寒潮冷击作用下堆石坝混凝土面板温度应力研究

本文结合公伯峡混凝土面板堆石坝,针对施工期可能发生的最不利寒潮情况,进行了寒潮期间面板温度场和温度应力的全过程有限元仿真分析。结果表明,在寒潮冷击作用下,面板表面及中心的温度将随着寒潮的发生而持续降低,其中面板表面温度降幅最大此时面板表面和中心均出现拉应力,面板表面的最大主应力大于面板中心的最大主应力;面板表面和中心的最大主应力均发生在面板中部,即高程约为坝高一半的位置;采取保护措施可以明显削减寒潮始末的降温幅度及最大主应力增幅,保护措施越强其削减效果越好。

多次寒潮冷击下薄壁闸墩施工期力学特性分析

气温骤降引发的寒潮冷击对混凝土结构受力状态有明显影响。鉴于寒潮在出现时期、连续发生次数上有不同特性,分别从温度场及应力场等角度,结合实际工程,研究了施工早期与后期寒潮及连续寒潮冷击下薄壁闸墩结构的受力特性。研究表明,早期寒潮冷击下,闸墩温度波动大,但应力波动小;后期多次寒潮冷击下,温度波动小,但应力波动幅度大,易导致闸墩表面开裂。

细长拉刀的冷击校正方法

对细长拉刀在自然变形后,采用冷击低点进行校正的工艺方法进行了说明。

蓄水冷击对景洪水电站碾压混凝土坝上游面温度及应力的影响

景洪水电站碾压混凝土重力坝最大坝高11om，最大底宽70m。为保证首台机组顺利投产，进度要求2008年4月蓄水，此时天然河道来水水温较低，坝体内部混凝土温度较高，较大的温差将使上游坝面混凝土产生较大的拉应力，且增加坝体混凝土产生表面裂缝的几率。本文着重分析蓄水冷击对上游坝面的温度变化和应力状态的影响，提出采取补充冷却措施，以减小蓄水冷击对坝体的损害。

上犹江溢流坝段闸墩裂缝成因和结构安全影响研究

采用材料力学和有限元数值仿真计算法,对始建于1955年的上犹江重力坝溢流坝段闸墩上的竖斜向和水平向裂缝的成因进行了研究。仿真计算表明,这些裂缝除了当时冷缝施工处理不好和墩内设置母线洞的设计缺陷外,主要是由施工期温度应力和运行期寒潮冷击与夏季低温库水泄洪冷击所致,并认为至今裂缝开裂程度基本已经稳定,对结构静力安全没有明显影响,但鉴于结构耐久性考虑,需要尽早进行灌浆加固处理,并要特别强调裂缝处理的防渗要求,防止墩内钢筋锈蚀所引起的混凝土破坏。

基于分布式光纤的混凝土低温入仓监测试验及分析

高温季节浇筑混凝土时,气温和太阳辐射对已浇筑仓的表层混凝土温度影响大。采用分布式光纤对已浇筑仓混凝土受新浇筑混凝土的冷击过程进行实时在线监测,并建立有限元模型进行温度场及徐变应力场的反馈分析。分析表明,高温季节浇筑低温混凝土,在浇筑仓表面养护效果差的情况下,将导致下层混凝土表面温度在短时间内降低10℃以上。

小温差冷却对大体积混凝土温度应力的影响效应

提出了大体积混凝土采用小温差冷却的方式,以有效降低水管周边混凝土温度梯度,减小温度应力,防止水管周边混凝土早期温度裂缝的产生。为验证小温差冷却的影响效应,本文采用三维有限元热流耦合算法,对传统低温通水冷却和小温差变温通水冷却分别进行了研究。结果表明:传统低温通水冷却水管周边混凝土温度梯度大、温降速率快,混凝土浇筑早期温度应力易超过同期的允许应力;小温差变温通水冷却水管周边混凝土温度梯度小、温降速率慢,改善了水管周边混凝土早期温度应力,避免混凝土因遭受冷却水的冷击而形成早期裂缝。小温差变温通水冷却方式将成为大体积混凝土通水冷却的发展趋势。

寒潮对碾压混凝土重力坝的影响性分析

根据碾压混凝土重力坝设计和施工组织安排，采用三维有限元浮动网格法对遭遇寒潮冷击时坝体的温度场和应力场进行了仿真计算。如不采取任何温控措施，寒潮冷击必然会给坝体上下游面带来破坏性的影响。计算结果表明，对刚刚浇筑的混凝土表面加强保护可防止产生大量的裂缝。

大体积混凝土后期裂纹成因分析

为减小大体积混凝土后期裂纹的产生,以某38m钢-混结合梁悬索桥北岸重力式锚碇为背景,对造成后期裂缝的成因进行分析。分析结果显示:分层龄期差造成上层混凝土的收缩受到下层混凝土的约束,从而使上层混凝土的底部承受较大的拉应力;外部温度在短时间内降低时产生的冷击效应导致混凝土表面产生附加拉应力;混凝土自身的收缩是由于混凝土膨胀剂掺量不足;结构自身抗温变构造钢筋不足,导致结构自身抵抗开裂的能力偏弱。

基于数值仿真的悬索桥锚碇温度敏感性及开裂成因分析

为了解决悬索桥锚碇在运营期间的开裂问题,针对一座运营10余年、大跨径悬索桥混凝土锚碇逐年增长的裂缝,从索力、环境、材料、施工等多方面因素全面开展了分析。采用大型空间有限元软件建立了锚碇精细化数值模型,模型能够模拟主缆索股力传递给锚体混凝土的真实受力状态。充分考虑桥址环境特点,考虑6种温度工况对锚碇进行了温度敏感性仿真分析,分析了不同温度工况下锚碇结构的应力分布。结果表明:锚碇开裂与锚杆力作用相关性不大;在工况2下整体升温20℃,锚碇侧墙主拉应力达到容许应力1.5倍;工况6下锚碇表面混凝土由40℃骤降为20℃,锚碇侧墙主拉应力达到容许应力的2.4倍;在内外约束双重作用下,冷击效应导致锚碇混凝土表面温度骤降产生“内约束裂缝”,整体升温导致锚碇混凝土膨胀产生“外约束裂缝”,这两种类型裂缝一般为深层裂缝和增长裂缝,该锚碇侧墙竖向裂缝最大深度达到6 cm;环境和施工因素是造成横向施工开裂的主要原因。最终采用外包带防裂钢筋网的高性能混凝土对锚碇进行了加固,后续观测效果良好。