水利樞紐溫度應力仿真分析

1、水利樞紐溫度應力仿真分析 結構特征點的溫度歷時曲線見圖2。由圖2可知，對于a、b等結構內部點溫度一般在澆筑后的58d達到最大值，相對于表面c點，溫度變化明顯滯后，且年變幅較小。由于結構孔洞較多，因此整個結構在澆筑完畢后的第2年夏天邊界溫度呈現(xiàn)出周期性變化的特征。結構在施工期的最高溫度除邊界附近外大部分在310以上，較高溫度區(qū)域位于結構后半部分中上部以及結構頂部，最高溫度達411。預留槽部位由于澆筑溫度低，且在低溫季節(jié)澆筑，因此溫度較低，最高溫度約為270；后澆帶部位混凝土體積相對較大，最高溫度達到364。3結構溫度應力主體混凝土（除后澆帶及預留槽部位外）澆筑完畢后1個月，結構較大x、y應力基本

2、位于下游流道表面附近，x最大應力達到226mpa，y最大應力達到197mpa。產生拉應力的原因是邊界溫度降低使表面附近混凝土收縮。結構全部澆筑完畢后1個月，結構的最大應力基本位于底板內部，在上、下游方向各有一個x應力較大區(qū)，最大值分別為20、24mpa，主要原因是此前底板內部混凝土一直處于降溫階段，使得內部產生順流向拉應力。從結構最大應力看，除結構邊角位置應力較大外，在上游和下游的兩個區(qū)域順水流向應力較大，分別為23、25mpa，在中間后澆帶部位應力較小，基本上為壓應力。而不設后澆帶時4，整個結構內部上、下游方向均有較大的拉應力，最大值均超過30mpa，且出現(xiàn)大拉應力的范圍較大。由此可見，設置

3、后澆帶使得結構最大應力及大拉應力區(qū)范圍都有所減小。需要注意的是，在后澆帶部位產生較大的豎向拉應力，最大應力達到38mpa，原因是后澆帶部位澆筑時，兩側混凝土已經(jīng)澆筑3個月以上，彈模較高，對新澆混凝土在豎直方向的收縮產生了較大約束作用，從而在豎直方向產生了較大拉應力。 后澆帶不同澆筑時間對結構應力的影響設置后澆帶后，結構順水流向的應力有所減小，但在后澆帶部位有較大的豎向拉應力。為考慮不同時間澆筑后澆帶對結構應力的影響，對10月中旬、11月中旬、12月中旬、1月中旬4個時間開始澆筑后澆帶部位進行了計算分析，各澆筑時間相對于元月中旬澆筑時的應力差值見表2，其中d、e、f點分別位于后澆帶上游主體混凝土

4、內部、后澆帶內部及后澆帶下游主體混凝土內部。表2各澆筑時間相對于1月中旬澆筑的應力差值mpa澆筑時間順水流向應力d點e點f點e點豎向應力10月中旬10809710906111月中旬08005607103712月中旬043047037015注：正值表示增加，負值表示減小。由表2可知，提前澆筑后澆帶時主體混凝土與后澆帶混凝土溫差較小，豎向拉應力有所減小，但會增大后澆帶部位以及上、下游主體混凝土中順水流向拉應力。由于結構內孔洞較多，保溫效果較差，對后澆帶部位的主體混凝土表面進行保護并不能減小主體混凝土與后澆帶混凝土的溫差，達到減小該處豎向拉應力的目的，因此應考慮采用其他工程措施，如后澆帶中進行初期通

5、水冷卻，或者選用低熱水泥，降低混凝土絕熱溫升，削減最高溫度峰值，降低降溫幅度，從而減小后澆帶部位豎向拉應力。5氣溫驟降對結構應力的影響氣溫驟降前后，上游底板下方35m范圍內特征點的溫度及應力見圖3。由圖3可知：139的氣溫驟降使得底板混凝土的表面溫度降低了1163，在底板表面以下20m處的溫度變化僅約02；底板表面x應力從108mpa升高到546mpa，增加438mpa；底板表面以內約17m處，由氣溫驟降引起的拉應力增大量為0；表面17m以下，表面混凝土受拉，在內部產生了一定的壓應力，壓應力值約為03mpa。可以認為，氣溫驟降使廠房流道底板距表面1m范圍的溫度應力急劇增大，可能使混凝土表面開裂，因此如有氣溫驟降發(fā)生，應做好必要的保溫工作。 （1）設置后澆帶后，結構順流向最大應力及大拉應力區(qū)范圍有所減小，這為高溫季節(jié)澆筑混凝土提供了一種新的思路。但由于后澆帶澆筑后的降溫收縮受到已澆筑的上下游結構的約束，施工后期在后澆帶內產生了較大的豎向拉應力，必須采取通水冷卻、選用低熱水泥等措施削減溫度峰值，減小降溫幅度，從而減小應力。（2）氣溫驟降使混凝