钢衬钢筋混凝土坝后背管管坝接缝面安全评价

总结了钢衬钢筋混凝土坝后背管管坝接缝面的构造方式,分析了接缝面的破坏机理,指出地震作用组合工况下接缝面主要有沿缝面的剪切破坏模式和垂直缝面的受拉破坏模式。针对这两种破坏模式,建立了基于接缝面应力状态的极限状态设计表达式,用于对接缝面做结构设计和安全评价。算例分析表明,高烈度地震作用使接缝面呈现较大的拉剪应力状态,采用台阶形键槽并配置适量锚筋可使接缝面满足安全要求,管道与坝体能可靠地联合承载。

坝体变位和内水压力对坝后背管结构应力的影响

用三维接触单元模拟背管与坝体接触面,分析坝体变形和内水压力对李家峡坝后背管结构应力的影响。坝体变位对背管结构轴向应力的影响表现为上部为拉应力下部为压应力,并且拉应力由背管的上弯段向下弯段逐渐减小,部分轴向拉应力值大于混凝土设计抗拉强度;背管内水压力对背管结构环向应力的影响表现为环向拉应力,并且管腰外缘和管顶内缘混凝土环向拉应力是混凝土设计抗拉强度的2-4倍。根据应力的大小分布可以确定,坝体变形是背管产生较大轴向拉应力的主要因素,是产生环向拉应力的次要因素;内水压力是使背管产生较大环向拉应力的主要因素,是产生轴向拉应力的次要因素。

坝后背管承载性能研究进展

以理论分析法、模型试验与原型观测法、有限单元法为线索总结了近年来坝后背管承载性能的研究成果。重点评析了管道外包混凝土开裂前后应力状态的计算方法、外包混凝土裂缝宽度的计算方法、提高管道耐久性的措施、有限单元法在坝后背管中的应用。提出了需要进一步深入研究的问题,包括合理的钢材配置计算方法、钢衬外包混凝土裂缝控制研究、非线性承载性能和破坏机理研究、动力承载性能研究、温度控制和温度应力分析、新型材料和新型结构型式研究等。

坝后背管结构力学弹性中心法的应用

简要介绍了坝后背管结构力学弹性中心法,并利用结构力学弹性中心法对国内外已建坝后背管工程和地面外包混凝土钢管工程进行结构分析和配筋优化。分析发现,坝后背管外包混凝土的外圈钢筋应力大于内圈钢筋应力和钢管应力,外包混凝土厚度设计基本合理,但在钢筋布置上值得进一步优化。结构力学弹性中心法计算结果可靠,方法简便。

金安桥水电站坝下游面管道结构与抗震分析研究

混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土管道既是一种新型的布置方式,又是一种新型的结构形式。结合金安桥水电站工程实际,对高地震区混凝土坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的结构特性进行了研究,提出了相应的工程措施。研究结果表明,在高地震区采用此种形式的混凝土管道结构上是可行的,只要措施得当,可以确保工程安全。

坝体与背管结构相互作用分析

基于李家峡坝体径向变位观测资料,用三维非线性有限元分析坝体与坝后背管结构的相互作用。结果表明:坝体变位使背管上弯段附近外包混凝土产生0.0～2.33MPa的轴向拉应力,使管腰产生0.2～3.1MPa的剪应力,使背管与坝体接缝面产生0.05～1.20MPa的剪应力;背管对坝体有很小的支撑作用,管内内水压力使坝体有向下游变形的趋势,但对坝体应力的影响不大。因此,坝体变位和管内内水压力分别是背管产生轴向拉应力和环向拉应力的主要因素。

坝后背管承载安全性能研究

采用钢筋混凝土非线性有限元法,考虑混凝土软化和分期施工过程,研究了某坝后背管的管坝接缝面应力状态、管道钢材应力和管道外包混凝土裂缝宽度,并且针对调速系统误操作引起的超载作用,研究了背管内水压超载破坏过程,评价了管道的承载安全性能,提出了减少配筋量和提高结构安全度的措施。研究表明:管道设计方案能够安全承载,结构的内水压超载安全系数为2.03;在规范"轴对称"配筋设计方法基础上,管道约束区可适当减少配筋量,环向断面不同位置可采用不同配筋量;提高主变平台以上局部管道的混凝土标号,可使结构破坏形式由局部失稳转化为整体失稳或强度破坏,能提高结构的整体安全度。

对地下工程背水面防水的认识

比较了地下工程背水面防水和迎水面防水对防水材料的不同要求,分析了背水面防水的特殊性以及选材要求。

下游坝面管道非线性有限元全过程分析

通过建立钢筋混凝土非线性有限元分析程序的数学模型,对典型的钢衬钢筋混凝土下游坝面管道结构,在设计内水压力作用下的屈服、开裂与破坏进行了全过程分析,并与实验及简化方法进行了对比分析。

长江三峡工程技术咨询的思考与探讨

介绍参加长江三峡枢纽背管工程技术咨询活动,阐述长江三峡枢纽背管工程科研与设计创新点,提出值得注意的问题,以及准确、灵活使用规范的重要性。

重力坝坝身管道布置形式对其抗震性能的影响

为研究重力坝坝身管道布置形式对管道抗震性能的影响,对浅埋式背管、联合承载坝内埋管和设垫层坝内埋管3种布置形式分别建立了管道与大坝整体三维有限元模型,采用时程分析法进行地震响应分析。研究表明:3种布置下钢管的动应力均较小,管道布置形式对其影响不大;管道混凝土腰部和顶部的动应力均较大,属于结构抗震薄弱环节;当管道部分露于坝体之外时,管道上弯段和斜直段动应力较大,特别是上弯段是抗震最不利之处;将管道全部埋入坝体能有效减小上述管段应力,抗震优势明显,钢管外是否设垫层影响很小。

国外水泥基渗透结晶型防水材料的研究与发展

介绍了水泥基渗透结晶型防水材料的产生与发展、防水机理和防水层构成等；对其材料特性及用途作了分析评价；介绍了进入中国市场的情况及主要品种；论述了防水工程界关注的质量控制及相关检测情况，特别是它的适用范围及施工注意事项。

某水电站坝下游面浅埋管设计

位于高海拔、高地震烈度区的引水压力管道选择保温效果好、抗震性能好的布置和结构型式非常重要。通过对坝下游面浅埋管和坝后背管进行技术经济比较,选择坝下游面浅埋管型式布置。采用三维有限元法对比分析坝下游面浅埋管钢衬钢筋混凝土与坝体联合受力、钢衬钢筋混凝土联合受力和钢管外包垫层三种结构型式,分析结果表明,采用浅埋管钢管外包垫层的结构型式时,管道周边坝体、钢衬、外包混凝土、管坝接缝应力、裂缝等均满足要求。研究成果可供类似工程参考。

生态坝坡在混凝土面板堆石坝中的应用

为了进一步践行习近平生态文明思想,深入推进贵州"大生态"战略行动,建绿色工程、走创新之路,笔者通过对下坝水库混凝土面板堆石坝下游坝坡生态化研究与结构设计,开展了由传统的坝坡向生态式坝坡优化调整的探索与应用,成功提出了一种在确保大坝主体结构安全、稳定的前提下,实现大坝与环境融合的生态式混凝土面板堆石坝下游坝坡处理的方案。该方案能使建筑物与环境协调,在有效地就地利用工程弃渣的同时也为坝后交通创造了有利条件,还节省了建设工期和工程投资,效益显著。

运行条件对拱坝下游面水平裂缝的影响

本文回顾了几座混凝土拱坝在运行期,下游面中、上部位产生水平裂缝,和已有水平裂缝不断扩展的经过。根据实测资料,反馈分析了环境温度和运行水位对这种裂缝的影响机制,指出高温、低水位又紧接低温、低水位组合条件,对于下游面水平裂缝的产生或扩展,都是不利运行状态。在总结处理效果正反经验的基础上,得出了以下结论:由于下游面水平裂缝是受环境温度和运行水位影响的不稳定活缝,采取工程处理措施的同时,必须消除不利的运行组合条件,否则,将难于达到预期处理目的。

某高沥青混凝土面板堆石坝下游堆石料碾压试验研究

某抽水蓄能电站上水库主坝最大坝高182.3 m,大坝基础地质条件及填筑料料源岩性复杂,工程建设技术难度大。大坝下游堆石区填筑料为上水库石料场开采的弱、微风化白云岩与全、强风化玢岩混合料,在招标设计阶段和施工图阶段,分别开展了碾压试验,根据碾压试验结果提出了合理可行的施工方案,为大坝顺利填筑奠定了基础。碾压试验结果表明,对于高堆石坝来说,采用重型碾压设备进行大坝碾压施工,可大大提高施工效率,较好地控制大坝变形,保证大坝填筑质量;同时,在大坝填筑过程中,应严格控制混合料在加水站的加水量。

水布垭趾板下游防渗板抗浮稳定分析

混凝土面板堆石坝工程实践表明,一般情况下,趾板不存在抗浮稳定问题。水布垭趾板采用了"标准板+X"的设计思想,即由上游标准板和下游防渗板组成。标准板与常规趾板一样,不存在抗浮稳定问题;而防渗板在我国面板坝实践中尚属新生事物,在上下游水压作用下,通过面板及堆石体传递给防渗板的压力到底有多大,防渗板究竟能否满足抗浮稳定要求,有必要加以研究。

宜兴抽水蓄能电站上水库主坝下游堆石区设计优化

针对宜兴抽水蓄能电站上水库主坝建在倾斜基础面上的特点,为避免下游堆石体后期沉降过大,对下游堆石区设计进行了优化。下游堆石区改为主堆石Ⅱ区,并将高程426.50 m以下的贴坡堆石体设计为"增加变形模量区",其压实标准高于主堆石区;坝体下游堆石填筑施工超前于上游堆石。原型观测数据和反演分析成果表明:"增模区"变形模量显著提高,主坝变形很小;下游堆石区的优化对于减少坝体不均匀沉降、减少上游面板开裂,以及减少堆石体对下游重力挡墙的土压力起到了重要作用。

近距离煤层下行开采工作面复合导水裂隙带高度研究

为研究近距离煤层下行开采工作面复合导水裂隙带发育高度,以某矿下行开采工作面为研究背景,采用工程地质调查、理论计算、数值模拟等手段进行了研究,研究结果表明:上工作面开采后形成的导水裂隙带高度为27.9 m;当层间距小于下工作面垮落带高度时,下工作面开采过程中,上工作面开采所形成的导水裂隙带会二次发育,两工作面复合导水裂隙带高度为48.4 m,大于两工作面间岩层厚度+上工作面采高+上工作面导水裂隙带高度,下行开采两工作面复合裂采比值为12.1。

长湖水电站大坝下游坝面、岸坡淘刷加固处理

介绍长湖大坝下游坝面及两岸岸坡淘刷加固处理工程施工情况,重点是施工方法、工艺流程、质量控制及处理效果。