盖下坝水电站施工期温度应力及损伤仿真分析.docx

第38卷第10期20

第38卷第10期

2012年10月

水力发电

工程施，工

盖下坝水电站施工期温度应力及损伤仿真分析

徐闯，朱为玄，邓爱民，孙伟伟

(河海大学力学与材料学院，江苏南京210098)

摘要：结合盖下坝水电站工程实际情况，采用ANSYS软件及其二次开发技术，对该混凝土拱坝施工期的温度场和应力场进行全过程的三维仿真计算，得出施工期最高温度和最大温度应力。同时，利用损伤有限元程序对该大坝进行了损伤仿真计算，得出施工期重要时刻的损伤场。仿真结果表明，在合理的温控措施下，大坝施工期温度应力远小于设计容许值，损伤值也较小，施工期不会出现宏观裂缝。

关键词：拱坝；温度场；应力场；损伤场；盖下坝水电站

SimulationonThermalStressandDamageofGaixiabaDamduringConstructionPeriod

XuChuang,ZhuWeixuan,DengAimin,SunWeiwei

(CollegeofMechanicsandMaterials,HohaiUniversity,Nanjing210098,Jiangsu,China)

Abstract:AccordingtotheactualpouringofGaixiabaArchDam,thethree-dimensionalthermalandstressfieldsofdamduringwholeconstructionperiodaresimulatedbyusingANSYSanditssecondarydevelopedprograms,andthemaximumtemperatureandthermalstressareobtained.Atthesametime,thedamagestatusofdamisalsosimulatedbyself-developeddamagefiniteelementprogram,andthedamagefieldsofdaminsomekeyconstructionmomentsareachieved.Thesimulationsshowthatthethermalstressofdamismuchlessthanthedesignallowablevalueandthedamagevalueissmallerafterimplementingreasonabletemperaturecontolmeasures,andthedamwillnotappearmacrocrackduringconstructionperiod.

KeyWords:archdam;temperaturefield;stressfield;damagefield;GaixiabaHydropowerStation

中图分类号：TV315(2719)文献标识码：A文章编号：0559-9342(2012)10-0047-03

0引言

大体积混凝土在施工中容易产生温度裂缝，降低了混凝土的完整性，影响坝体的安全。如果温度应力过大，超过相应龄期的允许温度应力，混凝土就会产生裂缝。拱坝由于自身的体形特点和工作原理，温度变化对结构应力状态具有重要影响，温控问题显得尤为突出。采用三维有限元法仿真大坝施工期非稳定温度场及温度应力，预测坝体施工期温度场及温度应力的变化规律，对坝体温控防裂提出合理建议。

混凝土损伤理论可以揭示混凝土材料的破坏机理。通过混凝土坝损伤仿真计算，反映其任何时刻的损伤状态，对其工作性态、危险程度、剩余寿命等的分析以及安全运行有着重要作用。

1计算资料及仿真模型

1.1计算资料

盖下坝水电站位于重庆市云阳县和奉节县境内的长江一级支流长滩河中上游河段，大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高160m,坝顶长153.31m,水库总库容3.54×10?m3,调节库容2.03×10?m3,电站装机容量为120MW。大坝共设8条横缝，分成9个坝段，沿中心线弧长横缝的间距一般为16~18m,最大18.92m,不设纵缝，拱坝拱冠断面底宽约15.14

收稿日期：2012-06-11

基金项目：国家自然科学基金资助项目50878077)

作者简介：徐闯(1984—