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混凝土面墙在碾压混凝土重力坝中的应用研究

范承存  
【摘要】: 碾压混凝土坝有许多优点,目前成为许多工程的首选坝型。与传统的施工模板相比,混凝土面墙技术具有能够适应碾压混凝土重力坝快速施工等优点,已在美国上静水坝、泰国科隆塔丹坝等工程中成功使用,国内目前尚未使用,与混凝土面墙技术相关的工程资料和坝体结构的计算分析资料较少。为了开发、应用这一技术,中国水利水电第十五局和西安理工大学合作对混凝土面墙在碾压混凝土重力坝中的应用课题开展了研究。 本课题为合作课题的子题,主要以使用混凝土面墙的碾压混凝土重力坝坝体为研究对象,采用三维有限元温度场、应力场计算的基本原理,对整个坝体在施工期和蓄水期进行了分析。坝体的施工仿真计算按热-应力耦合,模拟了施工过程,考虑了混凝土分层浇筑、入仓温度、浇筑厚度、施工间歇期、水化热、材料的不同分区等影响因素,探讨了整个坝体施工期的温度场和综合应力。蓄水期重点对面墙和坝体的接触部分做了面-面接触分析,计算中考虑了自重、静水压力等对坝体结构的影响,探讨了整个坝体的应力、变形。 文中结合实际工程——龙桥水电站工程二道坝(应用混凝土面墙的碾压混凝土重力坝),采用ANSYS软件对其坝体进行了计算,得到的主要结论为:施工期坝体靠近上下游面的温度梯度较大,建议采取一定的措施,以避免上下游面出现裂缝;蓄水期坝体和面墙之间的错位值很小,坝体不会因为错位而遭到破坏;在施工期和蓄水期坝体应力变形满足使用要求。 研究结果表明,混凝土面墙作为碾压混凝土重力坝坝体的一部分,其应力、变形满足重力坝的使用要求。本次计算和分析结果对实际工程有一定的指导意义和应用价值。


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