分析混凝土齡期在二期冷卻過程中對溫度徐變應(yīng)力的影響

　　摘要：混凝土拱壩二期冷卻一方面是為橫縫的接縫灌漿創(chuàng)造條件,另一方面也可以達(dá)到調(diào)整壩體應(yīng)力狀態(tài)的目的.拱壩每個壩段均不設(shè)縱縫,一期冷卻散熱量受到限制,所以混凝土二期冷卻的任務(wù)十分繁重.為了研究混凝土不同齡期在二期冷卻過程中對溫度徐變應(yīng)力的影響,本文以某拱壩為背景,采用三維有限元法對拱壩施工期溫度場及溫度應(yīng)力進(jìn)行全過程仿真分析。計算中,混凝土二期冷卻齡期不同，但冷卻水溫、冷卻時間等重要參數(shù)相同的情況下得出混凝土不同齡期在二期冷卻過程中對溫度徐變應(yīng)力的影響規(guī)律。其結(jié)論對設(shè)計單位制定溫控措施及灌漿方案具有參考價值；為施工單位根據(jù)當(dāng)時的特定需要，進(jìn)行二期冷卻提供了依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：仿真分析 齡期 二期冷卻

　　1.概述

　　某水電站以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、攔沙、航運(yùn)等綜合利用效益。

　　水庫流域面積113300km2，水庫庫容1491.4 億m3，電站裝機(jī)容量4200MW（6 臺，單機(jī)容量700 MW），多年平均發(fā)電量188.9 億kw.h，保證出力1854MW。屬I 等大（1）型工程。樞紐由混凝土雙曲拱壩，右岸引水發(fā)電系統(tǒng)，泄洪隧洞，水墊塘和二道壩組成。大壩為拋物線型變厚度雙曲拱壩，最大壩高292m，壩頂高程1245m，最大底寬73m，壩頂寬度12m，厚高比0.238，壩頂中心線弧長922.74m，弧高比2.7。大壩共分43 個壩段，42 條橫縫，其中河床壩段4 個，岸坡壩段39 個。大壩采用邊澆筑，邊冷卻，邊封拱灌漿，邊蓄水的施工方式。

　　混凝土壩的體積龐大，施工中常用縱橫接縫把壩體分成許多柱狀塊體，并以水平施工縫將柱狀塊分成許多澆筑層。分縫分塊有兩個目的:一方面是為了便于施工，將龐大的壩體逐塊逐層地進(jìn)行澆筑；另一方面是為了防止裂縫，用事先設(shè)計好的備用鍵槽和灌漿止水設(shè)備的人工縫去代替雜亂的自發(fā)的裂縫[1]。混凝土拱壩橫縫的灌漿一方面受季節(jié)的限制,另一方面受縫面張開度的影響。因此模擬混凝土施工過程確定二期冷卻開始的混凝土的最佳齡期是有必要的。

　　2．計算方法

　　本工程是反饋分析，為了研究混凝土齡期在二期冷卻過程中對溫度徐變應(yīng)力的影響更符合實際要求，我們在進(jìn)行溫控仿真分析建模時按施工中跳倉的實際順序進(jìn)行模擬，形成20節(jié)點的有限元模型。

　　2.1 計算模型

　　本文以某拱壩典型壩段950m～985m范圍內(nèi)澆筑的混凝土為研究對象[3]，整壩段剖分單元17248個，節(jié)點80998個。?