显地提高压力管道的抗裂承载力．依据试验结果并结合理论推导,给出了钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道开裂荷载的计算公式．     

核电站安全壳钢衬壳环的屈曲研究

核电站安全壳内的钢衬在机械载荷或热载荷作用下,受到环向压力和轴向压力,过大的压力会导致钢衬的屈曲变形,进而使钢材发生局部破裂,丧失其限制放射性物质泄漏的作用。为研究锚固于核电站重要设施安全壳混凝土壁上的圆完环在环向压力作用下的屈曲问题,考虑到一般大径厚比的壳环其最大屈曲挠度大于其厚度,应用非线性大挠度壳环方程,分析了锚固钢材壳环的局部屈曲和全域屈曲的后屈曲性态,获得了完整的后屈曲平衡路径,讨论了钢衬壁厚和锚固间距对屈曲性态的影响。结果指出,增大钢衬厚度、减小锚固间距能大大提高钢衬的承载能力,且试验结果说明理论分析是可行的。     

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。     

坝下游面钢衬钢筋混凝土管非线性有限元分析

采用解析法对某水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道进行初步设计,确定了钢衬厚度和钢筋配置,对其进行整体三维非线性有限元分析,着重研究了在设计荷载作用下,钢衬和钢筋的应力状态以及管周混凝土的开裂特征．采用将非线性有限元分析与规范解析法相结合的方法,先根据非线性有限元计算的结果,分析得到钢衬钢筋混凝土管的钢筋应力,再将其代入规范解析公式,计算出结构的裂缝宽度,并最终提出了满足结构限裂要求的配筋方案．     

基于光纤监测系统的桥梁移动模架安全性监测与控制

为提高混凝土浇筑过程中的安全性,在南京长江三桥北岸连续梁施工中,在移动模架上布置了光纤监测系统,拟订了报警指标与安全控制手段.在混凝土浇筑过程中,实时监测模架关键部位的应力变化情况.评估混凝土浇注过程中的安全性,并在出现不安全苗头时利用实测应力值指导了模架控制.利用该监测系统与控制手段,可有效地降低模架应力值,实现信息化施工,保证了混凝土浇筑施工的安全.     

大型高架桥无支架盖梁施工过程中模板受力特性原位试验

以上海A15高速公路闵浦大桥西侧引桥段的盖梁施工为例,进行了大型高架桥无支架盖梁施工过程模板受力特性原位试验.通过在模板上布置一定数量的应变花记录模板不同位置的应力应变情况,对混凝土盖梁从浇筑、养护、架设施工全过程进行应力分布监测,取得盖梁模板在浇筑施工过程各特征点的正应力及剪应力值,进而对无支架盖梁施工过程中模板受力特性进行研究.     

抽水蓄能电站月牙肋岔管设计与分析

结合某抽水蓄能电站的工程实际,对月牙肋岔管及其水压试验方案设计进行了研究．根据工程需要设计了岔管主管和支管水压试验封头．在ANSYS中建立了岔管、封头和水压试验支架的有限元模型,对岔管和封头进行了分析与校核,提取了观测点处的应力值,为岔管的现场水压试验提供了理论依据．     

地下工程新技术的实践

广蓄电站高压岔管的P.D值达5.8×10４kN·m，未采用常规的钢岔管，在钢筋混凝土岔管设计原则上，主要依靠围岩承担水压力。施工中从控制爆破、混凝土质量、高压灌浆等方面实现设计意图。这种结构安全可靠，投资省，效益好。广蓄斜井引进了一套间断式的斜井滑模，经改进和完善，获得了成功。在天荒坪抽水蓄能电站长斜井施工中，研制了自主知识产权的XHM-7型斜井滑模设备，实现了斜井混凝土衬砌的连续滑升，显示了该设备结构新颖、安全可靠、速度快、造价低的优势。以上两项新技术的成功实践，为我国类似工程的推广和应用提供了有益的经验。     

潮州大桥大体积0号块多次浇筑临时支架力学性能应用研究

以潮州大桥工程为依托,探讨大体积0#块在多次浇筑过程中临时钢管支架的受力和变形,阐述了混凝土斜拉桥悬臂施工0#块临时支架的结构设计和计算方法。用有限元分析软件MIDAS建立了0#块、塔柱和支架整体的空间分析模型,并采用梁格法处理复杂的主梁结构,对潮州大桥主桥0#块多次浇筑进行施工过程模拟,分析各工况下临时支架及混凝土梁的受力情况。同时通过有限元程序计算结果与实际现场试验数据比较来验证数值分析的合理性。结果表明,大体积0#块混凝土多次浇筑可以减小支架系统所承受荷载,已经浇筑的混凝土将与临时支架系统一起共同受力。在多次浇筑过程中,采用了分次张拉预应力的方法,可以增强先前浇筑混凝土梁的抗弯性能,保证了后续浇筑的安全可靠。     

高地应力区特大跨度尾水洞岔洞施工技术

目前全国水电建设正是黄金时段,以后地下水电站开发将如雨后春笋般增加,会出现更多的高应力大跨度地下洞室。高地应力条件下大跨度地下洞室开挖支护是目前水电开发中亟待解决的重大课题,本文参照官地水电站2#尾水洞岔洞开挖支护施工成果,对高地应力区特大跨度岔洞开挖支护施工技术进行整理分析,为今后这一类工程的设计与施工提供代表性的工程实例与参考资料。     

超长混凝土结构的无缝设计与施工

利用膨胀混凝土在结构中产生一定的预压应力来抵抗混凝土收缩变形产生的拉应力,从而防止或减小超长混凝土结构在施工阶段,由于温度的变化产生较大的温度应力引起的收缩裂缝,通过合理布置膨胀加强带以取代后浇带,从而达到连续浇筑的目的。结合具体工程,介绍了超长混凝土的无缝设计与施工的具体应用。     

锦屏一级水电站大坝高压、高流速流道钢衬接触灌浆施工技术

锦屏一级水电站大坝设置2个放空底孔和5个泄洪深孔,其中放空底孔底部高程位于EL1750.00m,放空底孔布置有钢衬,钢衬断面均为矩形,包括渐变段和水平直段,其水平直段断面净尺寸为5.0m(宽)×9.2m(高),出口高度向下收缩至6.082m(净高尺寸);泄洪深孔底部高程EL1792.0m,泄洪深孔布置有钢衬,断面均为矩形,泄洪深孔包括渐变段和水平直段,其水平直段断面净尺寸为5.448m(宽)×9.2m(高),出口高度向下收缩。钢衬由顶衬、侧衬和底衬组成,施工为先进行钢衬安装,后进行混凝土浇筑,最后进行钢衬的接触灌浆施工。     

超大直径钻孔灌注桩成桩过程的钢护筒受力分析

建在江河湖泊中的深水大跨越输电塔多采用大直径钻孔灌注桩基础,钢护筒是保证灌注桩成孔与成桩质量和安全的重要部件.结合苏通长江大跨越输电塔设计方案中的超大直径钻孔灌注桩工程,运用有限元分析软件ABAQUS,对超大直径钻孔灌注桩成桩过程进行数值模拟分析,研究江中超大直径钻孔灌注桩成桩过程中钢护筒的受力性能.研究表明,钢护筒应力随钻孔深度增加而增大,钢护筒内浇筑混凝土后随混凝土凝结和硬化而逐渐减小.成桩过程施工的最不利工况为钻孔完成后浇筑混凝土前阶段,此工况下钢护筒应力达到最大值,建议以此工况作为钢护筒结构设计的控制工况.钢护筒成桩后的施工应力最大值占钢材强度设计值的24.7%,建议结构设计若选用钢护筒参与桩身受力方案,应考虑施工应力.