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水利工程论文-重力坝加高的温度应力问题.doc

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水利工程论文-重力坝加高的温度应力问题.doc

水利工程论文-重力坝加高的温度应力问题摘要:大坝的加高将成为未来水利建设的重点之一。重力坝加高中往往会出现三个影响坝体质量和受力的问题:坝踵应力恶化、新老混凝土结合面开裂及坝体下游面裂缝。本文讨论和分析了出现这三个问题的主要原因及解决这些问题的基本思路。通过对丹江口大坝加高的三维仿真分析,探索了通过温度控制解决加高问题的基本方法及可行性。结果表明,通过新混凝土的超冷、保温并选择适当的施工措施,可以改善坝踵应力状态,同时保证新老混凝土的结合面的大部分保持结合状态,从而保证新老混凝土的共同受力。关键词:重力坝有限元温控仿真分析1前言水资源短缺将成为制约我国可持续发展的一个重要因素,随着水资源的不断开发,适合建坝的新坝址越来越少,由于需水量的增长和水库淤积的发展,已建的以供水、灌溉等为目的水库越来越不满足生产与生活用水对水资源的需求,因此己建大坝的加高,将成为未来大坝建设的一个重要任务。大坝加高在国外已有许多工程先例,如委内瑞拉的古里坝,日本的王泊坝、川上坝、新中野坝,美国的也尔奇坝,印度的科伊纳大坝,瑞士的大狄克桑斯坝等[1]。我国大坝加高的实例相对较少,位于大连市郊的英那河大坝加高己于2001年开工,南水北调中线方案的龙头工程——丹江口大坝的加高将于近期施工。重力坝加高会带来三个主要问题,即老坝应力恶化、接合面开裂及新混凝土表面裂缝。传统上重力坝的加高主要关注老坝体应力恶化的问题,即由于新浇混凝土的温降收缩在老坝体内引起拉应力从而使坝体应力恶化。解决方法主要从减小新混凝土收缩的影响入手,如在新混凝土内预留竖直宽槽、新老混凝土结合面处设置滑动缝等[2,3],这些方法施工复杂,且只能解决新混凝土沿坝坡方向的收缩带来的不利应力。加高带来的附加应力分析方法也以简化的算法为主,文献[4]早在上世纪60年代即推导了重力坝加高附加应力的材料力学和弹性力学算法,近期的加高计算开始采用仿真分析的方法,但仍限于平面问题,不能全面地把握加高后的应力问题。本文通过加高过程的三维仿真分析,研究通过温度控制措施解决加高问题的基本方法。1重力坝加高带来的问题1.1坝踵应力恶化问题新浇混凝土由于水化热的作用温度会升高,后期由于表面散热将会下降到准稳定场。升温时混凝土龄期短、弹模小而徐变大,且影响仅局限于新浇混凝土附近的局部坝体,不会引起太大的压应力。但温降时往往坝体已浇筑完成,新混凝土因温降而收缩,

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