双曲拱坝不同封拱温度下的等效应力法分析

拱坝内部应力对安全性影响较大,坝体内部过大的温度应力易引起较大的安全隐患。本文以陕西省东庄水利枢纽工程混凝土双曲拱坝为研究对象,考虑不同工况下的坝体温度应力变化,使用有限元等效应力法分析封拱温度对坝体最大主应力和位移的影响,通过拱冠梁截面应力对比有限元法和有限元等效应力法的差别,进而得到最佳的双曲拱坝封拱温度场,确定合理的封拱方案,可为碾压混凝土高拱坝封拱温度场的设计提供参考。

寒冷地区特高拱坝夏季封拱灌浆问题研究

由于工程进度的制约,夏季封拱灌浆常常不可避免。寒冷地区封拱温度低,夏季气温与封拱温度的差值大,夏季封拱时外界热量倒灌导致表层混凝土不能冷却至封拱温度。为此,运用有限元仿真分析方法研究了寒冷地区高拱坝夏季封拱灌浆问题。仿真计算结果表明,表层混凝土不能冷却至封拱温度,会导致冬天时较大的温差以及温差沿坝厚方向较大的梯度,从而产生表面高应力。加强表面保温、加强表层混凝土冷却、运用表面洒水喷雾等措施能减小夏季辐射热等措施能降低表层混凝土的温差荷载,进而减小表面高应力。

RCC拱坝的封拱温度与温度荷载研究

在对RCC拱坝封拱温度与温度荷载特点分析的基础上,用4座不同坝高的RCC拱坝分别以坝体多年平均温度和由仿真分析计算得到的蓄水时的实际温度作为温度荷载的计算起点,用有限元等效应力法计算不同坝高的坝体应力,根据计算结果讨论不同坝高时RCC拱坝的封拱温度与温度荷载。计算表明,以多年平均温度作为封拱温度计算温度荷载与仿真方法计算的温度荷载的差距随着坝高的增大而增大。对于100m以上的拱坝应该用仿真分析的方法研究温度荷载,以确定真实的封拱温度;不进行二期水冷和封拱灌浆时,对于100m以上的高拱坝,要进行充分论证,一般坝踵可能会出现较大拉应力而引起坝踵开裂;对于RCC高拱坝应采用冷却水管和分缝相结合的方式,在蓄水前通过二期水冷使坝体温度下降到设计封拱温度后进行封拱灌浆,以减小运行期的温度荷载。

拱坝封拱灌浆盖重区目标温度分层梯度优化研究

拱坝横缝灌浆时,为保证横缝张开度,除灌区混凝土要降至封拱温度外,灌浆区上部盖重区混凝土温度也要达到规定值。盖重区混凝土温度对灌浆区横缝张开度的影响与盖重区至灌浆区的距离有关,因此对盖重区分层提出冷却目标温度是合适的。以拉西瓦拱坝为例,运用仿真分析方法,针对盖重区不同目标温度的影响进行了研究。研究结果表明,将9 m盖重区分成3层,每层的目标温度分别提高1、2、3℃,对灌浆区横缝开度和后期应力无显著影响;沿高程设置一定梯度的目标温度,可有效降低灌浆冷却时的上下层温差,减小温度应力,大大减少灌浆冷却时间和成本。

拱坝封拱温度的分层确定法

本文根据可靠性理论,提出了一种分层确定拱坝封拱温度的方法。这为合理地确定封拱温度提供了理论依据和分析手段。

考虑封拱灌浆过程的高拱坝施工期仿真分析

混凝土拱坝施工过程中,结构体系的转变、坝体材料性质的变化和外荷载的变化,对拱坝应力和横缝状态具有一定的影响,为此,采用有限元方法,考虑横缝的接触非线性,模拟了分期封拱灌浆过程和提前蓄水过程,并对某高拱坝施工期温度场、应力场和灌浆前横缝开度变化作了较为全面的计算预测分析。分析认为,水管冷却过程及冬季上游蓄水时可能产生较大拉应力,值得引起注意,另外还得到了缝宽在拱圈方向的分布规律。

基于遗传算法的拱坝封拱温度场及体形综合优化研究

拱坝的优化设计属于复杂优化问题,其目标函数、约束条件函数都是非线性的。尽管传统优化方法较多,但都存在或多或少的缺点,影响优化结果,为此,将寻优能力很强、具有全局最优解的遗传算法应用于拱坝封拱温度场及体形综合优化中,优化实例表明,采用遗传算法的优化设计结果优于多目标非线性优化法的优化结果,且计算过程稳定,通用性强。

淋溪河拱坝封拱温度建议值确定方法研究

根据淋溪河拱坝地形、地质以及气候资料,结合拱坝规范利用有限元计算了拱坝稳定温度场。依据经验初步拟定了3组封拱温度方案,通过对坝体应力分析计算,最终确定出对坝体应力最有利的封拱温度,可为后续设计和施工提供理论和技术支持。

碾压混凝土拱坝封拱温度场的仿真分析

混凝土坝的裂缝是一个带有普遍性的现象,因此有"无坝不裂"的说法。在大坝裂缝事故中,除少数裂缝是因结构不合理或地基不均匀沉降引起之外,大部分是由温度应力引起的。目前,普遍采用的拱梁分载法计算拱坝温度荷载难以描述拱坝在荷载作用下开裂状态。基于这一点,本文采用ANSYS有限元数值仿真技术、考虑混凝土材料的非线性,对某处于初设阶段的碾压混凝土拱坝采用混凝土多参数强度准则(非线性有限元法)进行计算。根据初设阶段资料和混凝土拱坝设计规范的要求对大坝关键部位进行等效应力计算并分析坝基面开裂状况,并对大坝封拱温度取值进行专门分析。在满足应力控制标准和施工可行的情况下提出合理的特征拱圈封拱温度值,以供设计人员参考。

锦屏拱坝最优封拱温度场研究

四川省锦屏混凝土双曲拱坝最大坝高305m,是世界上拟建的最高拱坝。采用多目标非线性规划方法对锦屏拱坝最优封拱温度场进行了研究。研究结果表明,通过封拱温度场的优化使大坝应力、稳定得到明显改善,优化效果明显。与成都勘测设计院初步确定的封拱温度场相比,建议的优化方案5和17的主压应力分别减少0.087和-0.162MPa,主拉应力分别减少0.549和0.416MPa,稳定参数分别提高2%和3%以上。

拱坝封拱温度场多目标线性规划方法研究

本文在引进拱坝应力分析单位荷载法的基础上，建立了拱坝封拱温度场多目标线性规划的优化模型，并利用该模型求解了位于南方典型气候条件下的某拱坝最优封拱温度场．实例应用表明，所建模型合理可行，优化效果明显．

拱坝封拱温度场及体形综合优化方法

本文以拱坝体形参数及封拱温度场为优化的设计变量，以坝体混凝土、基础开挖及冷却总费用为目标函数，以安全要求及可实施性要求为约束条件，建立了拱坝封拱温度场及体形综合优化的单目标非线性规划模型．算例结果表明模型合理，方法可行．

封拱温度场对青龙RCC拱坝极限承载能力的影响

温度作用是拱坝承受的主要荷载之一,直接影响拱坝的应力及稳定。从拱坝温度作用影响因素切入,指出控制封拱温度场是可人为调整温度作用的有效措施,并针对湖北省青龙高拱坝施工过程中提出的4个封拱温度场方案,采用弹塑性有限元方法,基于Drucker-Prager准则,利用强度储备系数法,分析青龙RCC拱坝在降强过程中的渐进破坏模式及强度储备系数变化规律,研究封拱温度场对青龙RCC拱坝极限承载能力的影响,并评价拱坝抗滑稳定的安全度。结果表明,各封拱温度场下,随着封拱温度的增高,青龙RCC拱坝在降强过程中塑性区的发展速度变快,但最终溃坝的强度储备系数不变。

高纬度常态高拱坝三期冷却及封拱灌浆方案选择与应用

某水电站高拱坝地处高纬度地区,由于寒潮频繁,造成坝体供水管路保温防护困难。经实践研究,制定了分时段灌浆,搭设保温棚,增设热源等保温方案,按时完成了坝体三期冷却通水和封拱灌浆。经监测数据分析,灌浆方案选择合理,措施得当,冷却温度达到设计要求,所得经验可供类似工程参考。

无横缝碾压混凝土拱坝封拱温度的研究

目前,对于通仓浇筑的无横缝碾压混凝土拱坝,其封拱温度的计算均采用施工过程中的最高平均温度作为其封拱温度,这是一种偏安全的算法,因为这样就忽略了碾压混凝土在水化热温升过程中产生的压应力可以抵消一部分在后期温降作用下产生的拉应力。为了确定无横缝碾压混凝土拱坝的封拱温度,首先采用二维温度场差分解法原理,编制施工期的温度场程序,计算出在施工过程中拱冠梁剖面处温度场的变化过程,然后通过增量法求出典型点应力为零的时刻,并将此时拱圈截面的平均温度作为该层拱圈的封拱温度。通过高云山拱坝的工程实例,将两种算法的结果进行了比较,证实了传统算法"偏安全"的判断,从而为无横缝碾压混凝土拱坝封拱温度的研究提供了一定的参考。

拱坝封拱温度场人工冷却参数设计方法研究

采用优化方法确定最优拱坝封拱温度场，并选择合理的人工冷却方式和参数，可以减小温度荷载对坝体应力、稳定及变形的不利影响。重点讨论了拱坝封拱温度场沿坝厚方向呈梯度分布时有关人工冷却参数的理论推导公式，并依据不同情况下的计算结果，绘制出参数关系曲线供工程实际应用；同时，给出了单向通水冷却参数设计的方法和算例。作者通过大量实例分析指出：采用二阶段的后期冷却方式，一般可达到设计上可能遇到的具有各种要求的封拱温度场。

基于封拱温度的无横缝砌石拱坝裂缝成因及对策研究

未设横缝砌石拱坝在遭遇外界温度剧烈变化时,由于坝体内外温差过大,常导致拱圈开裂。通过分析不同封拱温度场对砌石拱坝应力的影响规律,指出封拱温度选择不当是导致温变时坝体内外温差过大的主要原因,并建立了安全封拱温度计算模型。实例证明,采用该模型选取安全封拱温度,可避免坝体内外温差过大,有效控制温度裂缝。该研究对砌石拱坝设计及施工具有一定的实用价值和推广价值。

大花水水电站碾压混凝土拱坝封拱温度分析

温度荷载是拱坝最主要的荷载之一,目前,通常采用计算常态混凝土温度荷载的方法计算RCC拱坝,这低估了温降的作用。以大花水电站拱坝温度荷载计算为例,对碾压混凝土拱坝的作用进行讨论,建议通过仿真分析方法确定封拱温度,在仿真成果基础上总结出一套计算RCC拱坝温度荷载的方法和理论。

某高拱坝施工期封拱蓄水高度研究

针对某高拱坝施工期提前蓄水问题,采用有限元分析方法,结合ANSYS分析软件建立三维有限元计算模型,通过等效应力法及抗滑稳定相关程序研究拱坝施工期封拱蓄水高度。结果表明,高拱坝在施工期最高蓄水位情况下封拱高度可控制在浇筑高度4/5以上,通过边浇筑边封拱的施工程序,对已浇筑坝体进行部分封拱,能改善静水荷载作用下的坝体应力,进而达到提前蓄水的要求。

清江隔河岩上重下斜封拱式重力拱坝安全监测反馈

为适应清江隔河岩坝址特殊的自然条件 ,清江隔河岩大坝设计创造性地采用了三心单曲、上重下斜封拱式重力拱坝坝形。通过对该大坝运行以来的安全监测资料的分析 ,并结合大坝设计的具体情况 ,研究了大坝的安全裕度。通过对监测资料的反馈 ,分析了大坝设计思想的合理性 。