对拉西瓦水电站高拱坝封拱灌浆技术研究

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1、水利水电施工2013·第3期总第138期72596，其中基础单元总数10422，坝体单元总数43168。3仿真计算程序计算中考虑自重和温度荷载，自重随浇筑过程施加；不考虑水压荷载；考虑自生体积变形、弹性模量随龄期编程计算大体积混凝土结构温度场与应力场，可用变化、徐变等因素。于分析二维、三维问题，在一套网格内用有限元法求解温度场、应力场。该程序已成功用于二滩、小湾等国内5仿真计算成果分析十几座大中型混凝土坝的仿真分析和温控设计，取得了很好的效果。从2351m高程温度过程线(见图1)看，在初期水化热的作用下，温度迅速升高，其中内部温升较大，达

2、4计算模型与条件到23℃左右，相对于8~C的浇筑温度，温升值为15℃。一期水冷后温度降至16℃左右；盖重水冷时，内部混凝(1)拱冠坝段：拉西瓦水电站拱坝选取10～13号坝土温降效果明显，下降幅度为8℃左右，温度降为段为研究对象，垂直方向取2倍坝高作为基础，上、下10．5~C；表面混凝土温降效果较差，下降幅度为3~C左游方向各取1．5倍坝高作为基础。网格沿高度方向为右，温度降为12℃。0．5m一层，厚度方向为8层，坝表面密、中间疏，横河在灌浆水冷作用下，内部混凝土(坝中面，离下游向网格尺寸为5m左右。以铅垂方向向上为Z正向，以高面3．97m

3、)都能降温至封拱温度，下游面表面混凝土只程为Z坐标；顺水流方向反方向为y正向；根据右手法能降到11．5~C，距离下游面lm的混凝土降低到9~C。过则确定的横河向为x正向；以拱冠梁上游面坝顶位置作冬时，受外界气温的影响，表面混凝土温度随之降低，为xy平面的原点。计算模型采用8节点等参元，计算模表面最低温度为一0．40C，距坝表面lm处最低温度为型单元总数60977，节点总数84972，其中基础单元总数1．7~C，距坝表面3．97m处最低温度为5~C。距坝表面超3281，坝体单元总数57696。过8m后，混凝土温度随外界气温的变化幅度小于I~

4、C。(2)边坡坝段：拉西瓦水电站拱坝选取15～18号坝坝表面温度年变幅为7．I~C，距离坝面lm处年变幅段为研究对象，网格参数与拱冠坝段相同。计算模型采为5．I~C，距离坝面3．97m处年变幅为2℃，均与理论值用8节点等参元，计算模型单元总数53590，节点总数符合。^lInU、U，一●—、nl、、’一一I、、／一一／1、’／lI＼J，—1、，、／＼一●／＼～_■4lg~k～＼，r—L■，／t’／厂、＼r／Jr、、、、、，／，一＼＼0＼●、—’～^，▲▲▲—：L——一、＼1■7一一_f、＼～，——一＼＼、，／一、、、、，＼_、／、＼＼一／

5、＼、jg"’-_一3467Sq10ll12l345678910ll200820092010图1拉西瓦水电站2351m高程拱冠梁距下游坝面不同距离的节点温度过程线灌浆前，最大主应力出现两个峰值：第一个峰值出灌浆后最低温度分布、两者最大温差分布可以看出，三现在一期水冷结束时，第二个峰值出现在盖重水冷结束个区域的温度分布非常一致。从三个夏季灌浆区的沿坝时，峰值均小于1MPa。灌浆前最大温度应力为IMPa。厚方向的横缝开度分布可以看出，坝表面横缝开度小于灌浆后的第一个冬天，出现混凝土最大应力的最高值，内部，说明这一区域的表面混凝土夏季灌浆时未冷却

6、至表面混凝土的最大拉应力为2．6MPa，距离坝表面lm处设计温度。从三个夏季灌浆区沿坝厚方向的最大主应力最大拉应力为2．0MPa，距离坝表面3．97m处最大拉应力分布可以看出，坝表面应力远大于内部应力，说明这一为0．6MPa，内部混凝土冬天为压应力。冬天最大应力逐区域的超标应力是由于夏季灌浆时表面混凝土未冷却至步降低，第8年后下游面降低到2．2MPa左右。过水后，设计温度所致。通过上述分析可以看出，高寒地区高拱上游面最大应力降低到1．2MPa以下。坝采用全年施工、全年封拱的施工方式时，影响封拱灌从三个夏季灌浆区沿坝厚方向的灌浆时温度分布、

7、浆的主要因素是夏季灌浆区混凝土表面温度应力超标。·46·地基与基础工程系数为4．18610／(m2·h·℃)时，下游面应力由2．6MPa6封拱灌浆措施研究降低为2．1MPa~等效放热系数为210／(m2·h·℃)时，下游坝面应力由1．72MPa降低为1．31MPa。根据上述研究，高寒地区高拱坝采用全年施工、全6．5盖重冷却区温度提高对坝体温度应力的年封拱的施工方式时，要减小夏季封拱灌浆区表面超标影响应力，只有减小坝表面冬季最低温度与封拱温度之差及盖重冷却区与灌浆混凝土同时冷却，由于盖重冷却这一温度沿坝厚方向梯度。因此，主要通过几种不同工区

8、是在16~18℃开始冷却，要在30天内冷却至设计封拱况研究了不同工程措施对夏季灌浆区温度应力的影响。温度是有难度的。从仿真计算中可以看出，绝大部分盖6．1降低灌浆水冷温度对夏季灌浆区温度应力重