河湾电站mgo混凝土拱坝温度应力仿真分析

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1、第5O卷第5期甘肃水利水电技术Vo1．50．No．52014年5月GANSUWATERRIOURCESANDIY1)ROPOWERTECItNOLOGYMay，2014·设计与研究·河湾电站MgO混凝土拱坝温度应力仿真分析王云飞，李怀斌(贵州新中水工程有限公司，贵州贵阳550001)摘要：利用外掺M混凝土的膨胀特性，可zA'有效补偿拱坝施工期温度应力，可以取消或减少施工中的分缝，在加快筑坝速度的同时确保大坝不出现裂缝。通过对河湾水电站外掺MgO混凝土拱坝温度应力进行SAPTIS仿真分析，结果表明：分缝措施可以大大改善坝体应力状况。625Ill高程

2、以下拉应力大于大坝允许拉应力，坝体极有可能开裂，不满足设计要求。仿真结果为混凝土拱坝温控措施的优化设计提供了重要参考数据，确保了大坝施工建设安全可靠的进行。关键词：河湾水电站；拱坝；温度应力；仿真分析中图分类号：1V315；TV642．4文献标志码：A文章编号：2095—0144(2014)05—0046—041前言河长68．3km，平均坡降0．612％。拦河大坝为外掺河湾水电站拦河大坝为外掺MgO常态混凝土MgO常态混凝土拱坝．拱坝拱圈线形为抛物线，坝拱坝，拱坝拱圈线形为抛物线。鉴于拱坝以及MgO顶高程717．0m，坝底高程638．0m，设计坝

3、高79．0m。混凝土拱坝温度应力的复杂性，采用仿真计算方法坝顶厚5．0rfi．坝底厚16．0in，拱坝厚高比0．203。总对拱坝浇筑全过程应力进行仿真计算分析就显得非库容3073万m。，电站装机2xl0MW。依据SL252—常必要⋯。根据河湾水电站外掺MgO混凝土拱坝2000(水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，浇筑连续上升的特点，借助SAPTIS多场仿真软件，河湾电站水库工程规模属中型．工程等别为Ⅲ等；电对河湾水电站外掺MgO混凝土拱坝结构温度场、站工程规模属小(1)型，工程等别为Ⅳ等。水库枢纽应力场线性及非线性进行了仿真分析。揭示了河湾工

4、程的主要建筑物级别为3级．次要建筑物级别为拱坝大坝无缝无温控措施、有缝有温控措施等工况4级；电站工程的主要建筑物级别为4级，次要建筑下，大坝整体的温度及温度应力状态．推荐了合理物级别为5级的分缝方案和可行的温控措施，提出了相应的温控3三维有限元数值分析模型标准[引。3。1坝址岩体物理力学指标2工程概况拱坝坝址处岩性为灰岩。根据坝址区各区岩体河湾水电站位于曹渡河中上游，坝址布置于平结构、节理裂隙发育密度、结构面充填及胶结物质、塘县掌布乡河湾寨子河段．距掌布河河口约l200切割深度、连通情况，结合室内物理力学试验资料综m，河床高程643．3113，引

5、水发电系统设于右岸。河湾合分析，类比同性质的其他工程经验[3]，提出坝址区电站为季调节电站，坝址以上流域面积为780kmz，有关岩体物理力学指标建议值如下表1所列。表1坝址岩体物理力学指标建议值根据温控时基岩变模尽量取高值的原则．基岩3．2SAPTIS计算原理及中心计算流程变模采用10GPa。具体参数见下表2所列。用FORTRAN程序编制的计算大体积混凝土结收稿日期：2014—05—05作者简介：王云飞(1984一)，男，山西柳林人，工程师，主要从事水利水电工程水工设计。·46·2014年第5期甘肃水利水电技术第50卷2011年5月29日。至20

6、12年1月26日浇筑至坝最大应力为2．86MPa。坝体较大范围内温度应力大顶717．0m高程。由于组织得当，基本实现施工计划于1．80MPa，超过允许拉应力，必须采取分缝措施所列时间。才能避免坝体出现危害性裂缝。4河湾水电站外掺MgO混凝土拱坝仿真计算结果(2)分缝方案4．1计算条件由无缝方案的结果可以看出，坝体中部的应力按照《河湾施工控制性工期表》，河湾拱坝于较大，应采取措施减小坝体应力。在673．0m高程2011年5月29日开始浇筑，坝体基本均匀上升，计(左右岸)、649．0m高程(左右岸)、649．00HI高程(表划于2012年3月初蓄水。

7、从无缝无温控措施的基孔两侧)处共分6条缝进行分缝模拟计算，坝体中面本方案做起，根据仿真计算结果，逐步辅以各种分缝分缝位置示意见图3所示。仿真模拟计算分六条缝方案及温控措施(首先确定坝体的分缝方案，根据分方案时，坝体混凝土按自然入仓，不采取任何温控措缝方案再确定相应的温控措施)，以期最终达到设计施，坝体于浇筑完之后的第2年3月蓄水。按照施要求，并推荐合理的施工方案。工进度表进行坝体混凝土浇筑。河湾拱坝坝体混凝土MgO掺量为5％．根据对按工程常规，表孔两侧的诱导缝应该一直分至坝体混凝土的室内试验结果，模拟坝体混凝土施工坝底高程，但现场已浇筑到649．

8、0In高程，在仿真时过程、坝址处气温水温的变化过程及混凝土材料参致使拱坝649．0m高程以下是一整体，无法再进行数随龄期的变化规律，特别